基于力控eForceCon水质自动监测系统解决的方案.pdf

基于力控eForceCon 的水质自动监测系统解决方案 摘要：采用力控SCADA 软件eForceCon 平台对水质的物理、化学、生物等指标数据进行实时监控，并通 过数据转发协议将信息实时反馈到水利部水质监测中心，实现了水质的实时连续监测和检测设备的远程监 控，达到及掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区 域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。 1.概述 当前，我国主要江河、湖泊水体的水质总体上呈恶化趋势，水质监测任务十分繁重，目前水利系统已 建成由水利部、流域、省及其地 （市）水环境监测中心、分中心，共２５１个监测机构组成的四级水质监 测体系；水质监测站点３２４０处，基本覆盖了全国主要江河湖库；专职人员近三千人，技术力量较强， 实现了对水质的有效监测。 虽然水利系统的水质监测体系和能力已经有了一定的基础，但面对新时期水利发展的形势与要求，自动化 程度低、信息化落后的现状。为了适应水资源管理与保 工作发展的需求，亟须采用新的自动化技术与管 理手段提高水质监测技术的现代化和标准化以及管理制度化的水平。 2.水质自动监测系统 水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术，自 动控制技术、计算机应用技术以及相关的分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动，统计、处 理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平匀数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监 测、统计报告及图表 （棒状图、曲线图多轨迹图、对比图等），并可将 集的数据信息转发到环保中心数 据库或水利管理部门。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保 、来 电自动恢复功能；维 检柞状态测试，便于例行维修和应急故障处理等功能。 通过实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及掌握主要流域重点断面水 体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制 制度落实情况、排放达标情况等目的。 3. 力控水质自动监测系统 3.1 系统网络拓扑结构 系统有水质监测子站和信息管理中心两部分构成。监测子站内部包括 水部分、分析仪表、和计算机 控制系统部分。信息管理中心主要是以数据处理分析为主。水质监测子站 用力控嵌入式HMI 结合现场 PLC 与自动监测仪器实现了设备状态监控、污染因子监测、设备反向控制、系统报警等功能，并通过 GPRS/CDMA 网络向信息管理中心提 现场实时数据信息；信息管理中心由力控企业级实时历史数据库 pSpace 负责汇总、处理、分析来自所有水质监测站的实时数据，并将分析处理后的有价值的信息提供给环 保管理部门。 3.2 水质监测子站 水质监测子站的水样经过采水系统通过泵、阀、管路进入到相关的仪器、仪表进行水质的自动分析与 检测，检测后的数据信息通过RS485 总线或GPRS/CDMA 网络传送到水质监测站的监控系统 力控嵌入式 HMI。力控嵌入式HMI 对 集的数据进行简单的分析处理，并根据分析的数据结果对现场的仪器、仪表泵、 阀状态、室内温度、烟雾传感、进行控制进而完成水质的取样、监测。现场实时水质的物理、化学、生物 的变量参数通过无线GPRS 网络与水质信息管理中心建立通讯，实现实时数据的共享。 力控嵌入式HMI 具有通用监控组态软件的众多优点，支持支持串口、以太网、现场总线、电话拨号、电台、 GSM/GPRS/CDMA 等多种通讯方式，支持近2000 种主流的PLC、仪表、智能模块的通讯协议。力控嵌入 式HMI 具有丰富图形界面组态功能，可以以动画、曲线、报表的多种形式反映水质参数，并具备事件报警、 设备运行报警的功能。力控嵌入式HMI 结合现场PLC 与自动监测仪器实现了设备状态监控、污染因子监 测、设备反向控制、系统报警等功能。 3.2.1 基本功能实现 设备状态监控 通过自动监测仪器设备数字输出口或模拟量接口获取仪器设备的工作状态参数，还原设备的真实情况， 如启动、运行、测量、标定、停止、怠速、等设备当前运行状态，能够对试剂 （氧化剂、催化剂、蒸馏水、 标液、蒸馏剂、滴定剂）液位状态、设备运行参数、室内温湿度及烟感、门禁等信息进行监控。 污染因子监测 能直接读取下端仪器发送的监测数据，并实现对数据 集仪器通道进行管理并监控；可以实现通道的 开启、闭合等操作。 设备反向控制 能够实现对下端仪器的进行反向控制，反控命令包括： a)远程参数设置： 直接向自