大中城市工业废水在线监测系统网络

大中城市工业废水在线监测系统网络我国很多工业城市的废水排放量较大，已造成城市地表水的严重污染。各城市的环境监测中心站肩负着对城市地表环境水质及污染源排放废水的监测工作，很多城市相继形成了以市站为网头，与区站、行业站构成一体的废水监测网。但目前各城市对污染源和城市排污河渠的水质监测仍停留在手工监测阶段，时间覆盖率低，样品缺乏科学性和代表性，难以反映企业及城市污水排放连续变化的情况。建立废水在线监测系统，提高水质监测能力，势在必行。一城市工业废水监测系统构成本构想是建成一个由污水排放监测子站、监测中心站和管理中心（城市环保局）组成的城市废水监测网络系统。该系统可实现对企业废水和城市污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测；实时掌握企业及城市污水排放情况及污染物排放总量，实现监测数据自动传输；由监测中心站的计算机控制中心进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至城市环保局，由城市环保局对企业进行监督管理。1、监测子站在每个排污口建一座监测子站，子站设有实验台，站内安装在线流量计、水质自动采样器、污染物在线监测仪以及计算机控制系统。子站计算机系统能完成检测仪表输出信号的采集、数据处理、存储、显示、记录、统计、打印等功能；能满足各个排污口对监测数据的要求，并实现与计算机控制中心的实时远距离数据传输。2、监测中心站在城市环境监测中心站建立一个中心实验室、一个由移动监测车组成的移动实验室和一个计算机控制中心。计算机控制中心负责接收子站传输的信息和其他污染源的监测信息；负责对监测信息分类、筛选和综合分析；完成对数据的统计、运算、处理，能自动生成各种报表；具有存储、显示、记录、打印、统计等功能，并实现与市环保局信息中心联网。设置一个大屏幕投影系统，显示全市重点污染源分布和监测结果，同时用计算机多媒体语音系统进行环境质量状况演示。3、管理中心管理中心由城市环保局相关部门组成，是本系统的决策中心，主要对从监测中心站获得的监测信息进行分析、调研，及时作出管理决策，增加管理力度。二城市工业废水监测系统技术方案1、子站在线检测仪表技术方案首先定义需要监测的子站，根据环保监测指标的要求，进行子站在线检测仪器仪表的选型。子站在线检测仪表，主要选择不满管电磁流量计或明渠式流量计等在线流量仪表、在线pH计、在线COD、氨氮仪。2、子站计算机控制系统技术方案及仪器仪表的选型本构想采用美国A-B公司MicrologxTM1500系列微型可编程控制器。Micrologx1500系列微型可编程控制器集电源、处理器、输入/输出及通信接口于一体，具有模拟量控制功能，有软件组态的输入滤波器，能精确控制各种过程变量，通信接口在原来DF1全双工和DH485协议的基础上增加了DF1半双工协议，支持SCADA系统。SCADA系统网络的通信频率可在300HZ-38.4kHZ之间选择，每个主站最多可连接256个远程终端站，支持远程终端站之间数据交换。Micrologx1500系列处理器在SCADA系统中作为远程终端站（RTU）与主站SLC500相互通信。Micrologx1500系列处理器还具有快速、高效和本地控制能力。编程工具主要选择Windows95/NT平台的软件，同时选择手持编程器。3、中心实验室仪器仪表的选型中心实验室分析仪器，根据需要选择等离子发射光谱仪、紫外分光光度计、电子天平、微波消解器、纯水器等。4、移动实验室移动实验室的仪器设备均为便携式现场分析仪器。5、计算机控制中心信息接收系统技术方案及仪器仪表的选型本构想采用美国A-B公司SLC500TM505系列小型可编程序控制器。通过支持在以太网上广泛应用的TCP/IP通信协议，SLC505可编程序控制器将控制系统和监视及信息管理系统集成在一起。用户的SLC505处理器可以通过以太网进行数据采集、监控、编程管理、控制统计、维修管理、计划、信息流跟踪以及和应用中的子站底层数据进行通信。6、电台系统技术方案及仪器仪表的选型监测中心与子站通信采用无线调制解调器，微波点对多点通信方式，在监测中心设置主站。为确保系统工作可靠，主站采用双机热备系统。本构想采用美国AdaptiveBroadband公司数传电台，型号：单机MDS2710A，双机热备MDS2720AD。MDS电台适用于定点、定向、长距离、小容量数据通信。MDS的InSite5网络管理软件为电台系统的监测控制提供了最佳手段。所有MDS电台都采用了DSP技术，它使数传电台的性能和可靠性及抗干扰能力达到了前所未有的水平。MDS2710是工作于220-240MHZ频段的数传电台，收发信机和调制解调器一体化，采用DSP技术设计，可用于控制中心与众多远方监测子站之间的数据采集和控制。这种电台既可用作主站电台，也可作远方监测子站电台。无中继通信距离约30-50km，电台可工作于单工和半双工方式，收发同频或异频，并具有远程诊断测试功能。EIA-232数据口可直接与计算机、RTU等数据终端连接，数据传输速率9600/19200b/s。7、计算机控制中心信息数据处理系统技术方案及计算机系统配置监控中心计算机系统采用以NT服务器为基础的服务器和客户机方式，本地通信采用以太网络，监测中心与管理中心通信通过交换机采用光缆通信方式。8、中心会议室信息发布系统技术方案及仪器仪表选型采用计算机多媒体语音系统进行反映环境质量状况的演示，大屏幕投影系统采用LED电子显示屏。9、管理中心计算机系统技术方案及仪器仪表选型在管理中心即城市环保局相关部门配备计算机终端，作为计算机控制中心的上位机，监测中心与管理中心通信通过交换机采用光缆通信方式。三城市工业废水监测系统软件技术方案1、中心控制室计算机信息数据处理系统软件技术方案a、系统软件配置系统软件是监控中心计算机系统工作的平台软件，所有应用软件皆运行在此工作平台上。采用以NT服务器为基础的服务器和客户机方式。b、服务器操作系统由于服务器选用PC服务器，因此其操作系统可选择Microsoft公司的WindowsNT4.0。c、客户端操作系统客户机操作系统可选用Microsoft公司的WindowsNTWorkstation操作系统。它是一个界面友好、功能强大的窗口式操作系统，支持TCP/IP、IPX/SPX、NetBEUI等多种协议，并支持即插即用，使用简单方便。同时，WindowsNTWorkstation上的应用软件数量众多，有各种字处理、电子表格等办公自动化软件，图像及三维动画制作软件，各种免费的Web浏览、文件传输、信息共享、消息传递等软件。d、客户端应用开发工具客户机/服务器应用软件开发工具可使用Microsoft公司的VisualBasic5.0，这是一个可视化的面向对象的开发工具，可以很方便、容易地编制Windows风格的界面，可以实现系统的快速开发，有利于采用快速原型法进行软件开发。VisualBasic5.0可通过ODBC接口建立与客户机/服务器结构的数据库MSSQLServer的连接，实现对不同类型的数据库系统的访问。e、数据库管理系统由于操作系统选用WindowsNT，因此数据库管理系统选择Microsoft公司的SQLServer6.5，这是WindowsNT平台上运行速率最高、与WindowsNT集成最好的数据库系统。它是一个可伸缩、高性能的数据库管理系统，专为分布式客户机/服务器计算环境设计，可以充分满足本系统的需要。2、子站计算机控制系统及中心控制室信息接收系统软件技术方案a、RSLinxRSLinx是可编程控制器的服务器软件。利用RSLinx和WindowsNT可解决监测网络所有通信方案。这种组合也为RSView32、RSTools及及PLC-5等软件提供通信联结。RSLINxAdvanceDDETM接口支持处理器与MMI（人机交互软件）和组件软件间进行通信，也可与DDE兼容应用软件如MicrosoftExcel、MicrosoftAccess及其他用户定制的DDE应用软件通信。RSLINxAdvanceDDE的C应用程序编程接口（API）支持用户RSLinxCSDK开发应用软件。由于RSLinx充分利用了WindowsNT操作系统所具有的多线程、多任务、多处理器等性能，通过各种通信接口，RSLinx可同时与以上所述的应用软件组合运行。b、RSLinxGatewayRSLinx和WINtelligentLINXTM客户程序能通过TCP/IP网络直接连入RSLinxGateway驱动程序，即计算机监控中心客户程序能直接对连接到RSLinxGateway上的Allen-BradleyPLC、SLCTM及Micrologix处理器进行在线访问。像普通RSLinx一样，RSLinxGateway允许MicrosoftWindowsDDE兼容应用软件与处理器交换数据，即可将现场数据读入应用软件进行显示、登录以及趋势图操作，亦可从监控计算机设置某单独参数或下载配方到所支持的设备中。c、RSView32利用RSView32可有效地监视并控制过程，这是一种易用的、可集成的、基于组件的MMI系统，具有用户所需的全部特征和功能。RSView32基于MicrosoftWindowsNT和Windows95平台设计，并且是第一个把ActiveX控制嵌入画面的MMI软件包。由于可与RSTools和其他RockwellSoftware产品集成，RSView32为监视和运行用户的控制系统提供了极大的灵活性。d、RSTools利用RockwellSoftware的RSToolsActive控制可形象地表示用户的数据。用户可利用该控制在ActiveX包容器如MSVB、IE以及RSView32，采集和显示现场数据。这些控制可应用在不连续生产场合、过程控制和SCADA环境。对于分布式应用，RSTools可作为RockwellSoftware的RSPortal产品的客户软件，可利用Internet或Intranet从远程节点上获取数据。e、RSSqlTMRSSql将强大的处理引擎和直观的用户界面结合一起，使用户能把企业信息系统与现场连结起来，而不用输任何代码。RSSql使用户能在关系数据库系统（RDBMS）和过程控制系统之间建立处理联系。二级过程计算机系统软件配置为：（1）服务器中软件；（2）客户机中软件。3、子站和主站电台系统软件技术方案子站和主站电台采用MDS的InSite5网络管理软件。MDS数传电台除本机面板设有LED指示工作状态外，均备有诊断测试口。利用手持终端，可对设备各种工作参数进行检测和重新设置，可实现运行网络远程诊断测试。通常，电台对于数据采集设备来说是透明的，不需要设地址，数据采集设备、RTU或PLC是带地址的。为监测电台的工作状态，InSite5软件给每个电台编码，并按用户的要求定期对电台系统的工作参数进行监测。用专用电缆将电台诊断口与一台安装了InSite5软件的PC机连接起来。该PC机可以和任何一个远程站或主站连接，该PC机也可以是数据系统主控计算机。监测的工作参数是：电源电压，工作温度，接收信号强度，信纳比，频偏等参数。四结束语本构想利用自动控制系统中的网络技术，构设了城市工业废水监测系统，大量采用成熟的工控设备和先进的组态软件是一种必然的发展趋势。