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            [在線濁度儀]自動化水質監測儀的現狀和發展

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2018-12-18

              摘要:隨著經濟和社會的快速發展,人民生活質量的提高,城市人口和城鎮建設規模不斷擴大,對城市供水的規模、水質、可靠性、經濟性及穩定性等要求也越來越高。自動化儀表在水質監測領域的作用不斷加強和發展,直接關系整個供水企業的供水質量和管理質量,因此在本文介紹了自動化儀表在我國供水水質監測領域的一些現狀,提出現在普遍存在的一些問題和今后發展的趨勢。

              關鍵詞:自動化;水質監測儀表;現場總線;DTU

              在現代化的自來水生產中,每個生產過程幾乎都與相應的儀表及自控技術有關。儀表能連續檢測各制水工藝的參數,根據這些參數的數據進行手動或自動控制,從而協調供需之間、系統各組成部分之間、各水廠處理工藝之間的關系,以便使各種設備得到更充分、合理的使用。同時,由于檢測儀表測定的數值與設定值可連續進行比較,發生偏差時,立即進行調整,從而保證水質。根據儀表檢測的參數,能進一步自動調節和控制藥劑投加量,保證水泵機組的合理運行,使管理更加科學化,達到經濟運行的目的。由于儀表具有連續檢測、越限報警的功能,便于及時處理事故。儀表還是實現計算機控制的前提條件??梢赃@樣比喻,儀表就相當于水廠生產過程的一雙眼睛,所以在先進的供水系統中,自動化儀表具有非常重要的作用。

              供水企業所用儀表大致可分為兩大類:一類屬于監測生產過程物理參數的儀表,如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國產表,其性能和質量基本能滿足要求。另一類屬于檢測水質的分析儀表,如檢測水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專用儀表在我國發展比較晚,因此,通常選用國外先進產品,從長遠觀點看是比較經濟、可靠的。檢測儀表的好壞直接關系到給水自動化的效果。在工程設計過程中,從儀表的性能、質量、價格、備件情況、售后服務等方面進行反復比較,一般采用進口儀表和國產儀表相結合的方法。

              近年來,在線水質檢測儀器發展迅速,種類繁多,除常用的在線濁度儀、余氯儀、PH儀、氨氮儀、顆粒物計數儀和多參數測定儀等等外,還有在線總磷分析儀、硬度分析儀、COD自動檢測儀、油類自動檢測儀、溶解度測定儀、多種氮化物自動監測儀等等。目前,各供水企業的在線檢測儀大多用于對制水工藝過程水中和出廠水水質的監控,相對而言,較少用于原水及管網水的在線監測,面對日益嚴重的水質污染問題,應進一步加強在線水質檢測儀器的配置和應用,特別是對原水水質的在線監測。

            在線余氯儀

              在線儀表的合理配置和科學運用是供水企業生產和營業管理自動化及信息化水平的重要標準,其中原水應該配置流量儀、濁度儀、液位儀、PH儀;加藥應配置液位儀、SCD或者其他控制儀表;濾池應配置水頭損失儀、濁度儀;清水池和吸水井配置液位儀;出水配置流量儀、濁度儀、余氯儀、壓力儀和PH儀等。并保證壓力儀測量精度為0.5%;流量儀測量精度為1.0%;濁度儀測量精度2.0%;余氯儀測量精度3.0%;液位儀測量精度0.5%;PH儀測量精度3.0%。除了要滿足工藝要求之外,儀表完好率應在95%以上。

              在線監測儀表的數據采集成為了現在比較熱門的話題,在廠區的生產過程產生的水質參數和物理參數等可以通過組建現場總線來實現數據的采集和處理,而在管網和原水等遠程的監測可以通過無線網絡的組建來實現數據采集。

              現場總線(Fieldbus)是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線,它主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。目前國內外現場總線有60多總,由于這一技術應用前景廣泛,因此得到了廣大的需求推進發展,國內比較流行的現場總線類型有FF(現場總線基金會)、Profibus(過程現場總線)、LonWorks(局部操作網絡)、CAN(控制局域網絡)、HART(可尋址遠程傳感器數據通路)等,當然還有RS-485,盡管RS-485不能稱為現場總線,但是作為現場總線的鼻祖,還有許多設備繼續沿用這種通訊協議。采用RS-485通訊具有設備簡單、低成本等優勢,仍有一定的生命力。但是由于不同類型的設備和總線控制系統之間標準不統一,導致現場總線的發展存在一定的困難,因此,近年來,現場總線轉向開放的、發展最快的Ethernet網絡技術發展。Ethernet網絡簡單可行,現場裝置保持不變,僅需要一個專用的Ethernet網絡接口就可以完成與以太網的連接。

              遠程供水數據傳輸,可以通過無線網絡實現各供水數據的采集,從而可以更實時的掌握整個管網的水質、余氯、水量和壓力等等參數?,F在比較常用的遠程數據采集方式主要是數傳電臺(radio modem)和DTU (Data Transfer unit)全稱數據傳輸單元兩種,分別有各自的優點和適用特點。數傳電臺發展歷史悠久,在外國上世紀60年代已經開始出現并迅速發展,我國是在80年代才開始發展,優點在于提供某些特殊條件下專網中監控信號的實時、可靠的數據傳輸,具有維護成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網結構靈活等等的特點,適合點多而分散等場合,缺點是電波傳輸受環境影響較大、傳輸距離不如DTU、組建中續站復雜、接口單一等。DTU是新型的以移動運營商網絡為載體的無線傳輸設備,具有高速、永遠在線、透明數據傳輸的虛擬專用數據通信網絡,使用方便、靈活、可靠,支持虛擬數據專用網,支持點對點、點對多點、中心對多點對等數據傳輸短消息數據備用通道,支持RS-232/485接口,方便維護操作,支持空中軟件升級和遠程維護,抗干擾,防潮,適合電磁環境惡劣的應用需求等特點。缺點是需要通訊流量,運行成本視運行商的資費不同而定。

              據統計,當前我國自動控制儀表和系統存在一些問題,主要包括:監測儀表和相應的自控執行設備故障率較高,適用時間比較短,國產設備在2-3年就要更換,進口產品也只有5年左右;儀表設備遭雷擊損害的比例很大,因此防雷問題應引起高度重視;監測數據部分成了擺設,只是停留在屏幕顯示的階段,沒有充分利用監測數據,不能用于管理和決策;各個子系統之間的數據互相利用的程度不高,形成了信息孤島現象等等。為了進一步滿足現代城市供水企業對控制監測儀表和自動化信息化的要求,監測儀表,特別是流量計、壓力計、余氯儀、濁度儀等向國產化、智能化、數字化、集成化、自清洗和免維護方向發展。配套的網絡向Ethernet網絡和internet網絡結合的現場總線技術發展,以實現信息資源的集成和共享,大力推廣國產組態軟件的應用,推動PLC、DTU終端等監測系統的國產化。

              參考文獻

              [1]李正軍.現場總線與工業以太網及其應用系統設計.北京:人民郵電出版社,2006.

              [2]中國城鎮供水協會. 城市供水行業2010年技術進步發展規劃及2020年遠景目標.北京:中國建筑工業出版社,2005.

              [3]唐濟揚.基于現場總線技術的先進控制系統制造業自動化.制造業自動化,2000,5.

              [4]蔡武昌.流量測量技術及儀表.機械工業出版社,2005,1.

              作者簡介:

              余順發,男,廣東惠州人,畢業于廣東省電子科技大學中山學院,自動化工學學士,2007年始就職廣東省惠州市自來水公司,任職供水調度技術人員,助理工程師。

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