附件一： 水质在线监测站建设方案

附件一： 水质在线监测站建设方案 附件一: 水质在线监测站建设方案 第1章 项目技术解决方案 1.1 水质自动监测系统集成方案 水质自动监测系统集成设计建设步骤:水质自动监测系统总体设计、站房建设、室内排水系统建设、室外采水系统建设、集成设备安装、系统调试运行等部分 1.1.1 水质自动监测总体设计 水质自动监测系统包括站房、取水单元、数据采集传输系统、自动监测仪器及其它辅助设备。 1.1.1.1 水质自动监测系统总体架构设计 水质自动监测系统总体架构如图所示: 1 水质自动监测系统由站房、仪表单元、取水单元、数据采集传输系统、防雷设备组成。其中仪表分析单元由COD、氨氮、总磷、溶氧仪、流速计等组成;采水系统将水样采集预处理后供各分析仪表供各分析仪使用;系统泵阀及辅助设备由PLC控制系统统一进行控制;各仪表数据经RS232/485接口由数采工控设备进行统一数据采集和处理，系统数据用3G无线传输模式。为防止雷击影响，水质自动监测系统配置完善的防直击雷和感应雷措施。 1.1.1.2 水质自动监测系统工艺设计 系统采取自吸泵取水，源水直接进入预处理设备处理，过滤后供分析仪采样分析;多余的源水和样水经总排水管道排出。 1.1.2 采水系统方案 2 水质自动监测采水单元的建设在自动站建设中占有绝对重要的地位，采水是保证整个系统正常运转、获取正确数据的关键部分，设计及建造一套运行可靠的水样采集单元非常重要。采水单元必须保证向整个系统提供可靠、有效的水样。 1.1.2.1 采水方式选择 采水系统建设在满足取水要求的前提下应尽量简洁，因地制宜，针对每个水站取水位置的不同情况采取最适用的方式。 1.1.2.1.1 本项目根据目前的情况:岸边式采水方式 (1)岸边式取水方是在岸坡适当处设施检修井，一般采用自吸式离心泵，将取水口安放在河道中(应确保取水口不被埋没)，使用离心泵(自吸式离心泵)还可以减轻水泵维护的工作难度。 1.1.2.2 取水工艺设计 1.1.2.2.1 自吸泵 系统采用自吸泵，具有以下优点: , 性能稳定，工作曲线随泵龄变化相对较小 , 泵体使用寿命较长，基本免维护 , 置于室内，可防盗 , 来电自动恢复，过载自动保护等功能 1.1.3 辅助系统方案 辅助系统是保证水质自动监测正常稳定运行不可获缺的重要组成部分。辅助系统包括突发事件采样系统、UPS供电系统。 1.1.3.1 系统配电设计 3 配备UPS和单相稳压电源，功率应保证系统内各自动分析仪在断电时能继续完成本次测量周期。 1.1.3.1.1 UPS 该UPS保证了系统在断电状态下能保存及传输数据，并继续完成本次测量周期。能持续供电4小时。该UPS不间断电源具有正弦波、断电保护、自动恢复、过载保护、故障诊断记录功能。恢复供电后，系统能自动恢复工作。 1.1.3.1.2 单相交流稳压电源 系统采用单相电供电，由于水质自动监测系统基本设在较为偏僻的地方，可能采用的是农电网络，电压不稳将对系统带来十分重大的打击。 1.1.4 据传输方案方案 1.1.4.1.1 数据采集控制系统 功能介绍: 数据采集模块以现场监控软件包为核心，配合模拟量和数字量采集模块、串口模块、485\232模块实现监控功能。系统具有数据自动保存功能，子站断电后数据能自动保存，能储存一年以上的原始数据，子站数据具有自动备份功能，同时保存相应时期发生的有关校准、断电及其它状态事件记录。系统成熟、稳定，平均无故障时间大于1000小时。系统开放性好，通过增加设备驱动可接入不同类型的自动分析设备。系统采用RS485/MODBUS总线与设备通信，保证系统具有良好 4 的可扩展性，总线设备“即插即用”，扩展方便。可远程设置系统的采样周期(2,24次/天); 还具备以下功能:控制单元时钟与分析单元的时钟能匹配;断电、断水或设备故障时的安全保护性操作;系统的自动启动和自动恢复功能;各单元设备工作状态参数的显示; 数据传输方式兼容我国站现有的VPN数据传输网络，数据传输协议必须兼容我国现有中心软件的通信协议。 1.1.4.1.2 数据采集仪技术指标 显示单元 液晶屏 7″TFT 触摸屏 SD卡 4G最高支持32G 外部存储 USB Device USB 2.0 无线接入方式 GPRS/CDMA/3G/3G+/LTE 通讯组网 有线接入方式 以太网Ethernet 串口通讯 5×RS232 1×RS485 模拟量输入 8路差分 4,20mA / 0,20mA / 0,5V 通讯接口 开关量输入 8路 开关量输出 8路干结点 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输(HJ 传输标准 212-2005) 电池容量 12V 5Ah 湿度 20%,90% 工作环境 温度 -10,60? 精度 ?0.2% 系统参数 电磁兼容 IEC三级 电源 AC220V?15, 50Hz 1.1.4.1.3 系统数据采集和处理功能 , 系统可以将执行器的动作和传感器反馈在工控系统界面上，界面 可以实时的显示系统流程，并能够在界面上显示自动站所有的操 作。 5 , 系统采用开放式结构，使系统易于扩充，并为以后预留了可扩充 接口，网络具有升级能力。 , 自动控制系统运行稳定可靠，可以在现场及远程进行人工控制。 , 系统具备有自动分类报警功能。 , 水站采用系统软件进行数据的采集、控制与传输，系统软件需具 备通用性强，可扩展性强，维护方便的特点。软件系统采用网络 化设计，实现省级监控中心和市级终端对系统的使用和系统数据 的共享。 , 子站断电后数据能自动保存，能储存一年以上的原始数据。子站 数据具有自动备份功能，同时保存相应时期发生的有关校准、断 电及其它状态事件记录。 , 系统具有安全防护功能，具有数据加密功能，并采用金字塔式权 限约束，在进入系统时需确认身份，使其可使用相应的操作。 , 软件可维护性强，开放源码，出现故障时可对源码进行修改。 , 16通道以上模拟量采集功能; , 现场控制器数据采集采用总线通讯与模拟量采集相结合的方式， 当总线通讯有故障时可自动转换为模拟量采集。 , 采用RS232/RS485 MODBUS总线方式采集仪器监测数据、工作状态 以及校准数据，给仪器发出控制指令等，也可采用4,20mA模拟 量进行数据采集。通过通用的通讯接口采集实时数据并存储，数 据传输之间采用开放的通讯协议和标准数据传输方式，控制中心 对各数据进行权限设置。 6 , 内置WebServer，B/S架构，能远程通过网络访问水质自动监测系 统的控制系统，实现远程状态监控和参数设置。 , 系统能根据系统的状态参数和报警信号值，并结合环境参数自动 判断监测数据的真实性、有效性，处理后的数据送入数据库中保 存。系统可以预定义数据报警上下限属性值，采集到的实时数据 如果超越报警上下限，系统自动进行报警，并对报警自动分类。 另外，这些报警信息同时发送到监控中心，由中心监控软件进行 接收和处理。数据采集与传输完整、准确、可靠，采集值与测量 值误差?1%，系统连续运行时数据捕捉率大于99%以上。 , 断电后能自动保护历史数据和参数设置，继电后可继续工作12小 时以上。 , 本站采用水质自动监测系统进行数据的采集、控制和传输，系统 软件具有通用性强，可扩展性强，维护方便的特点。 1.1.4.1.4 实时数据 在此界面中可以观察到各监测参数的实时数据，各个执行机构(泵、阀)的当前状态，以及各设定参数的数值。 1.1.4.1.5 报表 在此界面中可以观察到任一时段的详细历史数据，并且可对到历史数据进行打印等操作。并且可以对所保存的数据实现各种方式的查询，提供灵活多样的监测数据检索。 1.1.4.1.6 历史曲线 7 历史曲线是快速查看历史数据的一种非常直观的。通过历史曲线可以方便的看到各监测数值趋势走向，是用户快速分析水质变化趋势、仪器运行情况有力工具。 在此界面中，用户可以任意选取一个时间段进行查看，可同时显示多个参数的曲线，可对任一参数或多个参数进行显示隐藏操作，可任意放大、缩小时间密度，可左右、水平移动曲线，可以打印当前曲线，可观察到本时间段内各参数的最大值、最小值、平均值，移动左右游标可以显示本时间段内任一时刻的数据。 1.1.4.1.7 记录 在此界面可以查看报警的历史记录，包括报警时间、报警名称、报警类型、报警值等。 系统运行过程中会随时检查运行的各个状态，判断对应的泵、阀等设备是否运行正常，当出现故障的时候，会自动记录并发出报警信号，此时系统处于故障状态，从而停止各种操作、只有用户检查了系统，并确认没有故障之后，才能重新进入运行状态。系统还可以检测所测量的仪器的值，是否在所设置的上下限之间，如果超过所限制，系统就会自动记录并发出报警信号，以便及时处理。 1.1.5 水站系统防雷设计 对水站系统防雷设备技术要求:配置全面的防感应雷措施，防雷器和通讯线路防雷器采用优质防雷模块，有效防止雷击对系统造成的损坏。 8 内部防雷装置由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应，包括通讯系统、供电系统、视频系统、仪器设备等。 1.1.5.1 设计需求 雷害的途径包括直击雷、雷电反击、雷电波侵入和雷电感应四种途径。系统防雷措施主要包括外部防雷措施和内部防雷措施。 , 外部防雷:对于固定站房，需要由用户提供满足《建筑物防 雷》的外部防雷措施，包括接闪器、引下线和接地 装置等防雷设备; , 内部防雷:本方案重点考虑内部防雷即防感应雷措施，内部 防雷装置由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合 理布线系统、浪涌保护器等组成，主要用于减小和防止雷电 流在需防空间内所产生的电磁效应，包括通讯系统、供电系 统、视频系统、仪器设备等。 1.1.5.2 设计依据 1)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94) 2)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004) 3)《雷电电磁脉冲的防护》IEC-61312 4)《雷电电磁脉冲的防护、建筑的屏蔽、内部等电位联结和接地》IEC 1312-2 9 1.2 站房要求 , 监测站房结构 1、基站监测房设计规格:室内净 面积15?，房屋净高不小于2500mm。 2、站房具有良好采光功能，有条 件的情况，尽量采用对流开两扇窗(正 面与侧面)，窗户面积:1200×800mm， 窗户安装不锈钢护栏。窗户内部安装 有窗帘，避免夏日日光直接照射进屋 内。 3、对监测用房的设置充分考虑到 避免对正常生产条件和环境造成影响。还考虑到了便于车辆、人员及设备的进出，房门净尺寸为1000×2300mm，以保证设备的搬运进出。 4、站房的结构材料满足监测用房所在区域的防火、防腐等安全要求，采用厚度?0.75cm彩钢板(钢板厚度?0.75cm，墙体厚度?5cm， 填充泡沫密度?12g/cm2，彩钢板表面采用喷塑处理，具有防火、防腐性能)，另外应在安装仪器的一侧安装加强筋。 5、在房间的后面安装工业用排风扇，保证长期运行。 6、房屋建造在最低15厘米高的水泥基础上，地面铺设防滑砖。 7、站房内安装空调，空调功率1-1.5KW(根据站房面积确定)。 8、在站房侧面靠近采样点处开桥架孔，开孔尺寸为240×120。 9、监测用房与采样点距离一般不大于30m。 10、站房内安置避雷接地系统。监测站房内建有上、下水给排水设施。 11、站房建设的水平高度应高于排水管路30cm以上。 12、有条件的情况，在站房内搭建工作台，并铺瓷砖。 13、在合适墙面(靠近采样点)距离地面高度10cm处，开4个 10 直径为4cm的孔，用于安装废水进水管、回流管以及采样点强电和弱电线路管。 , 监测站房设备布置 分析仪安装于室内，保证室内空气流通良好，同时要求室内防潮，防尘，并避免太阳直晒。室内要求安装空调，建议温度保持在15~25?。 监测仪表及辅助设备按照基站内部布局图。 基站布置参考图 B-供配电要求 明确配电箱中除必须有主电源控制开关之外，另根据仪器的要求，提供相应的电源数量要求，并提供5路仪表及辅 助用电的电气线路(如图所示)。 在线监测设备所需电源由厂区供电系统提供(业 主负责从工厂的主电源到配电箱的电源连接)，是一 路具有断路器分断的独立的专用回路，引自低压配电 箱内专设的接线端子。供电电压为AC220V，50Hz， 电源容量不小于5kVA。监测站房内设有安全合格的配电设备，能够 11 确保提供足够的电力负荷，不小于5kW。如果电网的波动较大(波动大于10%)，应在仪表供电线路上安装隔离普通变压器或补偿式稳压器，功率根据仪表用电情况确定。一般情况下，采用2KW稳压器。 供电系统尽量避免与大容量感性负载并联以免产生高压涌流。 采用220V/50Hz两相三线制工作电源进站房配电柜，电源总功率6KVA。电气布局应合理美观，强弱电分离。本设计方案将根据现场情况，将电源分成三路: 1. 监测仪表供电电源 2. 照明及空调电源 3. 联动设备及其他辅助电源 所有监测仪器的输出信号均严格按规定的通信协议要求接到统一的接线排。 监测用房内设有照明设施，照明设施采用节能灯具。电气预埋管为仪器以及空调、照明等辅助用电提供电源，电气预埋预留管采用PVC管或线槽。 C-给排水 各站点的自来水引自安装企业的水源。企业负责将自来水引入站房内。监测用房内设计有合格的上、下水设施，设置洗手盆。 主要排放水为在线监测仪器样品分析后排出的残液，我方将集中收集所有的残液后委托给有资质和能力的单位代为处理。 双方根据现场情况协商安装预埋管线，包括废水采集管、废水回流管等。 D-接地 , 接地 12 在线监测系统和电气系统采用单独 接地方式，在站房周围合适位置1M距离 内地下打入5#镀锌角钢，作为接地点，接 地段深度大于2m，若企业在监测站房四 周具有符合接地标准的接地端亦可借用。 机房各类防雷地线设置应符合GB50057和 GB50169的规定，并留端接排。接地电阻 不大于4Ω，，并在配电柜内安装接地端 子排。监测站房内将设有安全合格的配电设备，提供足够的电力负荷，不小于6kW。电压稳定性达不到本项目仪器设备要求时，应配置稳压电源。 E-辅助设备及线路 1、电气预埋管为仪器以及空调、照明等辅助用电提供电源，电气预埋预留管采用PVC管或线槽。 2、采用PVC管或线槽安装电气及信号线路，管路的放线容积率应小于0.3，强电和弱电线路的放置距离应大于15cm，以避免信号干扰。 3、监测站房内安装40W日光灯。 4、根据业主的设计和施工需求还可以增加基站的门禁、视频监控以及空调系统等其他辅助设备。 13 附件二 地表水站仪表技术参数 1.1高锰酸盐指数在线分析仪 测量方法:高锰酸钾消解分光光度法 测试量程:(0 -5.0)mg/l,(0-15.0)mg/l,(0 -50.0)mg/l，根据河流水质进行选择。 检测下线: 0.2mg/l 分辨率: <0.01mg/l 准确度: <10% 重现度: < 5% 测量周期:45min，可设定 无故障运行时间:?720h/次 量程漂移:?5%F.S. 做样间隔:连续、1小时、2小时……24小时、触发 校正间隔:手动进行或按选定间隔和时间自动进行(1-7天) 清洗间隔:手动进行或按选定间隔和时间自动进行(1-7天) 保养间隔:〉1个月，每次约1小时 试剂消耗:每套试剂约358个样 人机界面:7寸、7万色、800*480分辨率、TFT真彩色触摸屏 打印: 内接工业微型打印机 存储: 2万条数据，掉电不丢失，存满自动覆盖最早数据(可增配4万条数据) 通信接口:1路RS232数字接口或RS485，支持MODBUS通信协议或自定义协议 1路模拟量4,20mA(20mA对应量程可调) 预处理系统:自清洗、反吹、精密过滤功能，保证样品具有良好代表性的同时，也避免 了大型悬浮颗粒堵塞管路 电源 AC 220V ? 20%, 50Hz ? 1% 功率 300W 环境温度 5,40? 环境湿度 ?85% 14 1.2氨氮在线监测设备 测量方法:蒸馏水杨酸分光光度比色法 测试量程:(0 -8)mg/l,(0-30)mg/l,(0 -50)mg/l，根据河流水质进行选择。 最大测试量程:0-300mg/l 检测下线:0.02mg/l 分辨率: <0.01mg/l 准确度: <10%; 重现度: < 5% 消解时间:20min，可设定 无故障运行时间:?720h/次 量程漂移:?5%F.S. 做样间隔:连续、1小时、2小……24小时、触发、指定时间点 校正间隔:手动进行或按选定间隔和时间自动进行(1-7天) 清洗间隔:手动进行或按选定间隔和时间自动进行(1-7天) 保养间隔:〉1个月，每次约1小时 试剂消耗:每套试剂约720个样左右 人机界面:7寸、7万色、800*480分辨率、TFT真彩色触摸屏 打印: 内接工业微型打印机 存储: 2万条数据，掉电不丢失，存满自动覆盖最早数据(可增配4万条数据) 通信接口:1路RS232数字接口或RS485，支持MODBUS通信协议或自定义协议 1路模拟量4,20mA(20mA对应量程可调) 预处理系统:自清洗、反吹、精密过滤功能，保证样品具有良好代表性的同时，也避免 了悬浮颗粒堵塞管路，确保数据的连续性。 电源 AC 220V ? 20%, 50Hz ? 1% 功率 300W 环境温度 5,40? 环境湿度 ?85% 15 1.3总磷在线监测设备 测量方法:过硫酸钾高温消解，钼酸铵比色测定 (国家标准GB11893-89) 测试量程:(0 -1.0)mg/l,(0-2)mg/l,(0-10)mg/l,(0 -50.0)mg/l，根据河流水质选择。 检测下线:0.01mg/l 分辨率: <0.01mg/l 准确度: <10%; 重现度: < 5% 测量周期:40min，可设定 无故障运行时间:?720h/次 量程漂移:?5%F.S. 做样间隔:连续、1小时、2小时。。。24小时、触发 校正间隔:手动进行或按选定间隔和时间自动进行(1-7天) 清洗间隔:手动进行或按选定间隔和时间自动进行(1-7天) 保养间隔:〉1个月，每次约1小时 试剂消耗:每套试剂约720个样左右 人机界面:7寸、7万色、800*480分辨率、TFT真彩色触摸屏 打印: 内接工业微型打印机 存储: 2万条数据，掉电不丢失，存满自动覆盖最早数据(可增配4万条数据) 通信接口:1路RS232数字接口或RS485，支持MODBUS通信协议或自定义协议 1路模拟量4,20mA(20mA对应量程可调) 预处理系统:自清洗、反吹、精密过滤功能，保证样品具有良好代表性的同时，也避免 了大型悬浮颗粒堵塞管路 电源 AC 220V ? 20%, 50Hz ? 1% 功率 300W 环境温度 5,40? 环境湿度 ?85% 16 1.4溶解氧在线监测设备 特点 1、背光液晶屏:分辨率为128×64 像素，主要字符显示高度为1 / 2 英寸(13mm ) 2、多语言支持能力:显示屏的所有显示都可选择以英文或中文显示 3、自动清洗功能:仪器配置有3 个继电器，第三个继电器可控制可选的空气冲击波电极清洗系统 4、密码保护:为了安全请使用密码保护功能，来限制仪器的设置访问。只允许授权人员进行校准 技术参数 输入 测量变量: 0.00 ,200.0 ug / L;0.00 ,2000ug / L ;0.00 ,20.00mg / L ;或者0.00 ,200 ,饱和度 分辨率: 0.lug / L ;lug / L ;0.01mg / L ;0.1 ,饱和度 温度:-10.0,150? 温度补偿:可选择NTC10kΩ或队1000 RTD，自动或手动输入一个自设的温度来进行补偿。设定范围:-10.0,110? 大气压补偿: 1个大气压(76mm汞柱) 盐度补偿: 0,40PPT 膜系数补偿: 0,4.999% 传感器与仪器的距离: 最长30m 通讯方式: RS232 17 准确度: 满量程的0.1% 灵敏度: 满量程的0.05% 重复性: 满量程的0.05% 温度漂移: 零点和满量程:小于每?满量程的0.02% 响应时间: 1~60秒达到阶跃变化的90% 防护等级: IP65 1.5流速在线监测设备 特点 (1)、单只流速传感器，安装方便(如“碉堡形”，安装在圆形保护井内，由“碉堡观察孔”向下游测量，避免人为及发洪水时杂物冲击)，并可隐蔽安装，做到长期稳定可靠工作。 (2)、既可顺流、也可逆流测量，如需要可双向测量，正反两个方向流量分别存入不同存贮区域，方便流量统计。 (3)、大屏幕点阵显示，不仅有中文，还有配合图形，方便操作及流态分析。 (4)、可选配实时显示流速曲线、图形软件，便于水流流态分析研究。 (5)、低功耗测速，传感器便于野外无交流电时长期工作。 (6)、可配接多种水位测量仪表，如压力式、浮子式、超声波式。 (7)、具有USB、RS485通讯口，可实现数据远程传输。 (8)、便携式具有数据存贮功能，便于测量情况分析。 18 技术参数 主机: 供电电源AC220V/DC12V、?20% 温度:-20?—50? 湿度:小于90% 流速传感器: 温度:-10?—60? 最高耐压(包括输出信号线接头):水下800米。 流速测量性能: 最大剖面?25m 最大流速?5m/s。 测量精度:?0.5%?2mm/s 19