在线自动监测系统
重庆市污染源在线自动监控（监测）系统
重庆市污染源在线自动监控（监测）系统项目概述重庆市污染源在线自动监控（监测）系统是日元贷款重庆环境示范城市项目，旨在通过对重庆市重点污染源排放状态的自动监控，及时、准确、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划、环境评价提供客观的科学依据，增强企业的守法自觉性，提高环保现场执法的现代化水平，逐步达到提高重庆市环境质量的最终目的。
系统规模目前，系统已投运80余套污染源现场监控站点系统，按照重庆市污染源普查工作建立的目录名册，整个系统规模将超过上千个站点。
系统结构SCS（Scalable Control System）污染源自动监控系统由污染源现场监控站点系统、数据传输系统、污染源监控中心（污染源在线远程监管系统）等组成。
整个系统网络层次从底层逐级向上可分为现场层、网络传输层和中心监控层三个层次。
其中，网络传输层采用ADSL专线和CDMA Router无线相结合的通讯方式，构成基于IP寻址的综合通讯网络。
产品应用在系统中以IPm™ RTU产品为核心集成功能强大的现场监控站点系统，以CitectSCADA 软件构建I/O Server实时监控操作站，Oracle关系数据库完成数据归档和统计分析功能。
功能描述系统监控内容包括污染源排放在线监测：烟尘（烟尘、SO2、NOx）、污水（COD、流量、TOC、总磷、氨氮）、污染源噪声；环境质量在线监测：空气质量、地表水、环境噪声；治污设备运行状态监测：现场仪表运行状态、治污设备启停状态。
监控中心采用标准的C/S系统架构，并规范数据存储格式，实现了集中监控、集中报警、数据归档和数据发布功能。
并预留标准数据接口，可无缝集成地理信息系统（GIS）和应急指挥调度系统。
IPm™ RTU是集PLC、记录仪、通讯网关功能于一体的最新一代的控制器产品。
在一个可带电插拔的紧凑型模块上集成了功能强大的处理器、大容量内存、丰富的通信端口，并内置智能I/O。
基于IPm™ RTU可实现多种数据通讯模式：应答上传、定时上传、异常主动上报；预集成了数据记录（Datalogging）功能。
在线监测系统及其组成
工作原理 由MnO，CoO，NiO等金属氧化物为基本成分制成的陶瓷半 导体，其电阻值是温度的函数。
特点：灵敏度高，响应快，体积小，成本低。但线性度差
适用范围：不能用作精密测量 测量范围：-60 ℃ ～300℃或最高到600 ℃ 甚至1000 ℃
二、温度传感器 （二）、半导体温度传感器
1、热电偶式温度传感器
工作原理——塞贝克效应
将两种不同成分的均质导体两端连接起来构成回路，当两 端存在温差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就会 存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势随着测量端温度 升高而增加，热电势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差 有关，和热电偶导体材质的长度、直径无关。
特点：属于点接触式温度计。结构简单，对待测物体影响小， 响应时间快。但灵敏度低，重复性不好，线性度很差。 适用范围：快速变化的温度测量 测量范围：-273 ℃ ～3000℃
二、温度传感器 （一）、固体温度传感器
1、热电偶式温度传感器
二、温度传感器 （一）、固体温度传感器
2、热电阻式温度传感器
三、红外线传感器 （二）、光子探测器
• 分类
– 光电导型（即光敏电阻，其电导率受红外辐射 而猛增，且随入射功率而变化。探测率高：高 出热敏型检测器二到三个数量级。） – 光伏探测器（即光电池，其受红外辐射即有电 压输出。其响应时间比光电导型还短。） – 多元阵列探测器:利用足够多像素保证红外成 像的清晰度。
工作原理：物体温度不同， 其辐射出的能量和波长都
不同，但总是包括红外线的波谱（ 波长为0.76 μm～ 1000 μm），而且峰值波长将随温度的降低而增加。红外 检测器（即红外线传感器）接受被测物体红外辐射的能量 并转换为相应的电信号，从而测定物体的温度。
河北省污染源在线自动监控(监测)系统
河北省在线监测设备RS232串行口通讯协议一．有关串行通信的物理标准：1．信号电平标准：RS232—C采用负逻辑规定逻辑电平，RS232—C将（－5V到－15V）规定为“1”，（＋5V到＋15V）规定为“0”。
2．信号线的定义：在线仪表采用三线制DB9/M(针)RS232接口输出。
PIN2-RXD; PIN3-TXD; PIN5-GND二、 RS-232通讯配置：通讯波特率为9600bps、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位．三、主呼指令数据格式(数据采集仪主动发送请求命令)：3.2指令类型四、从呼指令数据格式(在线监测设备响应)：4.2 数据包长度数据包长度＝系统类型长度(1)＋数据类型（1）＋参数个数长度(1)＋时间(6)＋数据段长度(n)＋CRC校验码长度(2)4.3 系统类型4.4 数据类型4.5 数据段组成包括污染物代码（见附录污染物代码表）、污染物的类型（见4.5.1）、数据标记（见4.5.2）、污染物参数值（见4.5.3）。
不同污染物之间用分号（‘;‘）隔开，同一污染物的不同类型数据也用分号（‘;‘）隔开，例如：二氧化硫实时数据、二氧化硫折算数据之间用分号（‘;‘）隔开。
4.5.1污染物的类型分为实时数据与折算数据；”xxx-R”代表污染物实测数据，”xxx-Z”代表污染物折算数据，其中“xxx”为污染物代码。
两位的污染物代码在后面填充一位16进制0x20，参考附录污染源代码表。
示例：B01-R,02 -Z4.5.2数据标记（1）对于污染源（P：电源故障、F：排放源停运、C：校验、M：维护、T：超测上限、D：故障、S：设定值、N：正常数据、X:现场检查，现场校验）（2）对于空气检测站（0：校准数据、1：气象参数、2：异常数据、3正常数据）4.5.3污染物参数值污染物参数值为4字节IEEE754浮点数，高位在前,低位在后.示例：4.5.4 从呼指令通讯示例：说明：． 1、分钟数据(10分钟)――每间隔10分钟统计计算一次污染物因子10分钟内的累计排放量、最小值、平均值、最大值。
在线监测设备原理及运维介绍
1、在线监测系统介绍
1、在线监测系统介绍
测流段的设置、
（1）、为满足测量流量的要求，废水排放单位应在其总排放口 上游能对全部污水束流的位置，根据地形和排水的方式及排水 量大小，修建一段特殊渠（管）道的测流段
（2）通过泵排水，应加装缓冲堰板，使水流平稳匀速流入堰 槽。
1、在线监测系统绍
采样管路的设置、
（1）、根据废水水质选择适宜的采样管材质，防止堵塞。禁止 使用软管。采样管路应进行必要的防冻和防腐。应对采样管路 名称、水流方向进行必要的标识。 （2）室外采样管路应离地架设或加保护管埋地。 （3）、应根据水样流量、水质自动采样器的水头损失及水位差 合理选择采样泵。 （4）、根据废水水质选择适宜材质的水泵，防止腐蚀和堵塞。 （5）、固定采样管道与采样头或潜水泵间须装有活接头，以便 于维护。
1、在线监测系统介绍
视频监控
（1）、视频监视的范围应当涵盖排污渠（管）上安装的采样、流量计等。 （2）、视频分辨率符合当前主流技术 （3）、视频记录文件应当连续、时间长度不少于30天，保存在现场端的时 间不少于90天。 （4）、视频记录应当可以通过网络被环境保护主管部门调阅。
1、在线监测系统介绍
管道流量计的安装
（1）、管道流量计可选择电磁流量计或超声流量计，优先选择电磁流量计。根据日 常排水量选择合适公称通经的流量计，优先选择能保证流体流速在1m/s~3m/s之间的 流量计。不能满足上述要求时，所选择的流量计应满足流体流速在0.5m/s~15m/s之 间，确保日排水量在流量计的量程范围内。采用电磁流量计测定流量，应按HJ 367 和JB/T 9248要求进行选型。电磁流量计的最大允许误差不得大于1.5%（满量程误 差）。 （2）管道流量计安装位置应优先选择垂直管段，无垂直管段时，传感器安装位置管 段与水平面角度≥30°，应使污水流向自下而上，保证管道污水满流。流量计的安 装应按JJG 1030、JJG 1033上的要求确定上、下游侧的直管段长度，宜加装隔离球阀 和伸缩节。 （3）、公称通径1000mm以下的仪表，其上游直管段长度不小于5倍公称通径，下游 不小于2倍公称通径。 （4）、管道流量计传感器安装位置应预留足够空间。 （5）、管道流量计的安装应避开震动及电磁干扰。
在线水质自动监测系统的基本构成和功能
Ａ ＤＳ Ｌ的通 讯 方案 在通 讯速 率 、 可 靠性 、 系统 的扩 展性、 性能 价格 比 、 前景 等 方面 优于 ＧＰ ＲＳ ， 同时 可 以实现 实 时视频 传 输 。 ７ 、 远 程 数据 监控 管理 中心 数 据 监控管 理 中心 位于 整 个在线 水 质 自动监 测 系统 总体 结 构 的 中心 层面 ． 其 资源 配 置包括 一 套 计 算机 设 备和 中心 层数 据 监控 管理 软件 。 同 时配 置
的所 有仪 器 、 设备 进行 控 制 。 并 实 时地 显示 出仪 器
与设备的运行状态 。它不仅要对系统参数 （ 流量、
液位 、 压力、 流速 、 水位 、 气体 流 量 、 纯 水 流量 、 水 泵
状态 、 子 站供 电 电压和 电流 状态 等 ） 进行 实 时监 控 ，
还 应可 以根据 系统 运行 状 态设 置和 修改 系统 参 数
而实现 了 多路分 析 结果 的数 据采 集 。 同时 ， 每个 分
析 单元 也可 以通 过 ＲＳ ２ ３ ２ 或 ＲＳ ４ ８ ５和 ＭＯＤＢ ＵＳ
与子站 计算 机进 行双 向通 讯 ． 既可 以 进行 数据 采 集
等仪器 具 有 自动 标定 校正 功 能
５ 、 控 制和 管理 系统
样不 仅 能实现 了 数据 资源 的共享 ． 对 监控 管理 实现
了统 一规 范 的依 据 ． 同时 实现 了在 不 同权 限下 的在 线实 时 监测 、 监 控和 网络 化管 理 。
数据 监控 管理 中心应 具 备统计 、 查询、 编辑 和
（ 空气 反吹 频 率 、 采 样频 率 、 读取 数据 频 率 、 子 站 的 运行方 式 等 ） 。每 个分析 单 元 的 ４ ￣ ２ ０ ｍＡ输 出 信号 直接输 入 到控 制 系统 中的模 拟量 输 入模 块 ． 通 过 控
水质自动在线监测系统
水质自动在线监测系统[引言]随着人口的不断增加和工业化的发展，水资源的保护和管理变得越来越重要。
水质的监测对于保障人类的生活和环境的可持续发展至关重要。
为了提高水质监测的效率和准确性，水质自动在线监测系统应运而生。
本文将介绍水质自动在线监测系统的原理、应用和优势。
[1. 水质自动在线监测系统的原理]水质自动在线监测系统是一种利用先进的传感器和仪器设备，对水体中的各种物理、化学和生物指标进行实时监测的技术。
它通过采集水样，实时分析水质数据，并将结果传输到数据中心进行处理和分析。
在水质自动在线监测系统中，关键的组成部分包括传感器、数据采集器、数据传输系统和数据处理软件。
传感器是水质自动在线监测系统的核心。
它们可以测量和监测水体中的诸多指标，如温度、pH值、浊度、溶解氧、电导率等。
传感器可以根据需要单独使用，也可以组合在一起形成多参数传感器，以提高测量的准确性和全面性。
数据采集器是用于接收传感器采集到的数据并进行处理的设备。
它能够将数据按照预定的时间间隔或事件触发的方式上传到数据中心。
同时，数据采集器还可以进行数据的存储和转换，以便后续的分析和处理。
数据传输系统是水质自动在线监测系统中必不可少的组成部分。
它可以利用有线或无线方式将数据从传感器和数据采集器传输到数据中心。
有线传输方式通常使用电缆或光纤进行数据传输，传输速度较快且稳定性较高。
无线传输方式则采用无线网络进行数据传输，具有便携性和灵活性优势。
数据处理软件是水质自动在线监测系统中用于分析和处理监测数据的重要工具。
它可以将传感器采集到的数据进行图表显示，进行趋势分析和报警触发。
数据处理软件还能够实现数据的存储、备份和导出，以及与其他系统的集成。
[2. 水质自动在线监测系统的应用]水质自动在线监测系统广泛应用于各个领域，包括饮用水源地保护、环境监测、水处理厂运行管理等。
以下是水质自动在线监测系统的一些典型应用案例。
2.1 饮用水源地保护：水质自动在线监测系统可以在饮用水源地进行实时监测，及时发现和预警可能的污染源。
污染源自动在线监测系统(水)简介及设备维护
天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在。它们分别为正磷酸盐、缩 合磷酸盐(焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐)和有机结合的磷酸盐，存在于溶液和 悬浮物中。
检测意义
磷和氮是生物生长必需的营养元素，水质中含有适度的营养元素会促进生物和 微生物生长，令人关注的是磷对湖泊、水库、海湾等封闭状水域，或者水流迟缓
原理：
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在 较宽的波长内具有强烈吸收。通常测量波长在410~425nm范围。
纳氏试剂光度法
水质监测技术
氨氮-分析原理
反应机理：
① 氨与次氯酸盐反应生成氯胺。NH3+HOCl ←→ NH2Cl +H20 ② 氯胺与水杨酸反应形成一个中间产物-5-氨基水杨酸；
样，它不反映水质中那些具体的有机物的特
性，而是反映各个污染物中所含碳的量，其 数量愈高，表明水受到的有机物污染愈多。 应用场合：高氯水样监测。
水质监测技术
氨氮-简介
பைடு நூலகம்定义：态存在的氮。
水溶液中的氨氮是以游离氨 (或称非离子氨，NH3)或离子氨(NH4+)形
氨氮中游离氨和铵盐的比例取决于pH和水温：
pH偏高时，游离氨比例较高，反之铵盐则较低； 温度偏高时，游离氨比例较低，铵盐则较高。 无氧环境下，亚硝酸盐在微生物作用下，还原为氨； 有氧环境下，水中氨也可转化为亚硝酸盐，甚至硝酸盐。 人们对水和废水中最关注的几种形态的氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、 氨氮和有机氮。通过生物化学作用，它们是可以相互转化的。
物含量大于2mg/L有干扰，在酸性条件下通氮气可以除去。六价铬大于
50mg/L 有干扰，用亚硫酸钠除去。亚硝酸盐大于 lmg/L 有干扰，用氧 化消解或加氨磺酸均可以除去。铁浓度为20mg/L，使结果偏低5%；铜 浓度达 10mg/L 不干扰；氟化物小于 70mg/L 也不干扰。水中大多数常 见离子对显色的影响可以忽略。
污染源在线自动监控(监测)系统
污染源在线自动监控（监测）系统数据传输和接口标准技术规范（征求意见稿）编制说明目录1 背景 (1)2 规范制定的必要性 (1)3 规范制定的原则与依据 (2)4 任务来源 (2)5 编制过程 (2)6 主要内容说明 (3)6.1 规范的范围 (3)6.2 对定义的解释 (3)6.3 对系统结构的描述 (3)6.4 通讯接口的定义 (4)6.5 协议的层次结构 (4)6.6 协议交互的模式 (6)6.7 通讯流程 (6)6.7.1 请求命令（四步或者三步） (6)6.7.2 上传命令（一步） (6)6.7.3 通知命令（两步） (7)6.8 超时重发机制 (7)6.8.1 请求回应的超时 (7)6.8.2 执行超时 (7)6.9 通讯协议数据结构的说明 (8)6.10 数据段结构组成描述 (8)7 重要数据选择 (11)7.1 系统编码表 (11)7.2 执行结果定义 (11)7.3 请求返回 (11)7.4 命令列表 (11)7.5 缺省超时和超时重发次数 (11)7.6 污染物编码 (11)1背景污染源自动监控是环境执法、科学管理的重要手段。
污染源自动监控系统的建设和管理依托环境监测、自动控制、计算机、电子、通信等多个领域的技术，是一项复杂的系统工程。
污染源自动监控系统可分为数据收集子系统和信息综合子系统。
数据收集子系统是污染治理设施的组成部分，包括在污染源现场安装的污染物排放监控监测仪器（COD、TOC、PH等水污染物在线监测分析仪，二氧化硫、烟尘等气污染物在线监测分析仪）、流量（速）计、污染治理设施运行记录仪（黑匣子）和数据采集传输仪（用于数据的存储、加密，数据包转发、接收以及报警、反控）等自动监控仪器。
简称现场机信息综合子系统包括计算机信息终端设备、监控中心系统（污染源自动监控中心信息管理软件和数据库等）。
简称上位机在上位机和现场机系统之间，定义数据通信传输的具体技术要求，就是本规范的内容。
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1）系统构成 2）基站控制管理系统 3）中心管理平台 4）运营维护系统 5）WEB发布系统
在线自动监测系统
1、基础工程介绍
▪ 本项目的基站站房建设都是围建和新建， 占地面积最小为30平方米，最大为80平方 米，共8个站点站房的建设。其中大坦沙一 二期出水和沥窖出水站房为新建，一楼为 在线监测站房，二楼为厂级中心；其他为 围建工程，都为单层。
在线自动监测系统
2 水质在线自动监测系统的主要作用
▪ 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，达到及时掌握主要流域 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。
在线自动监测系统
3 水质在线自动监测系统的功能
在线自动监测系统
2. 子站构成的3种方式：
(1) 由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪
（如：常规五参数分析仪）组成的子站（多台组
合可用于测量不同水深的水质）。其特点是仪器
可直接放于水中测量，系统构成灵活方便。
(2) 固定式子站：为较传统的系统组成方式。其特点
是监测项目的选择范围宽。
(3）流动式子站：一种为固定式子站仪器设备全部装
第八章 在线自动监测系统
第一节 水质自动监测系统 第二节 空气自动监测 系统
在线自动监测系统
第一节 水质自动监测系统
▪ 基本概念 ▪ 系统构成与技术关键 ▪ 典型案例 ▪ 自动分析仪器简介
在线自动监测系统
一、基本概念
1. 什么是水质在线自动监测系统？
▪ 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 以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成 的一个综合性的在线自动监测体系。
1. 系统构成
▪ 水质监测系统由一个中心监测站和若干 个固定监测子站组成，如图所示。
在线自动监系统
1—污水处理场
1-污水处理场；2-污水处理场监测站；3-污染源监测站；4-河川监测站；
5-数据处理装置、磁盘磁带装置；6-通信装置；7-输入输出打字机； 8-CRI；
9—通信打字机；10—操作台；11—显示盘；12—行式打字机；13—绘图机；
系统工程包括中心管理平台、三个厂级中心及各个污水处理厂进、出口 水质水量在线监测共8个监测基站，主要监测指标包括：流量、总磷、总氮、 氨氮、化学需氧量、悬浮物，其中水量监测数据从污水处理厂现有的电磁流量 计的监测仪表获得。
在线自动监测系统
1、基础工程介绍 2、监测基站介绍
1）集成方案特点 2）基站构成 3）基站组成单元
在线自动监测系统
大
坦
沙
一
二
期
出
水
站
点
在线自动监测系统
沥窖出水站点
在线自动监测系统
大坦沙一二期进口站点
在线自动监测系统
2、监测基站介绍
在线自动监测系统
集 成 方 案 特 点
监测基站的在线自动运行是以现场PLC为控制中 枢，以装有水质在线监测基站管理系统软件的工业控 制计算机为管理核心，配以所需单元组成
▪ A.一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准 确地监测目标水域的水质及其变化状况。
▪ B.中心控制室可随时取得各子站的实时监测数据， 统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、 年平均数据以及日、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），并可输入中心数据库或上 网。
于一辆拖车(监测小屋)上，可根据需要迁移场所，
也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较
高。
在线自动监测系统
3 . 一个高可靠性水质自动监测系统，必须同时 具备4个要素：
▪ （1）高质量的系统设备； ▪ （2）完备的系统设计； ▪ （3）严格的施工管理； ▪ （4）负责的运行管理。
在线自动监测系统
14—数据传送装置
在线自动监测系统
二、系统构成与技术关键
1. 系统构成
▪ 水质监测系统由一个中心监测站和若干个固定监 测子站组成，如图所示。
▪ 中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对 各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能， 托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子 站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他 经授权的相关部门可通过电话拨号方式实现对相 关子站的实时监视和数据传输功能。
4、水质自动监测的技术关键
▪ （1）采水单元： ▪ （2）配水单元： ▪ （3）分析单元： ▪ （4）控制单元 ▪ （5）子站站房及配套设施：
在线自动监测系统
三、典型案例
广州市城市污水处理在线监测系统
在线自动监测系统
在 线 监 测 系 统 介 绍
广州市城市污水处理厂在线监测系统项目是依据穗计城[2004] 96 号 文精神立项的，其主要宗旨是要加强对建成的大型城市污水处理厂的运行情况 实施动态的监督管理。本项目由湖南力合科技发展有限公司承建，广州宏元建 设工程咨询有限公司监理。本项目监测对象是大坦沙（1、2、3期）、猎德 （1期、2期）和沥滘（1期）等污水处理厂的进出水水质状况和水处理量。 本系统项目是一套含水质自动分析仪及水样预处理、数据采集、控制、远程监 控于一体的在线全自动监控系统。工程结合现代通讯技术，并利用无线网桥、 GPRS、局域网等形式，实时的将仪器的测量结果，系统运行状况，各台仪器 的运行状况，系统日志，系统故障，仪器故障等信息自动传送到厂级中心，厂 级中心通过ADSL的方式上传到中心站。各个监测子站可接受中心站（或厂级 中心）所发来的各种指令，实时的对监测现场设备进行远程控制.厂级中心可 以同时向市政园林局、市环保局、各污水处理厂传输监测数据，实施资源共享。 系统还包括WEB数据发布系统、运营输出端口，可以方便实现移动办公，同时 为第三方运营提供技术支持。
在线自动监测系统
3 水质在线自动监测系统的功能
▪ C.收集并可长期存储指定的监测数据及各种 运行资料、环境资料备检索。
▪ D.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，停电保护、来电 自动恢复功能，维护检修状态测试，便于例 行维修和应急故障处理等功能。
在线自动监测系统
二、系统构成与技术关键
为保证系统的稳定运行和状态反馈，设计在各单 元管路的关键部位加装压力传感、液位开关、温度开 关、温湿度传感等，组成一个带反馈信息的控制系统。