基于物联网技术的智能水质自动检测系统
| 力合科技（湖南）股份有限公司成立于1997年5月，位于长沙市高新技术产业开发区，公司拥有“水环境污染监测先进技术与装备国家工程实验室”和“湖南省工程研究中心”等研究平台，公司专业从事环境自动化监测仪器仪表制造，以自主研发生产的环境自动监测仪器为核心，应用自动化控制与系统集成技术为客户提供自动化、智能化的环境监测系统解决方案，并为客户提供环境监测设施的第三方运营服务。 基于物联网技术的智能水质自动检测系统为力合科技（湖南）股份有限公司有自主知识产权的项目。项目以国家最新发布的水环境质量标准及规范为纲领，以水质自动监测预警需求为基础，围绕水质自动监测系统建设的监测参数可扩展性、质控体系、异常数据智能化识别、海量监测数据的智能化应用等措施对水质自动监测仪器设计、系统集成、软件应用平台进行技术创新。 系统包括采水单元、留样单元、预处理单元、配水单元、检测单元、视频监控及辅助单元、基站控制系统以及环境监测平台，集成了完善的数据质量控制体系，可实现近百项水质参数的自动监测，满足不同场合水质监测需求。该系统具有以下特点： 1.系统的水质分析仪器采用模块化、小型化、通用化设计，监测参数扩展性好，实现了从五参数到90多项参数的灵活配置，检测项目覆盖现有水质标准中大部分指标；检测设备通过了湖南省计量器具型式评价实验室的检验，满足相关标准的要求。 2.该系统引入实验室质量控制措施，建立完善的数据在线质量控制体系，包括关键过程日志记录、故障自动反馈、标准样品自动核查、加标回收率自动测试、平行样自动测试、远程控制等质控措施，保证了监测结果的准确性和可靠性。 3.建立了较完善的综合信息化管理平台，能够对覆盖区域内数据、视频等信息进行集中采集，对区域内的水质自动监测系统进行智能调度、紧急测试等操作；可与其他监测系统组建动态监测网，对监测网数据进行综合应用分析，为有效处理紧急事故、快速排查肇事源、分析巡检结果提供定性、定量的数据支撑。 系统的工艺路线主要体现在两个方面，一方面通过水样测试流程进行描述，另一方面通过系统集成来描述。 水样测试的工艺路线：如图1所示，用户在基站控制系统现场或远程通过监测中心平台设定测试开始时间和自动监测周期，到达预设定时间后，基站控制系统通过PLC控制器发送测试指令，各单元按时序分别开启阀门、启动取水泵，开始水样采集，水样从采样点通过采水管路先后进入水箱、预处理单元。预处理后的水样一部分通过配水单元分配到各在线监测仪器，一部分进入留样单元保存供以后数据复查备用。水样分配完毕后，各监测仪器启动取样检测，检测后的废液进入废液处理单元进行无害化处理。监测仪器采用模块化设计，将各功能单元模块化，仪器内部的水样测试流程如图2所示。  图1 水样测试的工艺路线  图2 监测仪器的工艺路线 系统集成的工艺路线：如图3所示，系统通过各单元的通讯模块实现系统集成。采水单元、预处理单元、配水单元、留样单元以及废液处理单元通过串口与PLC可编程逻辑控制器通讯模块连接，基站控制系统对PLC控制器发送指令，再由PLC控制器控制各单元进行动作，采集各单元的状态以及工作流程、故障信息等。监测仪器直接通过串口与基站控制系统连接，基站控制系统发送仪器控制指令，对仪器进行控制，仪器根据收到的指令进行相应的操作，包括水样测试、平行样测试、标样核查测试、加标回收测试、空白校准、校时、复位等，系统还可对仪器发送信息采集指令，采集仪器的测试数据、流程信息以及故障信息等。基站控制系统通过TCP/IP通信连接监测平台，上传仪器监测信息、各单元工作状态等信息，监测平台也可通过TCP/IP通信对基站控制系统进行远程反控。  图3 系统集成的工艺路线 |