水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理和質(zhì)量控制

來(lái)源：http://www.attrakmagnet.com/ 作者：余氯檢測(cè)儀 時(shí)間：2019-07-18

　　摘要： 介紹北疆供水工程頂山水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的概況，分析近幾年在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中遇到的難題及解決方案，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理和質(zhì)量控制進(jìn)行探討。
中國(guó)論文網(wǎng) /8/view-12066950.htm
　　關(guān)鍵詞： 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站；運(yùn)行管理；質(zhì)量控制
　　中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2011）0920145－02
　　
　　北疆供水工程是一項(xiàng)解決區(qū)域性水資源分配不均衡及城市、農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水矛盾的長(zhǎng)距離調(diào)水工程。為保證長(zhǎng)距離調(diào)水工程的安全可靠運(yùn)行、安全飲用水、高效節(jié)水用水并結(jié)合以人為本的理念，新疆額河建管局在頂山管理處建設(shè)了一套水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　該系統(tǒng)可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)、連續(xù)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)傳輸，隨時(shí)可以查詢到監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)數(shù)據(jù)。對(duì)于解決現(xiàn)行的水質(zhì)監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)據(jù)采集和傳輸速度慢等問(wèn)題，具有很高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　1 頂山水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能
　　頂山水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)站各分析儀器及監(jiān)控設(shè)備的信息由可編程控制器PLC采集，現(xiàn)場(chǎng)操作者可由現(xiàn)地控制柜或者現(xiàn)地工控機(jī)的人機(jī)界面對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行控制?，F(xiàn)地工控機(jī)通過(guò)光纖與中心連接通訊，接入信息化平臺(tái)。數(shù)據(jù)在服務(wù)器上存儲(chǔ)和處理，并在工作站上動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)更新，顯示出系統(tǒng)的工作狀況。調(diào)度中心工作站可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　
　　圖1頂山水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　1.1 監(jiān)測(cè)分析單元
　　監(jiān)測(cè)分析單元由總磷在線分析儀、COD在線分析儀和兩臺(tái)多參數(shù)分析儀組成，監(jiān)測(cè)總磷、高錳酸鹽指數(shù)、水溫、pH、氧化還原電位、電導(dǎo)率、濁度、溶解氧、氨氮、硝酸鹽氮、氯化物、葉綠素12項(xiàng)參數(shù)。
　　1.2 頂山水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站具有如下功能應(yīng)用
　　自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。根據(jù)用戶的設(shè)定，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水樣的采集、分析和數(shù)據(jù)的處理、傳輸、存儲(chǔ)等功能，可以獲得24小時(shí)連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)。
　　具備本地控制和遠(yuǎn)程控制兩種控制方式。在站房和管理局控制中心皆可控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成管路采水、配水、清洗、反吹等功能。
　　自動(dòng)提取和傳輸數(shù)據(jù)。測(cè)站信息處理系統(tǒng)具有信息提取掃描功能，并把提取收集來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，以統(tǒng)一的格式自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　自動(dòng)處理和分析數(shù)據(jù)。系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)計(jì)算（如：月均值、年均值及日、月、年、最大/小值統(tǒng)計(jì)）、并能按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（可修改）進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)；
　　直觀顯示?？梢詫?shí)時(shí)顯示儀器運(yùn)行狀態(tài)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果；數(shù)據(jù)的過(guò)程線及棒狀圖顯示。
　　自動(dòng)報(bào)警。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生較大變化或異常時(shí)自動(dòng)向監(jiān)測(cè)站及本地控制中心報(bào)警。
　　2 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用中的難點(diǎn)問(wèn)題及解決方案
　　2.1 保證水質(zhì)在線自動(dòng)化分析系統(tǒng)的可靠性
　　大多情況下，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是無(wú)人值守的。因此，在保障功能的前提下，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性是評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo)。為提高遠(yuǎn)程水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性，需要在硬件、軟件兩個(gè)方面進(jìn)行抗干擾的專門(mén)設(shè)計(jì)。硬件方面采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)研制開(kāi)發(fā)的嵌入式主機(jī)，軟件方面主要采用看門(mén)狗定時(shí)器和CPU資源監(jiān)控軟件。
　　2.2 系統(tǒng)運(yùn)行管理的人員配備
　　由于水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)多專業(yè)跨學(xué)科的綜合性系統(tǒng)，關(guān)聯(lián)到自動(dòng)控制、儀器分析、管路壓力、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等多方面的知識(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行和管理中至少配備兩名人員，一名為熟悉自動(dòng)化控制的人員，另一名為熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的人員。
　　2.3 儀器所需試劑與標(biāo)準(zhǔn)液
　　水質(zhì)監(jiān)測(cè)站通常會(huì)選擇購(gòu)買(mǎi)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的原裝試劑與標(biāo)準(zhǔn)液，但部分測(cè)站地處偏遠(yuǎn)，交通不便，而原裝試劑采購(gòu)周期長(zhǎng)，運(yùn)輸過(guò)程復(fù)雜，部分試劑到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)已不具有有效性。建議與當(dāng)?shù)鼐哂蠱A認(rèn)證資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室合作，解決水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀運(yùn)行和校準(zhǔn)所需的試劑。
　　2.4 全面掌握水質(zhì)的狀況
　　水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置通常最多監(jiān)測(cè)十幾項(xiàng)參數(shù)，參與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)分類的參數(shù)不多，有限的反應(yīng)了監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)。為了能夠全面掌握水質(zhì)的狀況，建議與當(dāng)?shù)氐乃牟块T(mén)或環(huán)保部門(mén)長(zhǎng)期合作，定期人工采樣，對(duì)地表水環(huán)境進(jìn)行全分析監(jiān)測(cè)。
　　2.5 建立自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)站質(zhì)量管理體系目標(biāo)
　　質(zhì)量體系是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部實(shí)施質(zhì)量管理的法規(guī)及依據(jù)，質(zhì)量控制和質(zhì)量保證是水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的重要組成部分，它覆蓋了監(jiān)測(cè)樣品、監(jiān)測(cè)過(guò)程、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)、設(shè)施與環(huán)境、量值溯源與校準(zhǔn)、檢驗(yàn)方法和化學(xué)試劑等全部質(zhì)量控制要求。建立完備、嚴(yán)格、適用的質(zhì)量管理體系將是自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)站建設(shè)成功、長(zhǎng)期應(yīng)用、水環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)達(dá)標(biāo)的重要考量指標(biāo)。
　　3 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理
　　水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和規(guī)范嚴(yán)格的管理是分不開(kāi)的，結(jié)合頂山水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在運(yùn)行過(guò)程的管理方法，總結(jié)出了較完善的管理?xiàng)l例。
　　3.1 日常檢查
　　水質(zhì)站應(yīng)保持儀器干凈清潔，內(nèi)部管路通暢，流路正常。各類分析儀器應(yīng)防止日光直射，保持環(huán)境溫度穩(wěn)定，日常應(yīng)經(jīng)常檢查其供電是否正常、過(guò)程溫度是否正常、工作時(shí)序是否正常、管路有無(wú)漏液等。
　　3.2 定期遠(yuǎn)程檢查
　　技術(shù)人員每天上午和下午兩次通過(guò)中心站軟件遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)水質(zhì)站數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，內(nèi)容包括：
　　1）根據(jù)儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷儀器運(yùn)行情況；
　　2）根據(jù)管路壓力數(shù)據(jù)判斷水泵運(yùn)行情況；
　　3）根據(jù)電源電壓、站房溫度、濕度數(shù)據(jù)判斷站房?jī)?nèi)部情況。
　　發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)應(yīng)立即聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，若持續(xù)異常值出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)立即聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查和處理，必要時(shí)采集實(shí)際水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。
　　3.3 定期巡視
　　頂山水質(zhì)站因地處偏遠(yuǎn)（局中心站400多公里），故每月巡檢一次。正常情況下建議每周應(yīng)巡視水質(zhì)站一次，主要巡視內(nèi)容包括：
　　1）查看各臺(tái)分析儀器及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和主要技術(shù)參數(shù)，判斷運(yùn)行是否正常；
　　2）檢查水質(zhì)站電路系統(tǒng)、通訊線路是否正常；
　　3）檢查采水系統(tǒng)、配水系統(tǒng)是否正常，如采水浮筒固定情況，水泵運(yùn)行情況等。
　　3.4 停機(jī)維護(hù)
　　1）短時(shí)間停機(jī)（停機(jī)時(shí)間小于24小時(shí)）：一般關(guān)機(jī)即可，再次運(yùn)行時(shí)儀器需重新校準(zhǔn)。
　　2）長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)（連續(xù)停機(jī)時(shí)間超過(guò)24小時(shí)）：如果分析儀需要停機(jī)24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，一般需關(guān)閉分析儀器和進(jìn)樣閥，關(guān)閉電源。并用蒸餾水清洗分析儀器的蠕動(dòng)泵以及試劑管路；清洗反應(yīng)槽并排空；對(duì)于測(cè)量電極，應(yīng)取下并將電極頭浸入保護(hù)液中存放。
　　3.5 試劑定期更換
　　嚴(yán)格按儀器說(shuō)明書(shū)的要求定期更換試劑。
　　3.6 零配件、易耗件定期更換
　　1）應(yīng)依據(jù)斷面水質(zhì)狀況和水質(zhì)站環(huán)境條件制訂易損易耗品（如泵管、濾膜、活性碳等）的更換周期，做到定期更換；對(duì)使用期限有規(guī)定的備品備件，必須嚴(yán)格按使用規(guī)定期限予以更換。
　　2）部分監(jiān)測(cè)儀器的零配件需要進(jìn)口，應(yīng)根據(jù)不同零配件和易耗件的更換周期，提前向監(jiān)測(cè)儀器廠家訂貨。
　　3）儀器設(shè)備，需要定期聘請(qǐng)專業(yè)人員維護(hù)維修。
　　3.7 日常運(yùn)行維護(hù)記錄
　　水質(zhì)站負(fù)責(zé)人員應(yīng)認(rèn)真做好儀器設(shè)備運(yùn)行記錄工作，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況和維修維護(hù)應(yīng)詳細(xì)記錄。
　　3.8 儀器故障報(bào)修
　　在確認(rèn)自行無(wú)法排除的故障后應(yīng)及時(shí)向監(jiān)測(cè)儀器廠家報(bào)修，并按照監(jiān)測(cè)儀器廠家的要求履行報(bào)修手續(xù)。
　　4 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量控制
　　為保證水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性，必須對(duì)儀器、試劑及方法等進(jìn)行質(zhì)量控制。
　　4.1 儀器校準(zhǔn)
　　應(yīng)按儀器的操作手冊(cè)對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器定期進(jìn)行校準(zhǔn)。
　　4.2 試劑配制與有效性檢查
　　所有使用的試劑必須為分析純或優(yōu)級(jí)純級(jí)別，且未失效；
　　標(biāo)準(zhǔn)溶液貯存期除有明確的規(guī)定外，一般不得超過(guò)三個(gè)月；
　　標(biāo)準(zhǔn)溶液和試劑的配制按計(jì)量認(rèn)證的要求進(jìn)行。
　　4.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液核查
　　使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)每周對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)溶液核查，計(jì)算其準(zhǔn)確度和精密度，并按照《標(biāo)準(zhǔn)溶液核查結(jié)果紀(jì)錄表》記錄核查結(jié)果。
　　4.4 比對(duì)實(shí)驗(yàn)
　　水質(zhì)站每月應(yīng)進(jìn)行一次比對(duì)實(shí)驗(yàn)。采用實(shí)驗(yàn)室方法同步分析實(shí)際水樣，與自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的測(cè)定結(jié)果相比對(duì)，并記錄比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差不大于±20%，項(xiàng)目濃度在檢測(cè)限3倍以內(nèi)不受此限。
　　4.5 建立水質(zhì)站質(zhì)控檔案管理制度
　　水質(zhì)站應(yīng)建立嚴(yán)格的質(zhì)控管理檔案，認(rèn)真做好各項(xiàng)質(zhì)控措施實(shí)施情況的記錄，包括水站日常數(shù)據(jù)檢查情況、試劑配制情況、每周巡檢的作業(yè)情況、每周標(biāo)準(zhǔn)溶液的核查結(jié)果、每月比對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常運(yùn)行情況等的記錄。
　　5 小結(jié)
　　綜上所述，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在運(yùn)行管理和質(zhì)量控制上具有一定的難度，而且每個(gè)水質(zhì)站的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況也不盡相同，但是水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)具有實(shí)驗(yàn)室分析不可比擬的許多優(yōu)點(diǎn)，它的發(fā)展勢(shì)在必行。這就要求先行的監(jiān)測(cè)部門(mén)多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索研究，給正在建設(shè)或即將建設(shè)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站提供寶貴經(jīng)驗(yàn)和借鑒，使他們少走彎路，從而加快我國(guó)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]張聞波、朱星明等，太子河流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)集成技術(shù)研究，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2005（2）：143-149．
　　[2]王玉華、趙學(xué)民、周懷東，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用分析，水文，2004，24（3）．
　　[3]《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)》（第二版），北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994.8：249，264～266.
　　
　　作者簡(jiǎn)介：
　　許佳（1984-），男，河南許昌人，助理工程師，主要從事信息自動(dòng)化運(yùn)行管理工作。

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