7系统集成技术要求.docx

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7系统集成技术要求

.7系统集成技术要求

2.7.1系统设计要点

能连续反映被测河流断面的水质变化情况，准确及时捕捉污染物事故排放并发出预警信号，测点布置合理，采样方式恰当，避开死水区及季节性断流带取样。

设备分类安装，布置合理美观。

水质自动监测站系统工艺装置要求一体式机柜式安装方式，布局合理，整齐美观，尽量缩短现场安装调试的工作时间。

系统工艺流程简捷，组成精简，系统设备的投资合理。

管线布置通畅合理，管材选择确保系统能长期有效运行，管道及所有与被测介质接触的部件，必须允许清洗介质通过而不产生损坏。

须对所采水样进展相应的预处理，将水样中的某些杂质过滤而又不会改变水样的代表性。

分析仪器方法成熟、性能稳定、经济合理、运行费用低、维护工作量小。

检测下限和量程满足测点水质的需要，尽量选择没有污染物废液排放的分析仪器。

对一些不符合环保要求的排放废液应作相应的处理并使用正确处理方法处理后排放。

需对供电系统提供多级防雷装置，保证供电系统的平安。

需对有线通讯系统配置防雷装置，保证通讯系统的平安。

自动化程度高，做到自动采样、自动预处理反吹、自动分析和自动清洗以及数据记录和输出等环节的可靠有效。

系统功能自动化，做到自动采样、自动预处理反吹、自动分析和自动清洗以及数据记录和输出等环节的可靠有效。

系统中关键部件〔如阀门、接头等〕应使用优质知名产品。

水质五参数测量的安装遵循与水体距离最短原那么。

管道及所有与被测介质接触的部件，必须允许清洗介质通过而不产生腐蚀损坏。

要求有系统状态参数的显示。

有完整的设计说明和设计图纸。

系统设计及建立采用开放式体系构造，使系统易于扩大，并为以后预留可扩大接口，网络具有升级能力。

2.7.2系统功能

可调节式取样方式〔连续或间歇〕

合理的别离沉砂、过滤

现场自动控制运行

具备实时监控功能，动态显示水站设备和监测仪器的运行状况。

动态显示各种变量〔水压、电压、水位、温湿度等〕的变化值，并有提示和报警功能，便于实时监控，各种变量值自动进入数据库，备查

远程监控

系统自动诊断

系统故障报警及记录

停电保护及来电自动恢复

可设定运行方式〔连续或间歇〕

可设置清洗周期或根据浊度值的变化进展自动反吹清洗

有抑制藻类在系统内孳生的功能

数据自动采集、处理及传输

系统设置具有开放性，谈判组织方可根据需要自行设置有关参数，系统具有良好的扩展性。

推荐控制系统采用基于PC/PLC的可编程逻辑控制器。

2.7.3采水装置

2.7.3.1总体设计要求

采水系统由系统集成商根据现场情况，设计建立方案〔栈桥、浮船、固定采水箱等〕，并据此报一平均价。

采水系统要求如下：

采样头应在水面下0.5-1.0米浮动，并与水体底部有足够的距离〔枯水期＞1米〕，以保证不受水体底部泥沙的影响。

★采水系统须采用双泵、双管路设计，可互为备份，方便检修河维护。

★采水泵选用质量优良的进口潜水泵、自吸泵或潜污泵，可有效防止堵塞，采水泵流量应保证3T/h以上；室外采水管路超过100米时，采水泵电缆应选用比泵线线径大一倍的电缆，以防止压降。

采水系统应保证在河流不断流〔采水点位上、下游50米无水〕的情况下，能够正常采水。

可以根据河流丰、枯水期点位变化情况，动态调整采水位置。

栈桥式采水方式须保证巩固稳定，能抵挡洪水的冲击不被损坏。

采水装置应有清洗反吹系统，防止藻类的生成，防止影响水质。

取水口应有防堵塞措施。

通过流量或压力显示取水状态并能报警。

采水系统管路和电路应分开安装，采水管路材质必须保证不影响水质变化，管路外有必要的防水、防压、防冻保护措施，电线应该安装套管，采水管路河电路深埋不得小于80厘米，过路时必须加装钢套管。

子站站房内所有管路材质为内外抛光的不锈钢管路或PVC管道，管路安装前应清洗干净，有合理的流路设计，便于拆卸清洗，并配备足够的活动接头。

2.7.3.2采水方式技术要求

浮船或栈桥式采水方式，保证取水口能够随水位变化，保证取水水管的进水孔位于水外表以下0.5m～1m的位置，并与河底保持一定距离，保证采集到具有代表性的符合监测需要的水样，又要保证取样吸头的连续正常使用。

取水口下方加设不锈钢丝网，防止进水口淤积和杂物堵塞。

采取必要的措施，保证取水口在封冻期不冻结。

采水系统应保证在汛期或枯水期能正常工作而不至被损坏，在枯水期保证不受水体底部泥沙的影响。

采水系统要方便采样泵的提升与安装，以便进展人工的日常清洗和维护。

根据水站现场条件和河道功能，设计采水设施采取不同的保护方式，以防止采水设施损坏，影响水站有效运行。

2.7.3.3采水栈桥技术要求

须根据各水站现场情况不同，合理设计栈桥架设的方式、位置、构造、尺寸。

栈桥技术要求如下：

栈桥为钢构造，桥、桩及支撑加固部件为12#以上槽型钢；

钢件之间采用焊接和螺纹连接；

钢构造与混凝土之间采用预埋件连接；

护栏为DN50钢管，地角焊接。

栈桥结实可靠，保证能防止50年一遇的洪水。

个别水站栈桥构件应进展防强酸、强碱腐蚀和防氧化锈蚀的特殊处理。

栈桥宽度1m以上，护栏高度不低于1.2m，桥面采用防滑钢板，支撑立柱间距不超过5m。

导轨应稳定结实，防冲撞立柱应为12#以上槽型钢。

栈桥在堤岸的一端假设距地面较高，应设计为台阶并加装扶手与护栏连接，方便工作人员上下，护栏临堤岸一端应设计安装向护栏内方向开启的活动门，并加锁防止外人擅自进入。

栈桥前端加装警示灯，在栈桥醒目位置应有“注意平安和非工作人员不得入内〞等警示标志。

2.7.3.4采水浮船技术要求

采水浮船〔包括龙骨〕应全部采用不锈钢材料制作，无动力，船体钢板厚度4mm以上，甲板为厚度4mm以上花纹板，并有警示标志和防盗、防洪、防风措施。

挂泵区〔双泵〕前后左右均安装不锈钢滤网，底部用厚度6mm以上不锈钢板，防盗平安门也应用不锈钢材料制作。

凡与水体、空气直接接触的船体部位，船体构造材料均用不锈钢材料，防止造成酸碱腐蚀和空气氧化腐蚀。

浮船前后左右设计四个独立的密封浮筒，起平衡作用，不会侧翻，并可有效防止浮船因意外撞击而翻沉并可以在7级风浪中保持平稳。

水站所在河段有过往船只的，在采水浮船上加装一根同水泵电源线型号一样的2×2.5mm2电缆，或在浮船上加装太阳能板，用于夜间平安照明，或在船头安装航标灯，能在夜间发出红光，防止夜间行船等与浮船相撞。

2.7.3.5固定式采水箱技术要求

固定防护式采水箱须采用不锈钢材料制作，防止水体腐蚀，并保证对水泵起到长期平安防护作用。

固定箱周身有肋骨构造，起支撑和承重作用。

肋骨间焊接不锈钢滤网，孔径200微米，防止杂草和大颗粒物进入。

固定箱内栓挂潜水泵，连接处应做妥善处理，保证管路和电缆不因磨损而损坏。

固定箱上部应有泡沫浮层，便于水位突然上涨时，箱体通过浮力减轻水流对箱体的冲击。

2.7.3.6采水泵技术要求

根据各个采水点到站房的距离、地形等实际情况，选择潜水泵、潜污泵或自吸泵，原那么上优先考虑潜水泵，保证站房的进口压力和流速流量到达整个系统全部仪器的要求。

采用双泵/双管路采水，可互为备用，方便维护，满足实时不连续监测的要求；并且当一路出现故障时，能够自动切换到另一路进展工作的同时，系统向管理人员发送故障报警信息〔故障排除前系统采水一直启用单泵工作模式〕，保证整个系统的正常运行。

采水泵具有停电后来电再启动的自动恢复功能。

每台采水泵各铺设一根4×4mm2符合国标〔GB5023-1997〕要求并通过“CCC〞认证的防水、防油、耐酸碱、耐老化的“RVV〞铜芯电缆，多余的作为备用，采水泵电源的零线和相线〔备用线除外〕全部接入水泵电源控制交流接触器，以便线路故障时检查。

采水泵的总水量可以满足所有仪器的用水要求。

适当考虑将来增加2-3台分析仪器的可能。

2.7.3.7采水浮杆技术要求

取水浮动式直杆应由浮杆浮腔、水腔、UPVC活接和UPVC管路组成。

浮杆浮腔内为真空，填充泡沫材料，防止损坏后浮杆进水下沉；浮杆水腔为周身布满细孔，方便水样更新和系统清洗反冲，同时外面包裹过滤筛网，阻止悬浮物等堵塞。

UPVC管路通过机械连接浮杆水腔内部，加装UPVC活接，方便拆卸清洗和维修更换。

浮杆安装后，底部须悬挂配重，调试取水局部在水面以下0.5-1m范围内，浮杆随水位的变化而上下浮动，满足采水要求。

2.7.3.8采水管路要求

综合考虑管路防护、保温、水位变动、寿命以及出现故障时容易检测和维修。

双管路采水，采水管路均要安装保温套管进展绝热处理，并在外部套用PVC管材，减少环境温度等因素对水样造成的影响，保证对测定工程（除水温）监测结果的影响必须小于5%〔水温的影响必须小于20%〕。

采水系统管路保证-30～50℃能正常运行。

管路中电路和采水管路应分开安装。

管道采用排空设计，使管道内不存水，以防藻类孳生。

管路外应有必要的防水、防压、防冻保护措施。

采水管路材质必须保证不影响水质变化。

室外管线应做到有效防冻防护措施，水中管路和电缆不应直接暴露在水中，应做到有效保护防止水流的冲刷。

站房与取水点河岸之间地埋局部的取水管更换采用与抽水泵出水口径适宜配套的优质热水用铝塑管〔建议用日丰牌，可保用50年〕，河岸与浮船之间的取水管采用磐石胶管。

安装管路时，适当增加管路长度，维持增加量在10米以内，以备水位骤降可以及时调整取水点安装位置。

管路与泵连接采用强压蝶式卡头固定，不易脱落同时维修拆卸和更换简便。

预处理单元前、后必须分别设有手动取水口，方便水样比对实验的采水。

采水系统中的所有部件均要选用优质产品，采水泵采用原厂原装产品，保证采水系统工作的可靠性和使用寿命。

采水系统的总水量可以满足所有仪器的用水要求。

适当考虑将来增加2-3台分析仪器的可能。

2.7.3.9工作方式

采水系统可采用连续或间歇方式工作，并能够根据监测要求现场或远程设置监测频次。

保证停电后重新上电时，采水系统、控制系统、监控软件能自动恢复工作，到达无人值守的目的。

2.7.3.10采水系统反冲洗要求

具备足够的反冲洗能力，保证管道内无泥沙、无藻、管壁无附着物

配置在线除泥沙装置和灭藻清洗装置，保证系统管路内部免受泥沙和藻类影响。

能通过通入自来水、化学试剂清洗液和加压清洁水流对采、配水管路和采样吸头进展自动反冲洗。

能采用加压清洁水流对五参数传感器进展冲洗。

所配置的空压机须是无油型空压机，保证不对分析结果造成影响。

系统反冲清洗的操作，可以通过现场或远程进展自动或手动控制。

保证每个测量周期对整体系统及五参数传感器进展清洗。

冲洗水应保证抽排至不会对监测结果产生影响的区域外。

考虑到不对环境造成二次污染，设计中应不使用对环境产生污染的清洗方法。

2.7.4配水和预处理单元

2.7.4.1总体设计要求

所有主管路采用串联方式，管路干路中无阻拦式过滤装置，每台仪器都从各自的过滤装置中取水，任何仪器出现故障都不会影响其他仪器的工作。

满足各仪器对样品的要求，满足所有仪器的需水量。

测量杯至分析仪器的管路，应尽可能的短。

根据五参数仪器对水样的要求，对于五参数仪器供水不经过任何处理，直接进入仪器的进样方式。

除五参数外的其他仪器，根据仪器对水样的要求，对水样进展预处理，使各仪器可以从各自专门的过滤装置中取样，且过滤后的水质不能改变水样的代表性。

要求配水管路采用化学稳定性好，不影响水质的优质UPVC管材，管路要求易于拆卸清洗和安装。

配水管路设取样口，便于留取样品。

设观察孔，方便随时观察管路中泥沙和藻类的孳生情况。

有旁路设计防止在局部管路需要维修或维护时，导致后续设备供水故障。

有排空设计，在每次测试完毕后可自动用自来水冲洗管道，冲洗完毕后自动排空。

各仪器配水管路采用并联取水方式，每个设备具有独立的水量控制手阀，可根据设备需水量进展供水控制。

管路预留多个仪器扩展接口，可方便系统的升级。

配水管线设压力变送器，用于辅助调节流量及判断配水单元工作状态。

旁路设计要求：

方便系统进展维护，在主管路上，每台仪器都要设有旁路系统，通过手动阀来进展调节。

保证单台仪器、过滤器损坏或者需要维护时，不影响其他仪器的正常工作。

2.7.4.2配水单元反冲清洗要求

具备足够的反冲洗能力，保证管道内无泥沙、无藻、管壁无附着物。

配置在线除泥沙装置和灭藻清洗装置，保证系统管路内部免受泥沙和藻类影响。

能通过通入自来水、化学试剂清洗液和加压清洁水流对采、配水管路和采样吸头进展自动反冲洗。

能采用加压清洁水流对五参数传感器进展冲洗。

所配置的空压机须是无油型空压机，保证不对分析结果造成影响。

系统反冲清洗的操作，可以通过现场或远程进展自动或手动控制。

保证每个测量周期对整体系统及五参数传感器进展清洗。

冲洗水应保证抽排至不会对监测结果产生影响的区域外。

考虑到不对环境造成二次污染，设计中应不使用对环境产生污染的清洗方法。

2.7.4.3预处理单元

水样的预处理可保证分析系统的连续长时间可靠运行，不能采用拦截式过滤装置。

水样预处理既要消除干扰仪表分析的因素，又不能失去水样的代表性。

采用初级过滤和精细过滤相结合的方法，水样经初级过滤后，消除其中较大的杂物，再进一步进展自然沉降〔经过滤沉淀的泥沙定期排放〕，抽取上清液，然后经精细过滤进入分析仪表。

精细过滤采用旁路设计，根据不同仪表的具体要求选定，它与分析仪表共同组成分析单元。

具备自动反清〔吹〕洗功能，预处理单元的自动运行及定时反清〔吹〕洗由控制系统控制，并能够在远程监控中心计算机的控制画面中通过指令来切换预处理单元是处于自动运行状态还是反清〔吹〕洗状态。

预处理单元能在系统停电恢复并自动启动后按照采集控制器的控制时序自动启动。

2.7.4.4系统自维护单元

清洗系统既支持手动启动清洗单元工作，也可根据现场水质状况，设定清洗间隔。

控制系统定时启动或者根据用户的需要启动清洗操作，分别对室内进样管路、五参数管路、室外取水管路沉砂池及过滤装置进展清洗。

结合压缩空气系统，将压缩空气和清水混和，实现高压气泡擦洗，可将管壁附着的泥沙、藻类等清洗掉。

为防止系统对环境造成二次污染，要求对仪器测量过程中产生的废液设计独立的收集系统，配备专用的废液收集桶2只，通过专用的防腐蚀管路与仪器废液管路连接收集废液，废液桶内安装液位感测器，当废液到达一定液面后产生报警信号，同时自动转用备用废液收集桶收集废液。

压缩空气单元为管路的反吹清洗、过滤器清洗提供高压气源。

系统应配置无油空压机，可以设定压力的上限和下限，不需要单独的控制信号，维护量小。

当储气罐中压力高于设定上限时，空压机自动切断电源；在供气时，储气罐内压力逐渐降低，当压力低于设定下限时，空压机自行启动，重新为储气罐加气。

为防止藻类在管路中的大量繁殖堵塞管道、影响和改变水样的水质，系统要求配置高效的除藻装置。

2.7.5辅助系统

根据系统需要，配置相应的压缩空气系统〔无油型〕，以满足清洗反吹使用。

★配置相应的UPS系统，起停电保护作用，在停电状态下能保存及传输数据，恢复供电后系统能自开工作。

★配置变压器。

★配置相应的电子式净化稳压电源。

★配置相应防雷系统。

包括电源直击雷和一切线路的感应雷。

配置相应加药除藻清洗系统。

该系统具备正反向循环加热清洗、自动投药、高压空气擦洗、枯燥等功能。

2.7.5.1供电技术要求

变压器应安装在自动站院内适当位置。

★变压器供电容量满足30KVA以上。

★供电使用铜芯电缆。

额定高压10KV

空载损耗130W

负载损耗600W

空载电流2.1%

标准规格：

磁性原件用于交换式电源供给器的构造中，必须遵守国家或国际上的平安标准。

变压器的绝缘电阻：

在变压器构造中，在绕组与铁芯与铁架之间，在一分钟提供500VDC的电压情况下，至少要拥有100MΩ以上的阻抗。

变压器的湿度阻抗：

在高湿度91～95%的情况下，温度在20～30°C之间，环境测试设备连续48小时的动作后，变压器一次侧与二次侧须能够承受3750VAC。

即变压器在此环境中须保持绝缘阻抗及介电强度。

变压器的介电强度：

在此绝缘层是接触在一起，而且测试的电位那么加诸于外部外表，所用交流值必须具有50HZ或60HZ的正弦波，测试1分钟内不能有绝缘破坏的现象。

2.7.5.2电子式净化稳压电源技术要求

电源功率：

15KVA

输入电压：

三相320V～430V；

输出电压：

三相380V±1%；

频率：

50±2Hz；

过压保护：

三相426±7V；

负载效应：

≤±0.5%；

效率：

＞90%；

波形失真：

≤5%；

响应时间：

20ms～100ms；

尖峰吸收：

输入500V/13us　　输出≤5V；

环境温度：

-10℃～+40℃；

音频噪音：

≤60dB；距离1m；

抗电强度：

1500V/min；

绝缘电阻：

三相＞２MΩ。

2.7.5.3防雷系统

防雷装置的避雷带、引下线及杆塔等金属材料，需先经调直后安装的、引下线支持卡子的间距要均匀，引下线转弯处弯曲半径不小于10D。

避雷引下线与建筑物的其他金属局部不能满足S≥0.3R+0.1hx时，应做好相互连接；

避雷引下线在地面以上1.7米长的一段，用角钢或硬塑料管保护。

采用2支及以上引下线时，应在距地1.8米处做断接卡子，供测量接地电阻使用。

接地电阻≤1欧姆。

根底的四周均埋设在土壤中0.8米以下，并且根底内的钢筋具有贯穿性连接〔绑扎或焊接〕同时自然形成闭合环路。

变压室的接地装置，应敷设环形接地网，配电装置所有接地局部，应共用一条接地装置。

当埋设土壤中圈梁钢筋有贯穿连接时，宜作为环形接地体。

直接埋入土壤中的所有接地装置的各种金属件应镀锌，锌层要均匀。

接地装置的安装要求：

接地体的埋设深度应在冻土层以下并应大于0.8米；

垂直接地体的长度不应小于2.5米，除设计图另有要求外，间距一般为5米。

站房内供电电源分别安装高压三相四线B+C级电源防雷器和低压单相二线B+C级电源避雷器，工控机内供电前端自备复合型B+C级电源防雷器，通讯线路安装信息线路保护器。

站房凡突出屋面之构造物均应与避雷带结实焊接，防雷接地电阻R≤4Ω。

防雷系统改造后须经国家成认的专业检验机构检验合格，每年要检测1次，接地电阻超出规定的限值时，及时整改。

2.7.6数据采集和传输系统

2.7.6.1总体要求

★前端水站管理系统应与现有水站系统保持一致，能够实现与现有中心端数据管理系统无缝衔接。

★各执行器的动作和传感器反响在工控系统界面都要有准确的显示。

工控界面可将系统流程实时反响出来，同时自动站所有的操作在工控界面上都能实现。

数据采集和传输能自动记录，工作可靠有效。

★系统设计及建立采用开放式体系构造，使系统易于扩大，并为以后预留可扩大接口，网络具有升级能力。

自动控制系统需运行稳定可靠，并可在现场及远程进展人工参与控制。

系统需具备有自动分类报警。

★数据采集与传输应完整、准确、可靠，数据采集应采集数字量，当无法采集数字量时，采集的模拟量采集值与测量值误差≤1%〔满量程〕。

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展权限设置。

水站采用系统软件进展数据的采集、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。

根据状态参数或故障报警信号等能自动对分析结果的有效性进展判断，并可根据状态参数等对测量数据进展人工有效性识别，无效数据应根据种类标注不同的状态标识符。

具有对监控水质的预警功能。

统一后的水站工控系统和省级监控中心必须实现有效对接，必须具备省级监控中心要求的所有功能。

监控中心系统能实现对各水站系统主动调数功能。

数据采集系统具备有自动巡检功能，可根据设定采集时间自动进展远程巡检。

★能定时和固定时段采集历史数据进展报表统计和数据曲线分析，数据导入、导出方便，并有数据备份、恢复功能；能根据有效数据自动生成日报、周报、月报、季报、年报等各种报表、图表，并能动态定制各种报表；能判断水质类别、首要污染物和各指标的超标情况；能根据用户要求进展数据处理，可以进展不同时段的数据比照等。

数据查询功能，按需要进展单、多站之间，及其它灵活方式的数据查询。

在各监控点、各托管站和省环境监测中心实现双向操作、管理远程控制，实现水质监测站数据传输、现场工作状态、平安和参数超标报警等远程监控。

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。

动态异地数据备份、恢复功能。

系统平安防护功能，需有数据加密功能，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。

软件系统可扩展性强，能方便地增减和修改站点点数、每个站点内的被测参数和被控参数，并没有数量及种类的限制。

数据监控管理软件能将原有水站数据库中的数据并入中心站数据库中〔业主可以配合提供原有水站的数据库资料〕，实现全省水质自动监测站联网运行管理。

软件可维护性强，开放源码，出现故障，可对源码进展修改。

2.7.6.2数据采集、传输和通讯技术要求

通讯系统采用目前国内，最先进的FTTH用户的光纤宽带接入方式来实现。

同时保存子站PSTN和GPRS等通讯方式，作为备用数据传输。

★光纤接入的初装费每个站3000元和光纤宽带的一年的租金每个站4800元，纳入投标报价。

通过规定的数字通讯接口采集监测仪器实时数据并存储，数据以光纤通讯、有线或无线通讯方式进展数据传输进入省中心数据库。

现场可动态显示系统的实时状态，实时数据，历史报表和历史报警。

具有远程显示现场工作状态、仪器设备故障自动报警、异常值自动报警和参数超标〔上、下限〕报警、并能将报警信号自动发送至各级监控中心。

测量数据及实时状态的查询功能，按需要进展各种方式的数据查询。

子站能储存1年上的原始数据，同时保存相应时期发生的有关校准、断电及其他事件记录。

控制单元主体设备平均无故障时间〔平均无故障时间〕≥2000h，信号的输入输出具有可扩展性。

断电后可继续工作时间：

≥4小时。

2.7.6.3数据传输通讯协议

简要说明系统采用的现场仪器设备数据通讯协议、传输协议、系统接口、系统集成软件的数据库构造说明材料等信息。

通讯协议应满足?

污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准?

〔HJ/T212-2005〕、?

环境污染源自动监控信息传输、交换技术标准（试行）?

（HJ/T352-2007）等国家相关技