地表水监测对象环境水体水污染源江、河、湖、库、海水、地下水、地表水、生活污水、行业废水等，监测指标包括水温、pH值、溶解氧、电导率、透明度、盐度、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、浊度等。

一、系统架构

水质自动监测系统的系统架构主要由水质监测子站、托管站监控中心、省/国家监控中心、技术服务中心构成，各个部分之间的关系说明如下：
分布于各地的监测子站对水质进行实时监测并记录水质的变化，监测数据通过专用的通讯设备，上传至远程的监控中心和托管站，实现远程监控功能。用户可通过短消息服务模块实现秘书提示服务功能，通过手机等掌上设备直接查询子站数据等信息。分设在各地的技术服务中心定期巡检各站，及时排除各子站出现的问题，确保系统长期稳定的运行。

二、系统组成

      科瑞达水质自动监测系统由采水单元、预处理和配水单元、分析单元、控制单元、数据采集和通讯单元、运行环境支持单元（辅助单元）、中心站单元等组成。
      采水单元包括采水装置（水泵、取水浮筒、栈桥等）、输送管道（外覆保温套）、供电及安装结构等部分；
      预处理单元包括沉淀装置、过滤器、清洗系统、除藻系统和纯水系统等，用以保证系统的正常运行；
      控制单元主要由工控机、PLC、传感器、执行器件、UPS电源、稳压电源、线路保护器以及基站的相关软件等组成。
      数据采集和通讯单元主要由数据采集模块（ADAM4017+、ADAM4520）、数据通讯设备电话Modem和GPRSModem、24V直流稳压电源以及基站的相关软件（数据通讯服务器）等组成。
      运行环境支持单元主要负责为水站监测设备提供一个适宜的运行环境，包括空调、除湿机、温湿度传感器、防盗、防火、防雷、防强电设备等，为系统运行提供稳定的温度、湿度和安全运行环境。
      中心站单元主要安装于中心站，配置Modem、中心站服务器，并安装专门的监控软件，以完成数据的远程传输和对水站的远程监控。
      分析单元由自动监测仪器组成，水质自动监测站的监测参数有：常规五参数、总磷、总氮、高锰酸盐指数等。

三、系统功能

      水质自动监测站要求能进行24小时连续在线监测。每日监测次数可以本地设置也可以远程设置，监测结果即时报出。监测采用定时自报和召测工作方式。
      水质监测系统要求具备自动运行、定期自动清洗功能。
      采用优质自动水质分析仪器，运行稳定，数据准确，维护简便。
      设计安全的停电保护措施，保证系统在恶劣的供电环境中安全使用，延长仪器和系统的使用寿命。即使长时间停电导致停机，系统也会在电力恢复时自动启动运行。
      完备的前处理工艺，源水在进入测试仪器前经过逐级沉淀和过滤，在不影响源水水质的基础上，有效减少系统和仪器管道堵塞的发生。
      可靠的通讯机制，系统可支持目前流行的多种通讯方式（PSTN/GPRS/CDMA/LAN/ADSL），适应自动站复杂的地域和通讯条件，增强系统通讯的可靠性和灵活性。
      基于标准工业组态软件的现场监控程序，提供友好的人机界面，用户可直观地看到现场的运行状况，界面美观，操作方便。
      完善的失效处理，通过系统状态检测能及时发现运行中的问题，并发出报警信号，通知运行维护人员及时处理；通过误操作提示屏蔽了对系统产生误操作的可能，有效保障系统的正常运行。
      全自动免维护设计，通过设定自动清洗和除藻程序能大大延长系统的维护周期，降低人工维护量，保证系统长期稳定运行。
      采用进口的先进防雷设备，对系统进行全面的防雷保护，使系统不但在雷电多发地区有效防止直击雷，还可以防止通过电源线和通讯线路而引发的感应雷，尽量避免高精尖的仪器设备被雷击损坏。
      高效的除藻机制，通过物理和化学的方法实现除藻和灭藻，有效防止因藻类孳生而导致管道堵塞及源水在藻类孳生的管道中输送而导致的水质变化

系统架构图

四、站房设计和施工要求

水质在线监测站主要由取水、水质分析、控制辅助等部分组成。
水质在线监测站的设备主要包括取水浮台、潜水泵、管路、压力流量测量装置、水质分析仪表、控制柜、嵌入式工控机、应用软件及各类阀门等组成。
监测站施工过程中涉及的供水、供电、通讯、防雷、接地、和现场环境基本条件和设施，应由具有相关资质的公司进行设计和施工，保证各项规范要求。

• 站房的建筑质量应符合国家和行业相关的建筑质量标准要求；

• 站房内部使用面积：根据配置的仪器不同所需面积略有不同，但至少2×20m2；

• 仪器间与控制间必须隔离；

• 站房内温度：必须保持在15～25℃；

• 站房内的相对湿度保持在60％以下，干燥、通风且满足设备运行环境温度（应装有空调，使之保持恒温在5-30℃），避免阳光直射；

• 具有标准配电设施、上下水设施，提供三相交流电源，供电功率不低于15KVA；

• 必须安装避雷接地设施。

• 电源电压：220V±10%AC,5A，

• 电源频率：50Hz±5%,电源功率：1000w,应有良好接地。至少配有5只三眼插座和2只二眼插座，固定在1.2米高处，或配有二只多功能电源插板，可以扩接水泵、电脑等用电设备。

• 对于电压不稳定和经常断电的地区，建议使用功率匹配的交流电源稳压器，以保护仪器。

• 室内照明应能照射到仪器正面（40W日光灯）；

• 避免强电磁场干扰；

• 避免强腐蚀性气体。

• 备有洗手池，以便维护时洗手用。
  

标准站房仪器布置示意图见下图（实际情况根据仪器的不同会略有差异）。

五、系统组成单元

5.1取水单元
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式样采集单元非常重要。由于各河流、湖泊的水文状况、地理及周边环境各不相同，一般在实地考察后结合实际情况才能确定具体的取水方案。通常采用的取水方式有：栈桥+浮筒方式、浮船方式、吊臂方式以及管道取水方式。
科瑞达水质自动监测系统采用的是浮船和栈桥+浮筒方式。如下图所示：

5.2工艺流程
水质自动监测站的采水单元的施工在自动站建设中占有绝对重要的地位，水样采集单元必须要满足向整个系统提供具有代表性的水样的要求，水样采集工程的设计必须根据现场情况采取具体的方案。考虑到具体水源的采水条件，水站采用的是电动球阀控制采水的方案，水样采集单元的工艺流程见图4-1：

工艺说明：
      采水单元能够根据水站监测要求设置现场采水频率和远程采水频率。
      通过电动球阀的开闭控制供水，进水总量可通过流量计进行调节。
      电动球阀安装在潜水泵后，这样可实现双管路的自由切换，通过控制电动球阀的开关来控制水样采集。安装浮子流量计用于控制采水的水量。控制系统实时采集压力传感器的监测值，在压力异常时，系统将根据压力值判断原因并发出报警信号。
      取水单元负责完成水样采集和输送功能。
     1、取水单元构成
     取水单元由取水浮台、潜水泵、取水管路、压力流量测量装置和各类阀门组成。取水单元构成如下表：
     表4-1取水单元构成表

  
2、取水单元主要功能要求
    要求采用专用浮台确保取水深度在水面以下0.5米左右处。
    取水浮台要求具有抗7级大风和抗浪的能力，能随水位的变化而变化。
    专用浮台需具有防护网，采用双层防护措施，能拦除掉较大的杂物，防止取水管路堵塞。
    取水部分需采用双泵双管方式，且互为备份。具备一台水泵遇故障后自动切换到另外一台水泵工作，并自动报警，通知管理人员进行检修。采样泵能方便的进行维护检修。

5.3水质分析单元

      水质分析单元由监测分析仪表组成，完成系统水样监测分析任务。水质分析单元由以下单元构成：

      五参数在线分析仪、高锰酸盐指数在线分析仪、氨氮在线分析仪、总磷在线分析仪、总氮在线分析仪。

5.4控制单元

      控制单元概述

      控制单元是水质自动站的核心单元，主要由PLC、控制柜以及一些控制元件构成。控制单元按照预先设定的程序完成系统采水、预处理、启动、测试、清洗、除藻、反吹等一系列的动作。同时可以监测系统运行状态，并根据不同状态对系统动作做相应的调整。

      系统控制支持自动模式、手动模式和远程模式。自动模式下系统按照预设的程序自动运行，无需人工干预。现场维护时启动手动模式，此时系统只有在现场维护人员手动启动下才进行相关的操作。远程模式下系统可接受远程启动命令，启动一些维护操作。系统控制支持应急启动功能，可现场或者通过通讯系统远程的启动系统测试，从而能及时对污染事故作出快速响应。

六、主要设备技术参数及规格要求

6.1 高锰酸盐指数水质在线分析仪

技术参数 型号:  CODmn-1400 测量范围    （0-20）mg/L(可根据需要调整） 测量精度    ±5% 分辨率    0.1mg/L 重复性    ±10% 零点漂移    ±5% 量程漂移    ±10% 最低检出限    0.1mg/L 实际水样对比试验    ±10% 绝缘电阻    大于20MΩ 供电电源    AC220V±10%/50±1Hz 抗电强度    1500V,50Hz,1min 防护等级    IP65 尺寸    500mmx1550mmx420mm(WxHxD) 数字通讯    RS232(可转换为RS485） 测量周期    50min

6.2 氨氮在线分析仪

技术参数 产品型号：NH3-N-1400 测量原理：水杨酸比色法测量 测量范围：0-1mg/l，0～10mg/l ，0～100mg/l； 检测下限：0.005mg/L（最小量程） 示值误差：±3% 重现性：＜2% 分辨率：0.01mg/L 测量周期：5，10，15，20，30 分钟（可选） 基线调整：自动； 电源：220VAC 50Hz 其它：自动清洗功能，数据存储功能。

6.3总磷在线分析仪

技术参数 产品型号：TPA-1400 方法依据： GB11893-89《水质-总磷的测定钼酸铵分光光度法》。 测量范围：0.1～50.0mg/L。 准确度：误差不超过±10%。 重复性：误差不超过±3%。 测量周期：最小测量周期为30分钟。 采样周期：时间间隔（10～9999min任意可调）和整点测量模式。 校准周期：可手动即刻标定或者到达设定的固定周期进行校准。 维护周期：一般每月一次，每次约30min。 输出：4-20MA或RS-485。 环境要求：温度+5～40℃；湿度≤90%（不结露）。 电源：AC220±10%V，50±10%Hz，5A。

6.4总氮在线分析仪

技术参数 产品型号：TNA-1400 测量范围：0～100mg/LTN。 准确度：不超过±10%； 重复性：±5% 测量周期：最小测量周期为40分钟。 采样周期：时间间隔（0～9999min任意可调） 零点标定：手动任意时刻可调。 维护周期：一般每月一次，每次约60min。 输出：RS-485或4-20MA。 环境要求：温度+5～40℃；湿度≤90%RH（不结露）。 电源：AC(220±10)%V，(50±10%)Hz，5A。 尺寸：高1520×宽500×深420mm。