專利名稱：遠程環保污水排放監控系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種エ業污水排放的監控系統，特別涉及遠程環保防偷排及排放故障監控方法與裝置，用來實現對企業污水排放、污水偷排和現場故障的實時監控。
背景技術：
水污染是我國面臨的主要環境問題之一，而エ業廢水是造成水污染的主要原因。隨著我國エ業的發展，エ業廢水的排放量日益増大，達不到排放標準的エ業廢水排入水體后，嚴重污染了水資源。目前的污水排放自動監測系統大都是利用現代傳感技術、自動檢測及控制技木、計算機應用技術和網絡與通信技術組成的ー個綜合性在線自動監控系統，能夠對企業排放 的污水進行實時監測。能連續、及時地監測目標排放污水的情況，有效地起到環境監控、監 瞀作用。但很多企業在夜間通過人為切斷監測系統的供電電源使監測系統停止工作，然后大肆排放污水，排放完污水之后再重新給監測系統供電，以此逃避監測系統的監測，這就是企業偷排。偷排使得企業可以躲避環保部門的監管而大肆排放污水，給環境帶來了巨大的破壞。但目前的自動監測系統對偷排很難做到有效的監視，使得偷排現象很猖獗而得不到合理的懲治。而且目前的污水排放自動監測系統現場故障監視部分做的也不完善，當排污閥門由于堵塞停轉引起的過流故障或者用電電路的過載、短路、欠壓等故障都會使得斷路器脫扣跳閘，而現場無人值守，就會使得監測系統停止工作，造成監測系統癱瘓以及環境的破壞。

發明內容
本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種環保用的遠程污水排放監控系統及監控方法，結合現代傳感技木、自動檢測及控制技術、計算機應用技術和網絡與通信技術，不僅能夠對水質參數實時監測，還能實現偷排污水和現場故障的監測，解決了污水排放監測系統的難題。本發明的遠程環保污水排放監控系統采用的技術方案是該監控系統包括水質參數監測部分、偷排監測部分、現場故障監測部分、PLC處理系統和監控中心；所述水質參數監測部分由PH值傳感器、COD檢測儀和流量計組成；所述偷排監測部分由UPS電源、系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器、切換控制器、靜態開關和流量計組成；UPS電源連接切換控制器，切換控制器通過靜態開關連接PLC處理系統；系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器和流量計各對應設在電網電壓、系統供電電壓和污水排放系統監測點處；所述現場故障監測部分由連接成一體的特制斷路器和橋搭式采樣開關組成，特制斷路器的連接面上設有與斷路器手柄連接的開關聯動撥叉，橋搭式采樣開關的連接面上設有可帶動其觸點開合的橋搭手柄，開關聯動撥叉卡在橋搭手柄上；PH值傳感器、COD檢測儀和流量計、系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器、橋搭式采樣開關均分別與PLC處理系統連接，PLC處理系統通過GPRS模塊連接監控中心。
本發明的遠程環保污水排放監控系統的監控方法采用的技術方案是具有如下步驟(I)由PH傳感器、COD檢測儀和流量計采集監測點處水質信息，水質信息傳送給PLC處理器；(2)由系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器和流量計采集數據信息，數據信息傳給PLC處理器；當系統電源電壓傳感器檢測到系統供電電壓為零時，切換控制器控制靜態開關切換系統供電電源，由UPS電源供電，PLC處理器同時調取片區電網電壓傳感器監測點和流量計監測點的信息，若同時得到片區電網電壓傳感器監測點的片區電網電壓正常和流量計監測點的污水排量増大的信息，則判定有偷排現象；(3)當有現場故障發生時，特制斷路器脫扣跳閘，由斷路器手柄帶動開關聯動撥叉和橋搭手柄運動，使橋搭式采樣開關內部觸點導通，橋搭式采樣開關發出報警信號給PLC處理器；(4)當PLC處理器采集到水質、偷排和現場故障信息后，通過GPRS模塊傳送給監測中心，由監測中心對數據匯總分析和處理。 本發明的有益效果如下
I、本發明的污水監測系統不僅能夠實現對污水排量、COD值、PH值等污水參數的實時監測，還在供電模塊中加入UPS電源，實現對企業偷排狀況的實時監測，即使企業人為切斷監測系統的電源，監測系統仍然能夠憑借內部的UPS電源繼續工作，保障了監測系統在人為斷電后繼續工作。對偷排現象的判斷依據是綜合片區電網狀態、污水排量和系統供電狀態等信息一井分析，判斷出是否有人為斷電和企業偷排現象，保障了監測系統持續穩定エ作。2、本發明能夠對現場故障進行實時監測，當排污閥門堵塞停轉引起的過流或者用電電路的過載、短路、欠壓等故障都會使得斷路器脫扣跳閘，橋搭式采樣開關在斷路器故障脫扣時會發出報警信號，本發明通過監測報警信號實現現場故障的實時監測。3、本發明通過GPRS網絡將水質、偷排、現場故障等現場信息遠程傳送給監測中心，由監測中心實時監測，在現場無人值守的情況下實現對整個污水排放監測系統的監控。4、本發明不僅局限于污水監測系統，可根據需要應用于多種環境質量監測系統。


圖I是本發明遠程環保污水排放監控系統的結構示意 圖2是圖I中企業偷排監測部分的具體工作框 圖3是圖I中特制斷路器和橋搭式采樣開關的組裝外觀 圖4是圖3中特制斷路器的左視 圖5是圖3中橋搭式采樣開關的主視圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的遠程環保污水排放監控系統由現場信息采集系統、數據傳輸網絡和在線監測系統三部分組成。所述現場信息采集系統由又包括水質參數監測、企業偷排監測和現場故障監測三個部分的信息采集以及PLC處理系統G組成。所述水質參數監測部分由PH值傳感器A、C0D檢測儀B和流量計C組成。再參見圖2，所述企業偷排監測部分由UPS電源D、系統電源電壓傳感器E、片區電網電壓傳感器F、切換控制器J、靜態開關K和流量計C組成。所述現場故障監測部分由特制斷路器I和橋搭式采樣開關7組成。所述數據傳輸網絡由GPRS模塊H組成。所述在線監測系統即監測中心，由監控中心I的PC機組成，負責對現場監測儀進行管理和控制，以及數據的匯總分析和處理，處于整個系統的管理層。參見圖I，現場采集到的數據信息通過GPRS模塊H傳送到監測中心I，本發明的水質參數監測部分位于若干個監測點處，每個監測點對應一個污水排放口。在每個污水排放口安裝PH傳感器A、C0D檢測儀B和流量計C，組成水質參數在線檢測儀，通過該檢測儀采集水質信息并將數據信息傳送給PLC處理器G，由PLC處理器G對采集數據進行初步處理，完成對一個污水排放口的水質參數數據采集。其中PH值傳感器A、C0D檢測儀B和流量計C、UPS電源D、系統電源電壓傳感器E、片區電網電壓傳感器F、GPRS模塊H、橋搭式采樣開關7均分別與PLC處理系統G連接，構成現場信息采集與控制系統。參見圖2，本發明的企業污水偷排監測部分中的系統電源電壓傳感器E、片區電網電壓傳感器F和流量計C各對應安裝在電網電壓、系統供電電壓和污水排放系統監測點處，分別監測這三個參數。系統電源電壓傳感器E、片區電網電壓傳感器F和流量計C都連接 在PLC處理器G上，它們將采集到的數據信息傳給PLC處理器G，UPS電源D作為備用電源也和PLC處理器G的電源系統連接。UPS電源D連接切換控制器J，切換控制器J通過靜態開關K連接PLC處理系統G，切換控制器J通過控制靜態開關K的開關狀態控制UPS電源D的工作。當企業人為的切斷監測系統的供電電壓時，系統電源電壓傳感器E會檢測到系統供電電壓為零，UPS電源D經切換控制器J和靜態開關K連接系統供電電源，切換控制器J控制靜態開關K切換系統供電電源，使得監測系統供電電源由市電轉為UPS電源D，監測系統保持正常工作。當PLC處理器G監測到系統電源電壓傳感器E監測點的信息即系統供電電壓為零時，會同時調取片區電網電壓傳感器F監測點和流量計C監測點的信息，若同時得至IJ片區電網電壓傳感器F監測點的片區電網電壓正常和流量計C監測點的污水排量增大的信息，則監測系統就可判定企業有偷排現象。本發明在監測系統供電模塊中加入UPS電源D，并通過E、F、C監測點的監測信息，使得企業無法人為切斷監測系統電源停止監測系統工作以及無法進行偷排，達到了防偷排的目的。參見圖3-5，本發明的現場故障監測部分由特制斷路器I和橋搭式采樣開關7組成。當特制斷路器I發生故障脫扣時，橋搭式采樣開關7會輸出報警信號給PLC處理器G，完成現場故障的信息采集。將特制斷路器I和橋搭式采樣開關7兩者并排固定安裝在導軌之上，合扣成一體(見圖3)。其中在橋搭式采樣開關7與特制斷路器I連接的側面上有2根固定插針9，在特制斷路器I與搭式采樣開關7連接的側面上有對應的兩個固定插槽6，固定插針9插入固定插槽6中，將特制斷路器I與搭式采樣開關7固定連接在一起。特制斷路器I特殊的地方在于其與搭式采樣開關7連接面上有個橋搭手柄插孔3，在橋搭手柄插孔3下面有開關聯動撥叉4，開關聯動撥叉4與斷路器手柄2機械連接，當斷路器手柄2動作時會帶動開關聯動撥叉4動作。橋搭式采樣開關7與特制斷路器I連接的側面上還有一個插針狀的橋搭手柄8，橋搭手柄8連接橋搭式采樣開關7內部連動機構，連動機構可帶動橋搭式采樣開關7的觸點開合。當特制斷路器I和橋搭式采樣開關7合扣在一起時，不僅橋搭式采樣開關8上的固定插針9插入特制斷路器I的固定插槽6中，橋搭式采樣開關7上的橋搭手柄8也嵌插入特制斷路器I上的橋搭手柄插孔3中，并且特制斷路器I上的開關聯動撥叉4的缺口部分卡在橋搭手柄8上。當有現場故障發生時，特制斷路器I脫扣跳閘，由斷路器手柄2帶動開關聯動撥叉4推動橋搭手柄8運動，橋搭手柄8帶動橋搭式采樣開關7內部的連動機構釋放對彈簧片觸點的壓力，使得橋搭式采樣開關7內部觸點導通，發出導通電信號即報警信號，橋搭式采樣開關7就會發出報警信號給PLC處理器G。這種橋搭式采樣開關7內部觸頭的動作，只在特制斷路器I故障跳閘時動作，在普通分閘操作時不動作，所以能夠判斷是否是現場故障引起的跳閘動作。橋搭式采樣開關7發出報警信號之后，需要通過復位開關復位，可以進入下次故障的監測。本發明通過監視本地斷路器I的狀態來實現現場故障的監測。當PLC處理器G采集到水質參數、企業偷排和現場故障信息之后，處理之后通過無線通信模塊由GPRS模塊H傳送給監測中心I，由監測中心I對數據匯總分析和處理，并發出 控制指令對現場監測儀進行管理和控制，以及對企業偷排、現場故障通知警告。
權利要求
1.一種遠程環保污水排放監控系統，其特征是包括水質參數監測部分、偷排監測部分、現場故障監測部分、PLC處理系統和監控中心；所述水質參數監測部分由PH值傳感器、COD檢測儀和流量計組成；所述偷排監測部分由UPS電源、系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器、切換控制器、靜態開關和流量計組成；UPS電源連接切換控制器，切換控制器通過靜態開關連接PLC處理系統；系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器和流量計各對應設在電網電壓、系統供電電壓和污水排放系統監測點處；所述現場故障監測部分由連接成一體的特制斷路器和橋搭式采樣開關組成，特制斷路器的連接面上設有與斷路器手柄連接的開關聯動撥叉，橋搭式采樣開關的連接面上設有可帶動其觸點開合的橋搭手柄，開關聯動撥叉卡在橋搭手柄上；PH值傳感器、COD檢測儀和流量計、系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器、橋搭式采樣開關均分別與PLC處理系統連接，PLC處理系統通過GPRS模塊連接監控中心。
2.一種如權利要求I所述的遠程環保污水排放監控系統的監控方法，其特征是具有如下步驟 (I)由PH傳感器、COD檢測儀和流量計采集監測點處水質信息，水質信息傳送給PLC處理器； (2 )由系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器和流量計采集數據信息，數據信息傳給PLC處理器；當系統電源電壓傳感器檢測到系統供電電壓為零時，切換控制器控制靜態開關切換系統供電電源，由UPS電源供電，PLC處理器同時調取片區電網電壓傳感器監測點和流量計監測點的信息，若同時得到片區電網電壓傳感器監測點的片區電網電壓正常和流量計監測點的污水排量増大的信息，則判定有偷排現象； (3)當有現場故障發生時，特制斷路器脫扣跳閘，由斷路器手柄帶動開關聯動撥叉和橋搭手柄運動，使橋搭式采樣開關內部觸點導通，橋搭式采樣開關發出報警信號給PLC處理器； (4)當PLC處理器采集到水質、偷排和現場故障信息后，通過GPRS模塊傳送給監測中心，由監測中心對數據匯總分析和處理。
全文摘要
本發明公開一種遠程環保工業污水排放監控系統及方法，由PH傳感器、COD檢測儀和流量計采集監測點處水質信息，由系統電源電壓傳感器、片區電網電壓傳感器和流量計采集數據信息，當系統電源電壓傳感器檢測到系統供電電壓為零時，由UPS電源供電，若同時得到片區電網電壓傳感器監測點的片區電網電壓正常和流量計監測點的污水排量增大的信息，則判定有偷排現象；當有現場故障發生時，特制斷路器脫扣跳閘，橋搭式采樣開關發出報警信號，PLC處理器采集到水質、偷排和現場故障信息后，通過GPRS模塊傳送給監測中心，由監測中心對數據匯總分析和處理；實現對污水排量、COD值、PH值等污水參數和對偷排狀況、現場故障的實時監測。
文檔編號G05B19/418GK102866688SQ201210342220
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者張榮標, 楚孔旭, 王東宏, 陳克元 申請人:江蘇大學