远程环保污水排放监控系统及方法技术领域
本发明涉及一种工业污水排放的监控系统，特别涉及远程环保防偷排及排放故障监控方法与装置，用来实现对企业污水排放、污水偷排和现场故障的实时监控。
背景技术
水污染是我国面临的主要环境问题之一，而工业废水是造成水污染的主要原因。随着我国工业的发展，工业废水的排放量日益增大，达不到排放标准的工业废水排入水体后，严重污染了水资源。
目前的污水排放自动监测系统大都是利用现代传感技术、自动检测及控制技术、计算机应用技术和网络与通信技术组成的一个综合性在线自动监控系统，能够对企业排放的污水进行实时监测。能连续、及时地监测目标排放污水的情况，有效地起到环境监控、监督作用。但很多企业在夜间通过人为切断监测系统的供电电源使监测系统停止工作，然后大肆排放污水，排放完污水之后再重新给监测系统供电，以此逃避监测系统的监测，这就是企业偷排。偷排使得企业可以躲避环保部门的监管而大肆排放污水，给环境带来了巨大的破坏。但目前的自动监测系统对偷排很难做到有效的监视，使得偷排现象很猖獗而得不到合理的惩治。而且目前的污水排放自动监测系统现场故障监视部分做的也不完善，当排污阀门由于堵塞停转引起的过流故障或者用电电路的过载、短路、欠压等故障都会使得断路器脱扣跳闸，而现场无人值守，就会使得监测系统停止工作，造成监测系统瘫痪以及环境的破坏。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种环保用的远程污水排放监控系统及监控方法，结合现代传感技术、自动检测及控制技术、计算机应用技术和网络与通信技术，不仅能够对水质参数实时监测，还能实现偷排污水和现场故障的监测，解决了污水排放监测系统的难题。
本发明的远程环保污水排放监控系统采用的技术方案是：该监控系统包括水质参数监测部分、偷排监测部分、现场故障监测部分、PLC处理系统和监控中心；所述水质参数监测部分由PH值传感器、COD检测仪和流量计组成；所述偷排监测部分由UPS电源、系统电源电压传感器、片区电网电压传感器、切换控制器、静态开关和流量计组成；UPS电源连接切换控制器，切换控制器通过静态开关连接PLC处理系统；系统电源电压传感器、片区电网电压传感器和流量计各对应设在电网电压、系统供电电压和污水排放系统监测点处；所述现场故障监测部分由连接成一体的特制断路器和桥搭式采样开关组成，特制断路器的连接面上设有与断路器手柄连接的开关联动拨叉，桥搭式采样开关的连接面上设有可带动其触点开合的桥搭手柄，开关联动拨叉卡在桥搭手柄上；PH值传感器、COD检测仪和流量计、系统电源电压传感器、片区电网电压传感器、桥搭式采样开关均分别与PLC处理系统连接，PLC处理系统通过GPRS模块连接监控中心。
本发明的远程环保污水排放监控系统的监控方法采用的技术方案是具有如下步骤：(1)由PH传感器、COD检测仪和流量计采集监测点处水质信息，水质信息传送给PLC处理器；(2)由系统电源电压传感器、片区电网电压传感器和流量计采集数据信息，数据信息传给PLC处理器；当系统电源电压传感器检测到系统供电电压为零时，切换控制器控制静态开关切换系统供电电源，由UPS电源供电，PLC处理器同时调取片区电网电压传感器监测点和流量计监测点的信息，若同时得到片区电网电压传感器监测点的片区电网电压正常和流量计监测点的污水排量增大的信息，则判定有偷排现象；(3)当有现场故障发生时，特制断路器脱扣跳闸，由断路器手柄带动开关联动拨叉和桥搭手柄运动，使桥搭式采样开关内部触点导通，桥搭式采样开关发出报警信号给PLC处理器；(4)当PLC处理器采集到水质、偷排和现场故障信息后，通过GPRS模块传送给监测中心，由监测中心对数据分析和处理。
本发明的有益效果如下：
l、本发明的污水监测系统不仅能够实现对污水排量、COD值、PH值等污水参数的实时监测，还在供电模块中加入UPS电源，实现对企业偷排状况的实时监测，即使企业人为切断监测系统的电源，监测系统仍然能够凭借内部的UPS电源继续工作，保障了监测系统在人为断电后继续工作。对偷排现象的判断依据是综合片区电网状态、污水排量和系统供电状态等信息一并分析，判断出是否有人为断电和企业偷排现象，保障了监测系统持续稳定工作。
2、本发明能够对现场故障进行实时监测，当排污阀门堵塞停转引起的过流或者用电电路的过载、短路、欠压等故障都会使得断路器脱扣跳闸，桥搭式采样开关在断路器故障脱扣时会发出报警信号，本发明通过监测报警信号实现现场故障的实时监测。
3、本发明通过GPRS网络将水质、偷排、现场故障等现场信息远程传送给监测中心，由监测中心实时监测，在现场无人值守的情况下实现对整个污水排放监测系统的监控。
4、本发明不仅局限于污水监测系统，可根据需要应用于多种环境质量监测系统。
附图说明
图l是本发明远程环保污水排放监控系统的结构示意图；
图2是图l中企业偷排监测部分的具体工作框图；
图3是图l中特制断路器和桥搭式采样开关的组装外观图；
图4是图3中特制断路器的左视图；
图5是图3中桥搭式采样开关的主视图。
具体实施方式
如图l所示，本发明的远程环保污水排放监控系统由现场信息采集系统、数据传输网络和在线监测系统三部分组成。所述现场信息采集系统又包括水质参数监测、企业偷排监测和现场故障监测三个部分的信息采集以及PLC处理系统G组成。所述水质参数监测部分由PH值传感器A、COD检测仪B和流量计C组成。再参见图2，所述企业偷排监测部分由UPS电源D、系统电源电压传感器E、片区电网电压传感器F、切换控制器J、静态开关K和流量计C组成。所述现场故障监测部分由特制断路器l和桥搭式采样开关7组成。所述数据传输网络由GPRS模块H组成。所述在线监测系统即监测中心，由监控中心I的PC机组成，负责对现场监测仪进行管理和控制，以及数据的汇总分析和处理，处于整个系统的管理层。
参见图l，现场采集到的数据信息通过GPRS模块H传送到监测中心I，本发明的水质参数监测部分位于若干个监测点处，每个监测点对应一个污水排放口。在每个污水排放口安装PH传感器A、COD检测仪B和流量计C，组成水质参数在线检测仪，通过该检测仪采集水质信息并将数据信息传送给PLC处理器G，由PLC处理器G对采集数据进行初步处理，完成对一个污水排放口的水质参数数据采集。其中PH值传感器A、COD检测仪B和流量计C、UPS电源D、系统电源电压传感器E、片区电网电压传感器F、GPRS模块H、桥搭式采样开关7均分别与PLC处理系统G连接，构成现场信息采集与控制系统。
参见图2，本发明的企业污水偷排监测部分中的系统电源电压传感器E、片区电网电压传感器F和流量计C各对应安装在电网电压、系统供电电压和污水排放系统监测点处，分别监测这三个参数。系统电源电压传感器E、片区电网电压传感器F和流量计C都连接在PLC处理器G上，它们将采集到的数据信息传给PLC处理器G，UPS电源D作为备用电源也和PLC处理器G的电源系统连接。UPS电源D连接切换控制器J，切换控制器J通过静态开关K连接PLC处理系统G，切换控制器J通过控制静态开关K的开关状态控制UPS电源D的工作。当企业人为的切断监测系统的供电电压时，系统电源电压传感器E会检测到系统供电电压为零，UPS电源D经切换控制器J和静态开关K连接系统供电电源，切换控制器J控制静态开关K切换系统供电电源，使得监测系统供电电源由市电转为UPS电源D，监测系统保持正常工作。当PLC处理器G监测到系统电源电压传感器E监测点的信息即系统供电电压为零时，会同时调取片区电网电压传感器F监测点和流量计C监测点的信息，若同时得到片区电网电压传感器F监测点的片区电网电压正常和流量计C监测点的污水排量增大的信息，则监测系统就可判定企业有偷排现象。本发明在监测系统供电模块中加入UPS电源D，并通过E、F、C监测点的监测信息，使得企业无法人为切断监测系统电源停止监测系统工作以及无法进行偷排，达到了防偷排的目的。
参见图3-5，本发明的现场故障监测部分由特制断路器l和桥搭式采样开关7组成。当特制断路器l发生故障脱扣时，桥搭式采样开关7会输出报警信号给PLC处理器G，完成现场故障的信息采集。将特制断路器l和桥搭式采样开关7两者并排固定安装在导轨之上，合成一体（见图3）。其中在桥搭式采样开关7与特制断路器l连接的侧面上有2根固定插针9，在特制断路器l与搭式采样开关7连接的侧面上有对应的两个固定插槽6，固定插针9插入固定插槽6中，将特制断路器l与搭式采样开关7固定连接在一起。特制断路器l特殊的地方在于其与搭式采样开关7连接面上有个桥搭手柄插孔3，在桥搭手柄插孔3下面有开关联动拨叉4，开关联动拨叉4与断路器手柄2机械连接，当断路器手柄2动作时会带动开关联动拨叉4动作。桥搭式采样开关7与特制断路器l连接的侧面上还有一个插针状的桥搭手柄8，桥搭手柄8连接桥搭式采样开关7内部连动机构，连动机构可带动桥搭式采样开关7的触点开合。当特制断路器l和桥搭式采样开关7合扣在一起时，不仅桥搭式采样开关8上的固定插针9插入特制断路器l的固定插槽6中，桥搭式采样开关7上的桥搭手柄8也嵌插入特制断路器l上的桥搭手柄插孔3中，并且特制断路器l上的开关联动拨叉4的缺口部分卡在桥搭手柄8上。当有现场故障发生时，特制断路器l脱扣跳闸，由断路器手柄2带动开关联动拨叉4推动桥搭手柄8运动，桥搭手柄8带动桥搭式采样开关7内部的连动机构释放对弹簧片触点的压力，使得桥搭式采样开关7内部触点导通，发出导通电信号即报警信号，桥搭式采样开关7就会发出报警信号给PLC处理器G。这种桥搭式采样开关7内部触头的动作，只在特制断路器l故障跳闸时动作，在普通分闸操作时不动作，所以能够判断是否是现场故障引起的跳闸动作。桥搭式采样开关7发出报警信号之后，需要通过复位开关复位，可以进入下次故障的监测。本发明通过监视本地断路器l的状态来实现现场故障的监测。
当PLC处理器G采集到水质参数、企业偷排和现场故障信息之后，处理之后通过无线通信模块由GPRS模块H传送给监测中心I，由监测中心I对数据分析和处理，并发出控制指令对现场监测仪进行管理和控制，以及对企业偷排、现场故障通知警告。