CJ∕T 252-2007 城镇排水自动监测系统技术要求

中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T252—200720074673城镇排水自动监测系统技术要求2007-01-29发布中华人民共和国建设部发布I本标准由中华人民共和国建设部标准定额研究所提出并归口。本标准由北京市市政工程管理处负责起草。本标准为首次发布。1城镇排水自动监测系统技术要求1范围本标准规定了城镇排水自动监测系统的构成及功能、现场监测站设备及在线监测仪器配置、设备的技术要求、运行管理的技术要求与监测数据的质量保证。本标准适用于城镇排水设施和污水处理厂的自动化在线监测。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB6920水质pH值的测定玻璃电极法GB7478水质铵的测定蒸馏和滴定法GB7479水质铵的测定纳氏试剂比色法GB8566信息技术软件生存周期过程GB11893水质总磷的测定钼酸铵分光光度法GB11894水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法GB11914水质化学需氧量的测定重铬酸盐法GB13000.1信息技术通用多八位编码字符集(UCS)第一部分：体系结构与基本多文种平面CJ/T3008.5城市排水流量堰槽测量标准三角形剖面堰HJ/T15超声波明渠污水流量计HJ/T96pH水质自动分析仪技术要求HJ/T101氨氮水质自动分析仪技术要求HJ/T102总氮水质自动分析仪技术要求HJ/T103总磷水质自动分析仪技术要求HJ/T191紫外(UV)吸收水质自动在线监测技术要求3.1术语数据采集远程通讯设备thedataacquisition&telecommunicationequipment定时通讯方式timingcommunicationmode由监控中心的数据采集计算机采用固定时间方式发出数据采集命令，由现场数据采集远程通讯设随机通讯方式randomcommunicationmode由监控中心的数据采集计算机采用随机方式发出数据采集命令，由现场数据采集远程通讯设备响2直接通讯方式directcommunicationmode便携式计算机通过电缆线直接连接现场数据采集远程通讯设备上的通讯口(RS232或USB),采集数据和设定修改现场数据采集远程通讯设备中各种运行参数的通讯方式。实时通讯方式real-timecommunicationmode由数据采集计算机发出数据采集命令，在一定时间间隔内连续不断地通过现场数据采集远程通讯设备采集数据的方式；或由数据采集远程通讯设备在一定时间间隔内主动向数据采集计算机(服务器)上传数据的方式。短信息方式SMSmode数据采集远程通讯设备主动向设在监控中心的数据采集计算机和有关人员的移动电话上发送水质超标、可燃、有害气体含量超标和在线监测仪器故障等信息的短信息方式。远程参数设定remoteparameterupdate由数据采集计算机，通过有线或无线网络发出设定或修改参数命令，数据采集远程通讯设备接收，以设定或修改运行参数。远程控制remotecontrol设在监控中心的数据采集计算机，通过有线或无线网络发出命令，由现场数据采集远程通讯设备接收，并通过电气设备控制在线监测仪和其他设备的操作。现场监测点on-sitemonitoringpoint在排水设施的进出口及污水处理厂进水出水，安装在线监测仪器和数据采集远程通讯设备的地点。在线监测仪器onlinemonitor在现场监测点对被监测对象的各种参数进行连续测量，并能将测量数据连续输出的仪器。集单独样品或复合样品的水样采集装置。排水的水质、水量或排水中产生的气体能够影响到城镇排水设施、城镇污水处理厂的正常运行；或威胁到城镇排水系统养护维修人员的人身安全，必须进行定期或跟踪监测的排水户。现场监测站on-sitemonitoringstation在现场监测点，安装数据采集远程通讯设备、在线监测仪器及其他附属设备的设施。3.2代号3.2.1GSM(GlobalSystemForMobileCommunication)——全球移动通讯系统。3.2.2GPRS(GeneralPacketRadioService)——通用分组无线业务。3.2.3CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)——码分多址无线通讯技术。3.2.4PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork)--公共电话网。33.2.5DDN(DigitalDataNetwork)——数字数据通信网络。3.2.6ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)——非对称数字用户线路。3.2.7CDPD(CellularDigitalPacketData)——蜂窝状数字式分组数据交换网。4构成及功能4.1城镇排水自动监测系统应由信息中心、监控中心、监控分中心、通讯网络、现场监测站(包括数据采集远程通讯设备、在线监测仪器等)组成，见附录A。4.2信息中心应由服务器、计算机局域网及相应设备组成。信息中心应具有以下职能。4.2.1通过局域网或宽带网从监控中心接受原始数据和各种数据报表、图表，加以存贮、归档。4.2.2将数据进行分类处理，形成适用的报表、图表(包括自制Web网页，自动数据更新),通过局域网提供给相关部门使用。4.2.3形成排水情况分析报告。4.2.4整理和编辑可公布的有关数据，制作面向公众的Web网页。4.3监控中心是城镇排水自动监测系统的管理控制中心，由数据采集计算机、数据服务器及局域网络和相应设备组成。监控中心应具有以下职能。4.3.2向现场监测站点发送控制命令，设置和修改数据采集远程通讯设备的运行参数，并通过数据采集远程通讯设备控制在线监测仪器的工作状态。4.3.3将收集到的各种数据进行处理，形成各种分析报表，趋势图表。收集数据采集远程通讯设备发4.3.4收集现场监测点在线设备故障短信息，形成在线设备故障短信息报表，供维护部门及时处理和修复有故障的设备。4.3.5向信息中心提供各种城镇排水自动监测系统的原始在线监测数据，各种分析报表和图表。4.4在监控中心不能满足需求时可建立监控分中心，负责管理辖区内相应的排水自动监测系统。监控分中心的设备构成和管理职能可参照监控中心制定。4.5.2在国家公用网不能满足需要时，可以建立专用网。不同网络的数据应在监控中心数据服务器中实现数据格式的统一和兼容。4.5.3城镇排水自动监测系统的网络拓扑结构宜为星形。4.5.4星型网络内的通信方式宜采用以下几种通信方式中的一种或几种的组合：4.5.5通信宜采用主、从方式以保证通信的可靠性。4.6现场监测站4.6.1数据采集远程通讯设备数据采集远程通讯设备是城镇排水自动监测系统中的关键设备，它安装在现场监测站内，应具备以下功能。实时采集在线监测仪器的输出数据。有参数远程设定和修改功能：a)现场和远程设定和修改运行时间的功能；b)现场和远程设定和修改监测参数报警值上、下限的功能；4c)远程设定短信息报警中文地址、短信息服务中心号码、短信息报警手机号码和短信息报警手机个数、允许或禁止短信息报警的功能；d)远程控制现场在线监测仪器动作的功能；e)参数的查询功能。当监测参数超标时，控制采样仪采集超标水样。应具有多种远程通讯方式：a)定时通讯方式；b)随机通讯方式；c)实时通讯方式；d)直接通讯方式；e)短信息发送方式。具有数据打包功能。自检和故障自恢复功能。可以方便地扩展连接卫星通讯设备。0实时监视在线监测仪器的工作状态，当其出现故障时，重启。重启失效后，采用短信息形式向有关部门和个人报告出现故障的设备号，以便及时维修。1当水质、气体参数超标时，应及时发送参数超标短信息，通知监控中心数据采集计算机和有关人员。4.6.2在线监测仪器在现场监测点对被监测对象的各种参数进行连续测量，并能将测量数据连续输出的仪器，包括污水流量计、自动水样采集器、pH水质自动分析仪、CODcr水质在线自动监测仪、紫外(UV)吸收水质自动监测仪、氨氮水质自动分析仪、总磷水质自动分析仪、总氮水质自动分析仪、可燃气体、有害气体监测仪等。污水流量计污水流量计由传感器和变送器组成，有以下四种测量方式：a)明渠流量计超声波式(标准化排放口);b)明渠面积速度式(普通排放口);c)管道超声波式(封闭型管道排放口);d)电磁流量计(封闭型管道排放口)。自动水样采集器基本功能：可智能化编制采样程序，实现各种等比例采样；可接受外信号触发采样。应提供流量信号输入接口；应提供外接触发信号输人接口。可按检测要求提供样品冷藏功能。pH水质自动分析仪采用玻璃电极法。测试数据以标准电流信号或数字信号输出，变送器应具有故障报警输出(常开触点)和测量值超限报警输出。CODcr水质在线自动监测仪采用重铬酸钾比色法。测试数据应以标准电流信号或数字信号输出，应具备设备故障报警输出(常诊断功能。紫外(UV)吸收水质自动监测仪(简称UV仪)在水质监测中光吸收系数与化学耗氧量具有相关性时，可将UV仪的光吸收系数折算成化学耗氧量。测试数据应以标准电流信号或数字信号输出，应具备设备故障报警输出(常开触点)、超标报警输5氨氮水质自动分析仪采用电极法或比色法。测试数据应以标准电流信号或数字信号输出，应具备设备故障报警输出(常总磷水质自动分析仪采用热化学消解分光光度法。测试数据应以标准电流信号或数字信号输出，应具备设备故障报警输出(常开触点)、超标报警输出、测量值超极限报警输出、自动零位校正、连续测试功能和定时测试功总氮水质自动分析仪采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。测试数据应以标准电流信号或数字信号输出，应具备设采用电化学传感器法。仪器由传感器室、机箱、气泵和端子板构成。测试数据应以标准电流信号或5现场监测站设备及在线监测仪器配置5.1根据监测现场不同的条件和特点，现场监测站可分为城镇排水管网系统的重点部位现场监测站、污水泵站现场监测站、污水处理厂进(出)口现场监测站和重点排水户的现场监测站四种类型。5.2四种类型的现场监测站仪器配置要求见表1。表1各类现场监测站仪器配置现场监测站类型城镇排水管网系统的重点部位现场监测站污水泵站现场监测站污水处理厂进(出)口现场监测站重点排水户的现场监测站所配自动监测仪器1)污水流量计2)pH水质自动分析仪3)CODcr水质在线自动监测仪或UV仪4)氨氮水质自动分析仪5)总磷水质自动分析仪6)总氮水质自动分析仪7)可燃气体、有害气体监测仪8)数据采集远程通讯设备1)污水流量计析仪3)CODcr水质在线自动监测仪或UV仪4)可燃气体、有害气体监测仪5)水样自动采集器6)数据采集远程通讯设备1)污水流量计2)pH水质自动分析仪3)CODcr水质在线自动监测仪或UV仪4)氨氮水质自动分析仪5)总磷水质自动分析仪6)总氮水质自动分析仪7)数据采集远程通讯设备1)污水流量计2)pH水质自动分析仪3)CODcr水质在线自动监测仪或UV仪4)氨氮水质自动分析仪5)总磷水质自动分析仪6)总氮水质自动分析仪7)可燃气体、有害气体监测仪8)数据采集远程通讯设备注1:各类现场监测站仪器配置为推荐配置；注2:重点排水户应根据其排水的特殊性，选择相对应的在线监测仪器。6设备的技术要求6.1有线通讯设备6.1.1专线通讯方式技术指标a)下行速率应大于8Mbps;b)上行速率应大于640kbps。66.1.2有线调制解调器技术指标6.3计算机配置6.3.1数据服务器g)彩色显示器。6.3.3打印机：信息中心、监控中心应配6.3.4UPS设备g)谐波失真：≤3%;6.4数据采集远程通讯设备a)通讯方式采用有线方式或无线通讯方式；b)对数据输入必须具有串行数字输人或并行数字输入和4mA～20mA标准模拟信号输入的接c)对于不允许有累计误差的采集数据应采用数字信号接口传输；7d)具有至少8路4mA～20mA标准信号输入接口，输入误差不大于0.1%;e)应能交直流两用；f)工作温度：-20℃~+55℃;g)相对湿度：45%～85%。6.5在线监测仪器6.5.1明渠流量计(超声波水位):仪器的选用应符合HJ/T15标准的技术要求。传感器b)误差不大于0.5%;c)环境温度：-25℃~+70℃;d)稳定性：12个月内漂移不大于1%;e)重复性：≤0.5%;变送器a)内置标准转换算法；c)显示精度：测量值的0.5%;d)测量误差：平静水面最大量程的0.2%;h)环境温度：-10℃~+50℃;6.5.2明渠面积速度型流量计传感器a)插入式测量；c)测量精度：≤1%;d)工作温度：0℃~70℃;e)稳定性：12个月漂移不大于1%;f)重复性：<2%。变送器a)现场显示瞬时流量和累计流量；b)测量精度：<2%;c)重复性：<1%;d)输出信号：4mA～20mA(光电隔离);e)具有累计输出；g)环境温度：-10℃~+50℃;6.5.3电磁流量计传感器8c)工作温度：0℃~120℃。转换器a)现场数字显示瞬时流量和累计流量；b)测量精度：<1%;c)重复性：<0.5%;d)输出信号：4mA～20mA(光电隔离);e)具有累计流量输出；g)环境温度：-10℃~+50℃;6.5.4管道式超声波流量计传感器a)测量范围：0.3m/s～10m/s(多普勒法),0.15m/s～10m/s(时差法);b)温度范围：-10℃~+50℃;c)相对湿度：≤95%;转换器a)现场数字显示瞬时流量和累计流量；b)测量精度：<1%;c)重复性：<0.5%;h)绝缘强度：电源输入点与机壳间应能承受50Hz、AC1500V电压。6.5.5下水道流槽与计量堰槽流槽的内表面应平整光滑，计量堰槽制作(巴氏计量槽)精度应符合CJ/T3008.5的要求(文中L为水槽喉道的长度):a)喉道长度的误差不应大于±0.1%L;b)喉道表面各点误差不应大于±0.1%L;c)喉道底面纵向和横向基线的平均坡度误差不应大于±0.1%;d)喉道斜面坡度误差不应大于±0.1%;e)喉道底宽及两侧墙之间的宽度误差不应大于±0.2%L,最大误差±0.005m;f)进口段水平面各点的误差不应大于士0.1%L;g)出口段水平面各点的误差不应大于±0.3%L;h)其他竖直面、水平面、倾斜面和曲面的误差不应大于±1%L;i)行近渠道底部平面误差不应大于士1%L;j)上游行近段水流平稳，长度不小于槽宽的10倍。9e)工作温度：-10℃~+60℃;g)采样重复性：±5mL,或一次调整平均容积的±5%;h)应具备采样管空气反吹及采样前预置换功能；i)应具备泵管更换指示报警功能；j)程序存储器：非易失ROM;1)外接流量信号要求：DC5V～15V脉冲或25ms继电器触点闭合；m)软件采样频率选择：1min～99h59min,增量为1min;n)具有以非均匀时间间隔采样功能，以min为单位；q)具有样品冷藏功能。6.5.7CODα水质在线自动监测仪b)分辨率：<1mg/L;d)重复性：≤10%;f)量程漂移：≤10%;g)平均无故障连续运行时间：≥360h/次；h)测量误差：≤10%FS(邻苯二甲酸氢钾实验);j)相对于电压波动的稳定性：≤±10%;k)相对误差绝对值的平均值：≤15%;1)绝缘阻抗：>20MΩ;n)自动校准或零点校准：每天一次。6.5.8紫外(UV)吸收水质自动监测仪(简称UV仪)仪器的选择应符合HJ/T191标准的技术要求：a)重复性：量程的±2%以内；b)零点飘移：量程的±2%以内；d)量程漂移：量程的±2%以内；e)直线性：量程的±5%以内；f)平均无故障连续运行时间：≥720h/次；g)电源电压波动时的稳定性：量程的士2%以内；6.5.9pH水质自动分析仪仪器的选用应符合HJ/T96标准的技术要求：b)测量最小范围：pH2.0～pH12.0(0℃~0℃);h)平均无故障连续运行时间：≥720h/次；i)电压稳定性：指示值的变动在士0.1pH以内；6.5.10总磷水质自动分析仪仪器的选用应符合HJ/T103的技术要求：a)最小测量范围：0mg/L～50mg/L;b)直线性：±10%;c)平均无故障连续运行时间：≥720h/次；d)重复性：≤10%;e)零点漂移：≤5%;f)量程漂移：≤10%:g)实际水样对比试验：≤10%:h)电压稳定性：指示值的变动在士10%以内；j)输出信号：4mA～20mA;RS232。6.5.11氨氮水质自动分析仪仪器的选用应符合HJ/T101标准的技术要求：电极法b)温度补偿精度：±0.1mg/L以内；c)响应时间：<5min;d)平均无故障连续运行时间：≥720h/次；e)重复性：≤5%:f)零点漂移：≤5%;g)量程漂移：≤5%:h)实际水样对比试验：≤10%;i)温度补偿精度：±0.1mg/L以内；光度法a)测量最小范围：0.05mg/L～50mg/L;b)直线性：±10%;c)平均无故障连续运行时间：≥720h/次；d)重复性：≤10%;e)零点漂移：≤±10%;f)量程漂移：≤10%;g)实际水样对比试验：≤10%;6.5.12总氮水质自动分析仪仪器的选用应符合HJ/T102标准的技术要求：a)测量最小范围：0mg/L～100mg/L;b)反应时间：<30min;c)重复性：≤10%;d)零点漂移：≤±5%;e)量程漂移：≤10%;f)电压稳定性：指示值的变化在±10%以内；g)直线性：±10%;i)实际水样对比试验：≤10%;a)量程：硫化氢0mg/m³~150mg/m³;氨气0mg/m³~100mg/m³;氧气0%～30%;可燃气体LEL0%～100%(或百分浓度0%～100%)。视需要，可增加监测其他有毒有害气体；b)工作温度：-10℃~+55℃;c)相对湿度：0%～99%;d)密封等级：IP65(带防火帽);f)工作电流：带继电器100mA,不带继电器50mA;6.6.1系统软件操作系统应选择实时、多任务、多用户的中文操作系统。6.6.2应用软件应具有以下功能：a)开发工具应采用VC++.NET、VB.NET;c)接收和发送短信息功能；d)对现场监测点的数据采集远程通讯设备查询和设定参数和遥控功能；e)与其他通讯设备(有线、无线)的双向通讯功能；h)手工录入数据的功能；i)对SQLSERVER2000或ORACLE9I数据库操作的功能；j)人机界面友好，操作简单易学；k)运行安全可靠；6.6.3应用软件的命令格式和数据格式应用软件的命令格式应简单明确，数据格式的内容应清楚直观，见附录B。应用软件开发应遵守GB8566标准的要求。应用软件的设计必须遵守国家相关的设计标准和技术规范。监控中心选用的系统软件必须是正版软件。在监控中心局域网人口处必须加装硬件防火墙，在操作系统中配置软件防火墙。通过网络进行数据传输时应具有数据传输正确性校验，软件运行异常处理，数据加密和解密处理。远程通讯设备应选用符合标准的设备。7运行管理的技术要求与监测数据的质量保证7.1城镇排水自动监测系统应配备专职的经过技术培训合格的人员进行系统的管理与维护。7.2现场监测站属于无人值守工作站，但应定期巡视。根据监测站点的工作环境确定巡视周期：巡视周期不宜大于7d,最长不应超过15d。7.3系统的维护管理人员在接到系统发出的故障报警信息后，应及时赶到故障现场排除故障。对排除7.4现场监测站内的电器设备应每半年检测一次绝缘电阻和接地电阻(多雨潮湿的地区应每季度检测一次绝缘电阻和接地电阻)。7.5在线自动监测仪器应按规定进行检定。7.6在线自动监测仪器应该定期进行实验室比对。实验室对比实验所用的监测分析方法应符合表2对比实验方法123氨氮4总磷5总氮在线监在线监测仪器在线监测仪器在线监测仪器现场其他站点现场其他站点现场其他站点(资料性附录)监控中心无线公共网(资料性附录)应用软件的命令格式和数据格式B.1计算机的命令格式$t0××××&注：$为命令前导符(以下所有的命令均相同)。小写字母t为定时采样命令符，0为保留字符，××××为月和日的4个十进制码，&为命令结束符(以下所有的命令相同)。$10××××&注：1为随机采样命令符，0为保留字符，X×X×为月和日的4个十进制码。B.1.2参数设置和修改命令格式$m0××××××××××××&注：m0为参数设置和修改命令符，前4个X为顺序号，接下的4个×为年的十进制码余下的4个×为月和日的十进制码.$ml××××&注：ml为参数设置和修改命令符，4个×为时和分的十进制$m2×××X.×&B.1.2.4设置和修改参数氨氮上限的命令格式$m3××××.×&B.1.2.5设置和修改参数总磷上限的命令格式$m4××××.×&$m5××××.×&$b×××××.×&下限报警值设置和修改的命