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本期摘要

目前受安裝條件的限制，管網水質在線儀表大多都固定安裝于二次供水泵房，無法監測到主管網水質，監測不全面，代表性不強；同時在供水管道遷改和搶修施工過程中難以實時全面掌握受影響區域的水質波動情況。文章設計了一套集水樣采集、UPS供電、水質儀表為一體的Modbus TCP的臨時水質在線監測系統，該系統各環節設計自成一體，可分開可聯用，安裝簡單，移動方便，可臨時安裝于供水主管道、消防栓、二次供水泵房等，有針對性實時監測多種場景下管網的水質變化情況，有效保障管網水質安全。

【引文格式】

朱禮鑫, 張士濤, 何苗, 等. 基于Modbus TCP的臨時水質在線監測系統于供水管網上的應用[J]. 凈水技術, 2024, 43(8):167-174.

ZHU L X, ZHANG S T, HE M, et al. Application of temporary water quality online monitoring system based on Modbus TCP in water supply network [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(8):167-174.

研究背景

供水管道施工現場通常采用安排專人對水質風險點進行人工監測，以保障施工過程中水質安全 。然而人工監測不能實現對水質的連續監控，且無法及時發現水質的異常變化，此外施工現場的復雜取水環境與簡陋的設施，也會對水質檢測人員的安全帶來潛在的威脅。針對上述存在的弊端，通過將自動取電系統、水樣采集系統、水質在線儀表組合設計，并運用Modbus TCP傳輸技術，可以更加靈活、準確地實時監控供水施工現場水質情況。

H 市供水公司設計基于 Modbus TCP 的臨時水質在線監測系統，研制臨時在線監測車，針對供水管路施工影響范圍內水質的持續性監測難、用電需求復雜多變等特點，實現了對供水管網施工對水質全面監測并創新性地應用于供水管網下的多種水質監測場景。該系統具有通信穩定、部署靈活、簡單易用、監測準確等特點。

基于 Modbus TC P 的臨時水質在線監測系統由電力單元、數據傳輸單元、在線檢測單元以及采樣單元組成，系統總體結構 “ 如圖 1 所示 ” 。

圖1：臨時監測系統總體結構

其中，電力單元、采樣單元單獨設計，電力單元由太陽能和電池組組合供電，在小區或二次供水泵房能夠直接取電時可不用配置電力單元，在主管網上、野外應用時，電力單元可采用“一用一備”配制，采樣單元亦是如此，根據不同場景選擇合適的采樣接口或采樣裝置。

通過采樣單元將在線檢測單元安裝在供水管路施工現場或者影響范圍內水質風險點，運行在線檢測單元中渾濁度、余氯傳感器監測供水管網的水質，并將監測的水質數據直接通過數據傳輸單元上傳到網關；網關將接收到的各在線檢測單元的數據上傳到數據庫和監控計算機。

結論

面對供水管網復雜內環境、施工頻繁等影響水質管控的多種因素，提出了基于Modbus TCP的臨時在線監測系統，并打造多臺臨時水質在線監測車，改變管網水質在線儀表固定安裝模式，突破傳統水質監測范圍的局限，實現在不同場景下的應用。

（1）應用于供水管網余氯衰減試驗，能夠連續監測供水管網中余氯變化，并為供水管網水質安全保障提供了科學依據，為搭建基于供水管網下余氯衰減模型提供數據支撐與試驗論證。

（2）應用于供水管網勾點工程下水質監測試驗，配合供水調度，在停、送水期間采用“緩開閥，緊排氣”，通過可視化水質平臺，時刻關注高風險管段水質，避免因壓力波動較大對供水管網內壁的沖擊而引發水質投訴。

（3）應用于小區管網沖洗水質監測試驗，面對用戶對水質的需求，既能掌握管網沖洗全過程水質變化，對沖洗水量精細化把控，又可直觀評價沖洗效果，從而進一步降低老舊管網的水頭損耗，改善用戶末梢水水質情況。

更詳細的分析及試驗過程可詳見本文全文，可掃文末二維碼查看。

以上內容節選自《凈水技術》2024年第八期“供排水監測設施運行管理與業務實踐”專欄文章《基于Modbus TCP的臨時水質在線監測系統于供水管網上的應用》，微信對原文有所修改，歡迎廣大作者引用此文。

本文作者：朱禮鑫，張士濤，何苗，湯峰，王海虹。

作者單位：國家城市供水水質監測網合肥監測站，合肥供水集團有限公司。

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專刊介紹

2024年是國家城市供水水質監測網和國家城市排水監測網（以下簡稱“國家網”）成立30周年。為了深入總結國家網三十年的輝煌成就，展示城市供排水監測技術的最新科研進展與創新成果，推動行業的技術交流與學術研討，住房城鄉建設部飲用水安全保障工程技術創新中心聯合中國科技核心期刊《凈水技術》，開展了國家城市供排水監測網成立三十周年科技創新論文征稿活動，以專刊形式集中展示我國供排水水質監測工作的標準創新、科技創新、方法創新、管理創新等方面的探索和進展。目前專刊共收錄了8篇監測網資深前輩和專家寄語、24篇原創論文，已于8月25日《凈水技術》第八期正式刊出，本專刊詳細內容也將陸續在“凈水技術”微信訂閱號進行報道，歡迎關注，也歡迎各相關單位征訂、收藏。最后，感謝所有為本次專刊付出的審稿專家、供稿單位、投稿作者、編輯和工作人員。

來源：中國科技核心期刊《凈水技術》2024年第八期，本篇內容在原文基礎上有刪減，僅供分享交流不作商業用途，版權歸原作者和原作者出處。

排版：《凈水技術》編輯 李濱妤

審核：《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼

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