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都市パイプライン流量・水質監視システム計画
雨水・下水道管路、放流口、開渠および河川の運転特性を把握するためには、液面高度、流量、水質など多様な基本的な運転パラメーターを測定し、連続的な液面高度、流量および水質データを取得した上で、その変化法則を理解することが必要です。さらに、これらの基本データを瞬時分析し、統計計算およびモデルシミュレーションを行うことで、システム全体の診断と評価が可能となり、さまざまな研究活動の展開に向けた確固としたデータ基盤を築くことができます。
排水管路および施設のオンライン監視システムは、実情に応じて拡充されるべきであり、これにより、都市型排水管路・施設の設計最適化、プロセス制御、運営配車などの技術的要件を達成し、都市型排水管路・施設の運用管理に役立つ、効果的でタイムリーなデータサポートを提供することができます。
デザイン原則：
①オンライン監視装置には、液面計、流量計、水質分析器、その他の監視計測機器が含まれるべきである。
② 国が定める機密管理体制の要件に従い、排水管路および施設の監視データを収集し、伝送し、使用し、更新することにより、データの紛失や不正利用を防ぎ、データの安全性を確保する。
③ 設計段階において、設備設置の実施条件を考慮し、監視設備の選定と設置は排水施設の実際の運転状況に適応させる必要があります。また、監視設備の試験、校正、点検およびメンテナンスを強化し、設備の正常な稼働を確保してください。
④ 現場スタッフに対して適切な研修を実施し、監視体制や監視目標を理解するとともに、監視ポイントや監視内容に精通し、設備の設置および運用・保守に関する技術的要件に習熟していることを確認してください。また、安全第一、予防最優先の原則を徹底し、スタッフの健康と安全を確保する必要があります。
⑤ 排水管路網および施設監視システムの長期的な運用・保守保証メカニズムを確立し、監視機器とデータ管理プラットフォームの長期的な効果を確保する。
システム構成：
このシステムは、最新のセンサー技術、モノのインターネット技術、移動通信技術、データウェアハウス技術、および自動化制御など、先進的な技術を統合し、排水管路の水文・水質情報の自動収集、オンラインでの動的監視、リアルタイムの監視管理、補助的な意思決定、緊急対応管理を実現しています。
排水パイプラインの流量および水質監視システムは、以下の主要な部分から構成されています：
1、流量センサー、水質センサー；
2. パイプラインデータ収集ホスト：長期間の電力供給を提供し、センサーの電力管理を実施して低消費電力での監視運用を実現します。同時に、デバイスには内蔵の4G通信モジュールが搭載されており、産業用バスからイーサネットへのデータ変換と送信を可能にします。
3. 情報管理プラットフォーム：プロジェクト現場の管理を提供し、監視データの受信、保存および表示、統計分析、各種業務アプリケーションのダウンロードと拡張を行います。
4、設置用アクセサリー：機器設置用の特殊ブラケット、フローカード、およびサポート用試運転工具など
サイト設置図：
監視ステーションの建設プロセスフローチャート：
交通監視の要件は以下のとおりです：
モノのインターネット監視機器の収集頻度とアップロード頻度はカスタマイズ可能です。本プロジェクトでは、収集頻度とアップロード頻度ともに4時間ごととなっています。
施設の展開要件：
1. 市の排水部門は、オンライン監視機器の設置地点を統一的に計画・配置し、収集された排水管路の運転データが、排水施設の運転状態分析および管理のニーズを満たすようにするべきである。
2. 設置前に、オンライン監視計器が設備設置条件に適合していることを確認するため、現場環境を確認する必要があります。
3. 設置前に計器の名称、モデル、仕様、外観を確認し、関連する付属品や技術文書を十分にご確認ください。
4. 建設時の安全技術対策は、現在の業界の安全生産規格に準じるものとし、複雑な計器を設置する際には、施工手順書を作成して建設現場の安全を確保しなければならない。
5. 計器は、機械振動、強力な電磁場、中程度の腐食、および高温を避けて設置する必要があります。
6. 設置中は、計器を叩いたり振動させたりしてはならず、設置後はパイプラインや他の機械からの外部の力を一切受けずに、しっかりと垂直に取り付けなければならない。
7、オンライン監視計器の設置に使用する留め具は、アンカーボルトを除き、ステンレス製品とする。
8. 設置プロセスは、道路を破壊したり、流れを妨げたり、井戸に落ち込ませてはならず、また、監視機器は設置が簡単で、適切に配置されるべきです。
主な機器の選定、パラメーター：
COD水質センサー：光学式測定法、試薬不要、無公害。深紫外線ビームは、伝送過程で水中に溶け込んだ有機物に吸収され、その吸収度は有機物濃度に比例します。そのため、深紫外線ビームの吸光度を測定することで、試料中の有機汚染物質の含有量を評価できます。
1. CODの測定範囲：0～600mg/L 相当 KHP
2. CODの精度：±5% F.S
3. COD分解能：0.1mg/L
4. TOC範囲：0～240mg/L 相当 KHP
5. TOCの精度：±5% F.S
6. TOC分解能：0.1mg/L
7. 浊度範囲：0～300 NTU
8. 浊度精度：±5% F.S
9. 浊度分解能：0.1 NTU
10、動作温度：5～40℃
11、最大深度：水面下10メートル
12、デジタルインターフェース：MODBUS/RS485
13、シミュレートされたインターフェース：4～20mA
14、電源：12～24VDC
15、消費電力：通常電力：<0.5W
16、キャリブレーション：単点／2点／3点キャリブレーション
17、保護レベル：IP68
18、設置方法：流通プール設置、浸漬設置、3/4″NPTねじ
19、サイズ；Φ34×232mm
20、素材：316ステンレス鋼
レーダー水位計：このレーダーはFMCWモードを採用し、非接触型の設置設計で、サイズが小さく精巧、構造がコンパクト、精度が高く、消費電力が低く、耐干渉性に優れています。湖や河川の水位監視、山岳洪水警報、貯水池、下水道管路などに適しています。
1. 発信周波数：76GHz～81GHz
2. 解像度：1mm
3. 測定範囲：0.15～40m
4. 測定精度：±5mm
5、ビーム角度：水平6°／垂直6°
6. 動作電圧：9～24V
7. 通信方式：RS485
8. 動作温度 -40～85℃
9. 動作電流：20mA@12V
10、起動時間：100ms
12、保護レベル：IP68
13. 寸法（直径×高さ）：66x96mm
超音波レーダー流量計：この製品は、レーダー流量測定と超音波流量測定の利点を統合しています。配管内が満たされていない場合は、レーダーを使用して流量および水位を監視します。配管内が満たされている場合は、圧力式水位計で水位を測定し、同時に超音波で流量を測定することで、フルパイプおよびノンフルパイプのあらゆる場面での流量測定を実現します。
1. 電源電圧：DC12V/24V
2. 動作電流：500mA DC12V
3. 動作温度：-20℃～75℃
4. 寸法：207.0×108.6×109.5(mm)
5. 通信インターフェース：RS485
6. 保護レベル：IP68
7. レーダー流速測定周波数帯：60GHz
8、レーダービーム角度：16°×20°
9. レーダー速度測定範囲：0.1～20m/s
10、レーダー速度精度：0.01m/s
11、レーダー測距範囲：0.1～50m
12. レーダー測距精度：±2mm
13、レーダーの距離分解能：1mm
14、超音波速度測定範囲：0.021～6m/s
15. 超音波速度測定精度：±1.0%FS ±1cm/s
16、超音波水位測定範囲：0.03～5m
通信電源ユニット：RTU、表示装置、キャビネット、通信機能、電源システムを統合した設計で、データ収集、保存、電力供給、表示、送信、警報などの包括的な機能を実現します。産業用グレードの設計：広範な温度設計により、高温・低温環境にも耐えられ、強力な電磁干渉にも対応可能で、さまざまな過酷な現場環境に適しています。
1. 通信方式：4Gフルネットワーク；
2. 内蔵バッテリー：超大容量152Ah
3. マルチセンター報告：最大4つのデータセンターまで、マルチデータセンターおよびプライマリ/スタンバイデータセンターの報告機能をサポートします。
4. 表示：圧力、流量、水位およびその他の監視データを表示するため、ローカルのLCD画面をサポートします
5. 出力電源：制御可能な12V@100mAの出力電源を提供します
6. 485 インターフェース：RS485 インターフェース 1 組、内蔵 15kV ESD 保護
7、アナログインターフェース：2チャンネルのアナログ入力インターフェース（16ビットAD、4～20mA電流信号入力をサポート、オプションで0～5V電圧信号入力可能）
8、スイッチング量インターフェース：2チャンネルのスイッチング量入力インターフェース（光アイソレーション）
ロジック0：ウェットノードは0～3VDC、またはドライノードが導通状態
ロジック1：ウェットノード 5～30VDC、またはドライノードがオープン
9. 第2制御出力電源（定格出力12V/1A、内蔵過電流保護機能付）12V/100mA
10、消費電力：動作時 <60mA@DC7.2V（平均電流）；待機時 ≤40uA@DC7.2V
11、ケース保護レベル：ABS+PC、IP68
12、動作温度：-40～80℃（-31～167℉）
13、保管温度：-40～85℃（-40～185℉）
14、スクリーンの動作温度：-20～70℃（-4～158℉）
15、スクリーンの保管温度：-30～80ºC（-22～176℉）
16. 相対湿度：95％（結露なし）
圧力水位計：当該機器は、液体の水位圧力信号を対応するデジタル信号に変換する海外輸入のセンサー素子を採用しており、さらにデジタル回路で処理して、4～20mAやRS485などの標準信号を出力します。この製品は、コンパクトな構造、堅牢性、耐腐食性、過負荷保護機能、および使い勝手の良さが特長です。
1. 測定範囲：0m～10m～30m～100m（オプション）
2. 圧力の種類：ゲージ圧または絶対圧
3. 精度：±0.2%FS
4. 水位変化の速度に適応：≦40cm/分
5、応答頻度：デジタル信号出力 ≤ 5Hz
6. 中温：-35～85℃（常温タイプ）
7. 動作電圧：10～36V DC 標準DC12V
8. 出力信号：RS485
9. 保護レベル：IP68
10. シェル：ステンレス鋼 1Cr18Ni9Ti
懸濁物センサー：水中の懸濁物質の含有量は、水質汚染の程度を測定する指標の一つです。この装置は光学測定方式を採用しており、化学試薬を必要としません。また、内蔵型温度トランスデューサーを搭載し、自動温度補償機能を備えています。変調された光信号を使用することで、可視光による干渉を低減しています。そのため、水処理、養殖業、環境モニタリングなど、さまざまな産業で広く活用可能です。
1. 電源：DC12V
2. 消費電力：＜0.5W
3. 通信インターフェース：RS485；標準ModBus-RTUプロトコル；
4. 測定原理：光散乱法
5、測定範囲：0～3000mg/L；0～1000mg/L；0～200mg/L
6. 測定誤差：±8％ F.S.（水体の均一性によります）
7. 測定分解能：0.1mg/L
8. 応答時間：≦30秒
9. 機器の使用条件：5～40℃
10、防水等級：IP68
11、耐圧性：水中5メートル
12、ケース素材：耐腐食性プラスチック、ステンレス鋼
統合型マンホール監視端末：このデバイスは、4G/NB-IoT無線通信モジュール、大容量リチウム電池、およびデータ収集・保存機能を統合しています。IP68の保護等級を備えており、都市下水道井戸や排水井戸、河川、さらには水利・水文工学分野における貯水池などのオンラインネットワーク監視アプリケーションで広く使用されています。
1. 通信方式：4Gフルネットワーク；
2、内蔵バッテリー：超大容量152Ah 7.2V（非充電式）、72Ah 充電式 8.4V、36Ah 充電式 8.4V をサポート
3. マルチデータセンター、プライマリ/スタンバイデータセンターのレポート機能をサポート。最大4センターまで対応可能
4. 485インターフェース：RS485インターフェース4系統搭載、内蔵15kV ESD保護
5. 2方向制御出力電源（定格電力12V/1A、内蔵過電流保護機能付）
6．内蔵メタンガス検出センサー
7、そして内側と外側の双方向温度・湿度センサー
8、消費電力：動作時 <60mA@DC7.2V（平均電流）；スリープ時 ≤40uA@DC7.2V
9. 自動追加レポート設定をサポートします。（設定値を超えた場合、収集密度を自動的に調整します）
10、追加の報告モードを削除します。（安全値以下の場合、収集密度は自動的に復元されます）
11、リモートアップグレード、サーバー経由で遠隔からアップグレード可能
12、ローカルシリアルポートの設定とBluetoothの設定。
13、リモート設定。リモートサービスを通じて設定パラメーターを設定できます。
14、ケース保護レベル：ABS+PC、IP68
15、動作温度：-40～60ºC（充電不可）、-20～60ºC（充電可）
16、保管温度：-40～85℃（-40～185℉）
17 相対湿度：95％（結露なし）
設備の施工と設置：
1. 実施前の準備段階
プロジェクトの実施前に、建設手順を関係部署に報告してください。現場の施工条件に応じて現場施工計画を策定し、施工図面に基づいて外部委託施工チームと設計説明を実施します。また、施工スケジュールを調整し、主要な設備・資材および施工用補助材料を発注します。さらに、甲が仮設工場や倉庫、電力供給など、施工環境を整備し、乙が作業工具や試験機器を準備し、作業スケジュールなどを手配します。
2. 現場設置段階
標準化された配線と必要なシールドおよび安全保護対策を採用し、配線が合理的かつ信頼性が高く、整然として美しく見えるようにすることで、信号の効果的な伝送とシステムのシンプルで効果的なメンテナンスを確保します。また、伝送システムの品質と柔軟性の向上に努め、システムの拡張やアップグレードを容易に行えるようにします。システム設計文書および現場の実情に基づき、システム機器や装置を手順よく標準化された方法で設置し、ユーザーの通常業務に影響を与えないよう配慮します。これにより、高い品質を確保するとともに、施工期間を可能な限り短縮します。
3. デバッグ段階
システムソフトウェアの納品前試運転；システムハードウェアの納品前試運転；制御機器の単体試運転；建設現場におけるソフトウェアおよびハードウェアの冷間状態試運転；サブシステム試運転作業；統合試運転など。
4. 機器設置時の注意事項
① 設備は設計機能を達成するために正しく設置する必要があります。設備の取扱説明書をよく読み、エンジニアの指導のもとで取り付けてください。
②設置前に、機器に破損がないか、すべての部品が揃っているかをご確認ください。
③サポートは、配管ネットワークの実際の施工状況に応じて合理的に設計・カスタマイズされています。サポートの予備設置穴の位置は、設備内蔵型サポートの穴位置と一致させる必要があります。
④機器を取り扱う際は、衝撃や機器同士のぶつかりを避けるよう慎重に取り扱ってください。そうでないと、機器の防水性能に影響を与えたり、機器の故障やその他の問題を引き起こす恐れがあります。
設置図：
水質センサーの設置例
超音波レーダー流量計の設置図
圧力水位計の設置
レーダー水位計設置図
オンライン監視機器の運用とメンテナンス：
1. 毎日データの運用状況を確認し、運用に問題がある機器を見つけ、メンテナンス作業リストを整理する。
2. 巡回点検計画を策定し、現場での巡回点検および監視設備のメンテナンスを実施します。オンライン監視装置の動作状態を確認し、設備の盗難有無、設備の損傷有無、プローブの健全性、浚渫作業の必要性などをチェックします。また、制御機器や信号表示器が正常であるか、スイッチ操作が柔軟かつ信頼できるか、制御が正確に行われているかなども確認します。
3. オンライン監視装置のプローブに堆積した不純物やゴミなどを定期的に清掃し、プローブの正常な動作を確保するとともに、効果的なデータが取得できることを確認します。
4. オンライン監視装置の各部品が定期的に緩んでいないか確認し、現場の温度や湿度が電子部品に与える影響を考慮した上で、消耗品の交換が必要かどうか検討してください。
5. 各監視機器の電池電圧に基づき、監視機器用のバッテリー交換戦略を策定し、実施する。
6. 大きなパラメータの変動（信号なし、瞬時流量または液面など）、瞬時流量と累積流量の不一致、データの不安定化、およびデータが通常の値範囲を大幅に超えるなどの故障原因については、オンライン監視計器用に現場でそれらを排除する必要があります。
7. オンライン監視データの具体的な状況を継続的に観察し、オンライン監視データが安定して連続しているかどうかを確認するとともに、オンライン監視データが有効であるかを予備的に判断し、データの異常状況を診断し、適時現場での修理を実施すること。
8. モニタリングデータの品質および設備の運用保証は、以下の要件を満たすべきである：
① 毎日収集される有効なデータの数は、収集すべき全データ数の90％以上であること。
②1日あたり収集するデータ総数に対する異常データの割合は、10％を超えてはならない。異常データには、正常なゼロ値データ、正常範囲外の値、および通常の変動範囲を逸脱した奇妙な値などが含まれるが、これらに限定されない。
③ 機器および取得システムの7×24時間連続稼働を確保すること。機器故障時の修理または交換にかかる時間は、24時間を超えてはならない。
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