灌区流量信息化方案——灌区闸门自控信息化.docx

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1、灌区流量信息化方案灌区闸门自控信息化本方案介绍了灌区闸门自控信息化中流量信息化方案的硬件构成、软件架构、功能特点、上风等。系统采用威控科技RTU-2600和RTU-1600低功耗系列智能测控终端作为监控系统硬件核心，通讯上采用有线和无线结合的方式，效劳器端采用基于MicrosoftSQLServer2005数据库和VB.Net,ASP.Net开发的基于WebEnable的流量信息系统，进而实现了远程水量计量，实时监控监测点的运行流量，根据远程返回的数据工作人员不到现场也可以监测灌区分水口流量情况，并对出现的不正常情况流量不稳定等及时做出相应的处理。二、工程背景灌区水情数据自动监测和运行控制是灌

2、区用水智能化治理的根底，亦是数字化灌区建立的重要组成局部。它对于及时准确把握灌区水情、调度配置浇灌水量、控制闸涵启闭、进步灌区用水治理决策程度均具有重要意义。灌区水情自动监测的内容包括河渠及闸涵的水位、流量、含沙量，闸涵泵的运行状态以及地下水的水位及含盐量、土壤含水量、降雨量等。原有灌区拥有1114个斗口和138个支口，目前的情况是多半采用人工计量的方法，信息发送不及时，读取信息需要花费大量人力物力，劳动强度大，信息的准确性和及时性不强。原有的闸门封闭性差，造成水量损失，闸门的启闭由人工操纵来完成。灌区的通讯方面，在主干铺设了光缆，在灌区内采用模拟的无线信号实现了固定和挪动网。灌区闸门自控信息

3、化的根本需求为：1在1114个斗口实现信息远传，传水位信号，所依靠的通讯方式可选择固定网和挪动网；2调度中心通过B/S效劳器接收水位信号，发布信息，数据分析，实现流量监控和水量统计；3在138个支口实现闸门控制及信息远传，局部支口实现视频监控；4对于138个支口还需要选用公道的机械设备和强电自控执行设备；5支口的通讯依靠主干的光缆；由于预算的原因，本文描绘灌区1252个分水口的流量信息化方案，同时附件给出了闸门自控信息化方案。三、灌区流量信息化系统设计根据工程需求情况整个系统被分成三大局部，一局部是现场数据收集装置，实时将现场水位等数据收集到智能监控终端内，同时根据现场情况实现收集点现场的自动

4、报警，防止事故的发生；第二局部是上位机监测中心，它实现对数据的接收、存储、显示、报表打印输出等信息治理工作和进展特殊情况的监控中心预警，其Web发布功能使得用户可以方便的通过IE访问实时和历史数据；最后一局部是将检测到的水位等数据以手机短信息的方式直接发送到治理人员的挪动上，使治理人员随时随地都可以理解到现场的情况。现场水位数据的实时收集，通过以太网、GPRS、PSTN、ADSL等方式发送到监控中心。水位计通过模拟量接口和威控科技智能测控终端RTU-2600或RTU-1600相连接。数据收集到智能终端后，经过数据打包，再利用以上通讯方式发送到远端的监控中心效劳器上，监控中心效劳器装有效劳器端软

5、件，对接收的数据进展存储、分析、显示。出于对信息平安、科学治理的需要，给有数据访问需求的部门或者人员配置访问数据的不同用户名和权限，用户通过IE实时查看并配置监测到的现场数据。另一方面，现场检测的数据通过智能终端内部的程序设定可以直接发送到相关治理人员的挪动上，通过这种主动的方式实现随时随地汇报现场信息。四、系统示意图RTU-2600或RTU-1600收集采集到的数据直接通过以太网、GPRS、PSTN、ADSL等方式传送到监控中心。下列图为GPRS方式样图。五、灌区流量信息化系统组成与构造1现场数据收集传输硬件1远程测控终端威控科技可编程远程测控终端将收集、控制、通讯三种功能合为一体，实现对数

6、据的收集和传输，它是整个系统的前端核心。利用自身所具有的开关量和模拟量数据收集接口收集数据，并通过自身所装备的以太网、GPRS、PSTN、ADSL通讯接口将数据发送至远端监控中心。由于此智能终端提供了方便的二次开发C语言平台，可以开发各种复杂的算法并且可与组态软件的无缝连接。我们通过智能终端内部的编程可以将传感器或者智能仪表传输上来的数据进展一些处理再发送至远端治理中心，并且实现间歇性数据传输，降低数据传输的流量资费。智能仪表可以通过RS-485接口或模拟量接口直接和智能终端进展通讯。2通讯方式的选择a.灌区有挪动网的情况下优先选用GPRS通讯方式。b.灌区无挪动网的情况下，选用固定PSTN或

7、ADSL通讯方式，其中PSTN方式另配威控科技DCM-100嵌入式通讯模块，ADSL方式配ADSLModem。c.在主干具备光缆通讯条件，使用以太网通讯方式。3现场数据显示、操纵终端使用串口通讯方式和Microsoft超级终端。其作用为方便灌区治理人员或工作人员在现场对设备进展一些参数的设置和调整。包括数据传输间隔、查询当前水位数据等。4现场箱体5电源供电a.现场具备AC220，可用开关电源供电，用RTU-2600。b.现场无法供电，可用蓄电池供电，定期更换，更换周期为2年，用威控科技低功耗RTU-1600，休眠时功耗可到100uA。6水位传感器传统的水位收集方法是人工从安放在河渠岸边的水尺上

8、读数据，后来采用了以机械或者电气传动的模拟式自动水位计。如今自动数传监测系统中，已广泛应用了水位传感器。用于河渠水位测量的传感器有：浮子式水位传感器、水位跟踪式传感器、超声波水位传感器、压力式水位传感器等。超声波水位计属于非接触式的传感器，测量精度高，运行稳定，但是部署比拟费事，要求有足够的发射角才能工作。由于现场目前只是在测量井里装备了连通器，所以假如要使用超声波水位计必需要扩大连通器的直径，这给施工带来很多不便。由于灌区为黄河水质，含沙量大，所以采用压力式水位传感器，在有自由出流条件的监测渠段，直接测出水位，再利用QH曲线进展查算得到流量数据，进而获得水量统计。六、灌区流量信息化系统功能监

9、控系统按照功能可分为二局部：监控中心MCC、本地站LCM。监控中心MCC相对于治理站，本地站LCM相对于计量站。监控中心MCC与本地站LCM之间采用混合组网方式进展数据传输。1、监控中心MCC的主要功能：1系统登陆提供登陆界面，用户以不同身份登陆，访问权限内的界面和数据。2操纵员治理治理员可以添加、删除、阅读所有用户。操纵员治理3档案治理治理现场的区域档案、终端档案、计量点档案以及设置抄表方案。4全网监视在线监视全网运行工况和详细参数，数据与现场保持同步，并用数字、趋势图、表格、棒图等方式显示数据。GIS界面5报警对各类故障、事故、参数超限提供报警。6数据存储对实时数据、报警信息进展存储，可随

10、时调用、检索、查询、打印以供分析参考。7报表打印可打印班、日、月、年消费报表、运行趋势图。2、本地站LCM的主要功能LCM是指分水口测量站。LCM是自主的、功能完善的智能单元，是由智能远程测控终端和现场显示设备、数据收集传感器及仪表组成，这些单元安装在不同类型的计量站内。LCM的功能如下：a.现场数据收集、数据处理、数据显示、流量累计计算。可对水位、流量等参数实现就地监视控制。b.独立完本钱地调节，闭环监控。c.独立完成开环控制，联锁控制。d.装备必要的软硬件及人机接口，可现场设定、修改参数,可以最大限度地提计量站的自控程度。e.设置各种报警参数、报警处理及报警确认。f.数据上传监控中心计算机

11、并承受监控中心计算机指令，完成控制任务。g.通过GSM短信息的方式向治理人员主动汇报现场实时流量，到达真正的无人职守作业。七、关于系统整体可执行性和平安性的描绘系统现场数据收集传输设备均选用到达工业级标准且合适灌区监控平安作业标准的硬件产品，在电器外部加套密封电器箱，到达防风、防潮、防尘的作用。上位机治理软件采用MicrosoftSQLServer2005数据库和VB.Net可视化编程软件来设计、构架。系统运行如采用GPRS无线数传的方式，需要向中国挪动交纳GPRS信息流量费用。根据系统运行情况和数据传输的情况现列无线运行费用如下：GPRS月根本数据费5元，流量20MB；超过按0.01元/KB计收。注：以上数据来自北京挪动通讯公司，如需外地效劳，遨游费请咨询当地1860。灌区节水改造、水情自动监测、运行自动控制，应是传统水利向当代水利转变的重要标志，当代传感技术、计算机技术、通讯技术、网络技术是实现这一转变的重要手段。它对于节约用水和进步用水效率，解决水资源供需矛盾，实现水资源优化配制和可持续利用具有革命性的意义。可以相信，在稳步引进和积极消化吸收西方兴旺国家技术和经历的同时，一个有中国特色的、多样化的灌区水情及运行自动监控技术体系会很快开展起来。0