自动化管理系统讲课优秀PPT.ppt
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1、监测设备技术指标与安装要求监测设备技术指标与安装要求丁丁 强强水利部南京水利水文自动化探讨所水利部南京水利水文自动化探讨所主讲内容主讲内容水资源监控系统的功能和分类水资源监测设备技术要求水资源监测数据传输规约水资源监测设备质量检验水资源监测设备现场安装调试一、水资源监控系统的功能和分类(一、水资源监控系统的功能和分类(1)水资源监控系统功能水资源监控系统功能 实时采集水源信息,供水信息,用水信实时采集水源信息,供水信息,用水信息和排水信息。息和排水信息。实时监控在社会水循环中的取水和排实时监控在社会水循环中的取水和排水,对其的水量和水质进行定量的监测水,对其的水量和水质进行定量的监测和监控。和
2、监控。水资源监控系统分类水资源监控系统分类 遥测遥控工作方式遥测遥控工作方式 巡测工作方式巡测工作方式一、水资源监控系统的功能和分类(一、水资源监控系统的功能和分类(2)集中分发结构 监测数据中心站分中心中心站。中心站集中收数,分发分中心站,分中心站校核存储上传中心站存储 水资源管理系统和部分水文遥测系统,防汛遥测系统接受此结构。优点是系统整体性、扩展性好,易开发和管理。缺点是,须要建立在网络的通信牢靠,标准规范统一,这些都是须要有确定的基础。这种总体结构上的确定是特别重要的,一般是以国家和省为单位进行总体设计和规划的。因此要慎重和周全。自动化系统数据采集流程自动化系统数据采集流程一、水资源监
3、控系统的功能和分类(一、水资源监控系统的功能和分类(3)系统构成系统构成 系统由测站,中继站和中心站构成系统由测站,中继站和中心站构成三种工作方式三种工作方式 查询查询/应答工作方式应答工作方式遥测终端站或中继站响应主站查询指令发送相遥测终端站或中继站响应主站查询指令发送相应数据的工作方式。应数据的工作方式。自报工作方式自报工作方式被测参数值发生确定变更或定时等事务触发,被测参数值发生确定变更或定时等事务触发,遥测终端或中继站主动发送数据的工作方式。遥测终端或中继站主动发送数据的工作方式。兼容工作方式兼容工作方式该工作方式表示同时包括查询该工作方式表示同时包括查询/应答和自报两应答和自报两种工
4、作方式。现在大量接受的是这种工作方式。种工作方式。现在大量接受的是这种工作方式。一、水资源监控系统的功能和分类(一、水资源监控系统的功能和分类(4)数据传送优先级数据传送优先级 在查询在查询/应答工作方式时,随机查询的优先应答工作方式时,随机查询的优先级高于定时查询和依次查询。级高于定时查询和依次查询。在自报工作方式时,优先级凹凸依次为:告在自报工作方式时,优先级凹凸依次为:告警自报,参数变更自报,特定条件自报,定时警自报,参数变更自报,特定条件自报,定时间隔自报。间隔自报。在兼容工作方式下,自报工作方式的优先级在兼容工作方式下,自报工作方式的优先级高于查询高于查询/应答工作。应答工作。二、水
5、资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(1 1)须要采集的信息须要采集的信息 基本信息:基本信息:测控点地址,状态和功能,收发限制,数据校测控点地址,状态和功能,收发限制,数据校验验 水源信息:水源信息:水位,流量,流速,水质水位,流量,流速,水质 供水信息:供水信息:水位,流量,水压,水质水位,流量,水压,水质 用水信息:用水信息:计量,计费,监控计量,计费,监控排水信息:排水信息:流量,水质,监控流量,水质,监控二、水资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(2 2)信息采集的方法信息采集的方法通过通过RTU限制,由传感器采集地表水位,地下水位,限制,由传感器采集地表水位
6、,地下水位,省际断面流量,取水管道流量,管道水压和水质等省际断面流量,取水管道流量,管道水压和水质等数据。数据。水位传感器水位传感器浮子式水位计,压力式水位计(投入式,气泡式),浮子式水位计,压力式水位计(投入式,气泡式),超声波水位计,激光水位计,雷达水位计超声波水位计,激光水位计,雷达水位计流量传感器流量传感器管道超声波流量计(插入式,外夹式),管道电磁管道超声波流量计(插入式,外夹式),管道电磁流量计,转子流速仪,流量计,转子流速仪,ADCP,冷水表,冷水表水压传感器水压传感器管道压力计管道压力计水质传感器水质传感器电极法自动水质测量仪,自动在线水质测量仪电极法自动水质测量仪,自动在线水
7、质测量仪二、水资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(3 3)规定了监测仪器及设备的功能、性能、规定了监测仪器及设备的功能、性能、接口等方面的技术要求,是水资源监接口等方面的技术要求,是水资源监控设备基本技术条件(控设备基本技术条件(SL426-2008)SL426-2008)的的细则应用版细则应用版适用于国家水资源监控实力建设项目适用于国家水资源监控实力建设项目(20122012年年-2014-2014年)中运用的监测仪器及年)中运用的监测仪器及数据采集传输设备数据采集传输设备 水量监测设备水量监测设备 水质在线监测设备水质在线监测设备 信息采集与传输设备信息采集与传输设备 二、水
8、资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(4 4)仪器设备分类仪器设备分类仪器设备分类仪器设备分类应用举荐应用举荐应用举荐应用举荐通用技术要求通用技术要求通用技术要求通用技术要求技术参数要求技术参数要求技术参数要求技术参数要求外观质量外观质量外观质量外观质量防护等级防护等级防护等级防护等级机械环境适应性机械环境适应性机械环境适应性机械环境适应性其他要求其他要求其他要求其他要求二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(5 5)应用举荐应用举荐地表水水位自动监测地表水水位自动监测 地下水水位自动监测地下水水位自动监测 河道(明渠)型取水流量在线自动监测河道(明渠)型取水流量在线
9、自动监测 管道型取水流量在线自动监测管道型取水流量在线自动监测 由泵站机组特性曲线推算流量由泵站机组特性曲线推算流量 水质在线自动监测水质在线自动监测二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(6 6)地表水水位自动监测地表水水位自动监测举荐接受浮子式水位计举荐接受浮子式水位计对不便建立测井的地方,可选择压力式对不便建立测井的地方,可选择压力式水位计或雷达式水位计,超声波式水位水位计或雷达式水位计,超声波式水位计。也可以运用电子水尺。计。也可以运用电子水尺。二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(7 7)地下水水位自动监测地下水水位自动监测举荐接受压力式水位计举荐接受压
10、力式水位计假如条件允许,也可以接受浮子式水位假如条件允许,也可以接受浮子式水位计。计。二、水资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(8 8)河道(明渠)型取水流量在线自动监测河道(明渠)型取水流量在线自动监测有超声波时差法、声学多普勒流速剖面仪法、有超声波时差法、声学多普勒流速剖面仪法、水工建筑物测流法、堰槽法和比降面积法。水工建筑物测流法、堰槽法和比降面积法。举荐接受声学多普勒剖面流速仪、超声波时差举荐接受声学多普勒剖面流速仪、超声波时差法明渠流量计和堰槽流量计测算流量;法明渠流量计和堰槽流量计测算流量;举荐接受地表水水位监测仪器测量河段上下游举荐接受地表水水位监测仪器测量河段上下
11、游的水位;接受电子水尺、激光水位计等监测过的水位;接受电子水尺、激光水位计等监测过堰水流的水位、闸门上下游水位;接受闸位计堰水流的水位、闸门上下游水位;接受闸位计监测闸门开度。监测闸门开度。二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(9 9)管道型取水流量在线自动监测管道型取水流量在线自动监测 声学管道流量计声学管道流量计 电磁管道流量计电磁管道流量计 涡街流量计涡街流量计 电子远传水表电子远传水表二、水资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(1010)由泵站机组特性曲线推算流量由泵站机组特性曲线推算流量接受泵站功率表,监测泵站机组的功接受泵站功率表,监测泵站机组的功率,通
12、过效率曲线推算提取的流量。率,通过效率曲线推算提取的流量。二、水资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(1111)水质在线自动监测水质在线自动监测应依据监测对象不同选择适当的水质参数在线应依据监测对象不同选择适当的水质参数在线自动监测和在线自动分析仪器。自动监测和在线自动分析仪器。对于水功能区河道水质在线自动监测,以常规对于水功能区河道水质在线自动监测,以常规水质五参数(水温、水质五参数(水温、pH、溶解氧、电导率、浊、溶解氧、电导率、浊度)和水功能区纳污考核指标度)和水功能区纳污考核指标COD、氨氮为监、氨氮为监测参数。测参数。对于水功能区湖库水质在线自动监测,除以上对于水功能区湖
13、库水质在线自动监测,除以上7项外,还可选择对湖库富养分化有重要影响项外,还可选择对湖库富养分化有重要影响的水质参数(如总磷、总氮)等进行监测。的水质参数(如总磷、总氮)等进行监测。二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(1212)电源要求电源要求水资源监控设备应以自主电源为主,举水资源监控设备应以自主电源为主,举荐直流荐直流12V12V,允许波动,允许波动15%15%;可运用自;可运用自适应电源,尽量避开运用市电干脆供电。适应电源,尽量避开运用市电干脆供电。二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(1313)接口要求接口要求水资源监控设备接口应满足以下要求:水资源监控
14、设备接口应满足以下要求:增量计数(脉冲)型输入接口;增量计数(脉冲)型输入接口;模拟量接口:(模拟量接口:(4 42020)mAmA或或(0(05)V5)V;频率量(正弦波或方波);频率量(正弦波或方波);并行接口;并行接口;串行接口:串行接口:RS485SDI-122 RS485SDI-122;开关量接口。开关量接口。二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(1414)气候环境适应性气候环境适应性水资源监控设备应满足以下要求:水资源监控设备应满足以下要求:水下设备水下设备 0 03535;水上设备水上设备 a a)温度:一类地区:)温度:一类地区:-10-104545;二类地区:
15、二类地区:-20-204545;三类地区:三类地区:-10-105555;b b)相对湿度:可在不大于)相对湿度:可在不大于8585、不大于不大于9595、不大于、不大于9595三类中选择。三类中选择。二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(1515)机械环境适应性机械环境适应性在正常包装状态下,全部仪器设备均应在正常包装状态下,全部仪器设备均应能承受运输过程中可能产生的振动、意能承受运输过程中可能产生的振动、意外冲击、碰撞、跌落等。外冲击、碰撞、跌落等。二、水资源监测设备技术要求(二、水资源监测设备技术要求(1616)技术参数要求技术参数要求流量监测仪器流量监测仪器 水位测量仪
16、器水位测量仪器 流速仪流速仪 测深仪测深仪 水质在线监测及自动分析仪器水质在线监测及自动分析仪器 数据采集数据采集(测控测控)终端机终端机 数据传输单元数据传输单元 其他其他 二、水资源监测设备技术要求二、水资源监测设备技术要求(1717)可参考的现行有效标准可参考的现行有效标准水位测量仪器方面:水位测量仪器方面:GB/T 11828.1-2002 浮子式水位计浮子式水位计GB/T 11828.2-2005 压力式水位计压力式水位计GB/T 11828.4-2011 超声波水位计超声波水位计GB/T 11828.5-2011 电子水尺电子水尺GB/T 27993-2011 水位测量仪器通用技术
17、条件水位测量仪器通用技术条件水深测量仪器方面:水深测量仪器方面:SL 185-1997超声波测深仪超声波测深仪GB/T 27992.3-2012超声波测深仪超声波测深仪(在报批)(在报批)三、水资源监测数据传输规约(三、水资源监测数据传输规约(1 1)信息传输的要求信息传输的要求 遥测站采集的实时数据要传输到中心站,中心站的指遥测站采集的实时数据要传输到中心站,中心站的指令要下传遥测站,这些都须要将这些信息传输的方法来实令要下传遥测站,这些都须要将这些信息传输的方法来实现。对信息传输的要求就是实时、便利和牢靠现。对信息传输的要求就是实时、便利和牢靠信息传输的方法和通道信息传输的方法和通道无线通
18、道无线通道有线通道有线通道 从水资源监控系统的监控对象大多在城市的特点,我从水资源监控系统的监控对象大多在城市的特点,我们建议尽可能运用公共无线通道实现信息的工作传输,公们建议尽可能运用公共无线通道实现信息的工作传输,公共有线通道作为备用通道,自建无线通道作为利用以上通共有线通道作为备用通道,自建无线通道作为利用以上通道有困难时的补充信息通道道有困难时的补充信息通道组网通道组网通道系统组网系统组网 网络组网网络组网 三、水资源监测数据传输规约(三、水资源监测数据传输规约(2 2)水资源监控管理系统数据传输规约水资源监控管理系统数据传输规约水资源监控管理系统数据传输规约水资源监控管理系统数据传输
19、规约(SL427-2008)(SL427-2008)(SL427-2008)(SL427-2008)自自自自2008200820082008年发布以来,标准经实践验证,在各地水资源年发布以来,标准经实践验证,在各地水资源年发布以来,标准经实践验证,在各地水资源年发布以来,标准经实践验证,在各地水资源管理信息系统的建设中取得了良好效果。管理信息系统的建设中取得了良好效果。管理信息系统的建设中取得了良好效果。管理信息系统的建设中取得了良好效果。结合与该标准相兼容的江苏省水文自动测报系统数结合与该标准相兼容的江苏省水文自动测报系统数结合与该标准相兼容的江苏省水文自动测报系统数结合与该标准相兼容的江苏
20、省水文自动测报系统数据传输规约等地方标准,对水资源监控管理系统据传输规约等地方标准,对水资源监控管理系统据传输规约等地方标准,对水资源监控管理系统据传输规约等地方标准,对水资源监控管理系统数据传输规约予以了完善和功能扩展,形成了水数据传输规约予以了完善和功能扩展,形成了水数据传输规约予以了完善和功能扩展,形成了水数据传输规约予以了完善和功能扩展,形成了水资源监控数据传输规约,在国家水资源监控实力建资源监控数据传输规约,在国家水资源监控实力建资源监控数据传输规约,在国家水资源监控实力建资源监控数据传输规约,在国家水资源监控实力建设项目中予以运用。同时也适用于各级水文自动测报设项目中予以运用。同时
21、也适用于各级水文自动测报设项目中予以运用。同时也适用于各级水文自动测报设项目中予以运用。同时也适用于各级水文自动测报系统系统系统系统参照参照参照参照IECIECIECIEC相关通信标准,与国际标准接轨,与国内不同相关通信标准,与国际标准接轨,与国内不同相关通信标准,与国际标准接轨,与国内不同相关通信标准,与国际标准接轨,与国内不同领域有关标准兼容;涵盖了水资源、水文基本参数,领域有关标准兼容;涵盖了水资源、水文基本参数,领域有关标准兼容;涵盖了水资源、水文基本参数,领域有关标准兼容;涵盖了水资源、水文基本参数,符合数据精度的要求;适应自动测报系统自动、智能符合数据精度的要求;适应自动测报系统自
22、动、智能符合数据精度的要求;适应自动测报系统自动、智能符合数据精度的要求;适应自动测报系统自动、智能和快速的特点,兼容水资源及水文数据采集在方法、和快速的特点,兼容水资源及水文数据采集在方法、和快速的特点,兼容水资源及水文数据采集在方法、和快速的特点,兼容水资源及水文数据采集在方法、时间和指标上的要求;充分发挥测站终端与中心站在时间和指标上的要求;充分发挥测站终端与中心站在时间和指标上的要求;充分发挥测站终端与中心站在时间和指标上的要求;充分发挥测站终端与中心站在功能上的合理分工和有效结合,共同解决数据监控和功能上的合理分工和有效结合,共同解决数据监控和功能上的合理分工和有效结合,共同解决数据
23、监控和功能上的合理分工和有效结合,共同解决数据监控和传输任务。传输任务。传输任务。传输任务。三、水资源监测数据传输规约(三、水资源监测数据传输规约(3 3)对水资源监控管理系统数据传输规约完善考虑到水资源监测信息和水文信息监测的参数有很多相同之处,增加和完善了水文监测的参数和要求,标准可用于与水资源监控系统和水文自动测报系统。为了与水文等测报系统站址编码的兼容,测站站址编码方法增加了水文测站编码。对水文测站编码以外的测站编码,接受行政区划码,取省(区、市)、地(市)码和县(区)码。测站与中继站编码范围作了调整。对自报数据的报文增加了发生时间,以便在数据接收延误时,中心站接收时可以推断该数据的发
24、生时间;三、水资源监测数据传输规约(三、水资源监测数据传输规约(4 4)对水资源监控管理系统数据传输规约完善对水资源监控管理系统数据传输规约完善水位值扩展到了正负水位,满足沿海地区出现的负水位水位值扩展到了正负水位,满足沿海地区出现的负水位的需求。与之对应,水位基值也扩展到了正负值;的需求。与之对应,水位基值也扩展到了正负值;对终端发送的数据出错时,增加了存储补发功能。补发对终端发送的数据出错时,增加了存储补发功能。补发的动作触发可以由终端功能自动发生,也可以通过中的动作触发可以由终端功能自动发生,也可以通过中心站下达补发报文发生;心站下达补发报文发生;考虑到水文和水资源对流量的取值单位不同,
25、流量水量考虑到水文和水资源对流量的取值单位不同,流量水量数据的采集和传输通过与中心站约定编报和解报,达数据的采集和传输通过与中心站约定编报和解报,达到报文的兼容和简洁;到报文的兼容和简洁;三、水资源监测数据传输规约(三、水资源监测数据传输规约(5 5)规定了数据报文传输规约、数据传输报文及结规定了数据报文传输规约、数据传输报文及结构、通信方式和误码率、传感器与终端通信的构、通信方式和误码率、传感器与终端通信的接口和规约、数据传输的考核。接口和规约、数据传输的考核。适用于各级各类水资源、水文自动监测系统中适用于各级各类水资源、水文自动监测系统中遥测站与中心站之间的数据传输、遥测终端与遥测站与中心
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