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基于紫金桥组态软件的灌区闸门监控系统

供稿:艮泽 2005/12/30 15:53:00

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我国是一个农业大国,各种灌区有上万之多,其中灌区面积在万亩以上的就有5000 多灌区。灌区为当地的农业生产防汛抗旱都起到了积极的作用。但随着经济的发展,农业自动化水平的提高,原来的管理方式以不能与生产相适应,虽然灌区工作人员做出了极大的努力,并在一定程度上提高了工作效率,但在目前的情况下还有很多问题难以解决:信息处理不及时,放水滞后,存在偷放,漏放,少放,过放等现象,并且难以确认责任人。

  从近几年开始,各个灌区也开始对农业灌溉用水进行收费,这就更突出了一个难题――如何计算放出的水量,以前都是评有经验的闸门操作工人评经验直觉来估计放水的总量。这存在的误差很大,不能真正反映出用水的总量,估计的过高会引起用水农民与灌区管理部门的纠纷,估计过低会给灌区管理部门带来损失。

  基于以上情况我们提出了基于紫金桥组态软件的闸门监控系统,整个的系统架构如下:



  对于我国各个灌区的现状,基本上是现在只有闸门电机机房是存在的,其它部分要新上。控制柜直接安放在闸门机房中,可以设置三种模式:本地手动,本地自动和远程控制。这样可以应付在一些特殊情况比如:通信线路遭到破坏。

  RTU(Remote Terminal Unit 远程终端设备)可以实现一些简单的控制,在此方案中我们把所有的控制放在上位机部分实现。进入RTU 的信号主要有:闸门的开度、闸门的升降、启停状态、控制柜的电源状态、上下游水位等等。

  通信线路我们可以根据情况而定:如果各个闸门操作室之间的距离不是很远,而且周围自然环境允许的话,可以考虑铺设光纤,特点是传输速度快,一劳永逸,能为以后的整个灌区信息化办公自动化打下良好的基础。如果距离比较远并且地形相对开阔的话可以考虑是有数字电台,有优点是成本低,易于施工,缺点是带宽比较窄,易受干扰。另外还可以考虑使用GSM,GPRS,CDMA1X 等方式,但每年必须支付一定数量的租用费用。由于整个系统的大部分设备都在开阔的野外,在施工时一定要考虑好整个系统的避雷措施。

  所有数据进入上位机后,都会被处理,比如说我们通过闸门开度、上下游水位等信息,同时结合用户提供的流量经验计算公式或数据表格计算出各个闸门的瞬时流量。由我们计算出的瞬时流量和我们数据库中提供的累计点可以非常容易得到实时的累计量数据。我们还提供小信号切出功能,避免因为闸门关闭不严或传感器中的信号漂移而引起累计量增加。

  数据在数据库中被处理完成后,或以流程画面的方式在上位机上显示,并提供人机交互,控制闸门的开启;或是进入报表系统,自动生成水量日统计表和月统计表,通过打印机输出出来。所有的数据根据用户的定义生成历史数据并保存到硬盘或其它的永久存储介质上。并为用户提供历史数据查询和历史数据曲线,供用户事后分析。系统会自动记录用户对闸门操作控制,如有事故发生可以及时确定当时的操作人。

  所有的流程画面、统计报表、历史表格和历史曲线,都可以以WEB 的方式发布,其它用户在取得响应的授权可以通过IE 浏览器来控制或浏览,这样灌区的领导在自己的办公室中也可以实时的了解灌区的信息。

  现在基于超声波的测量瞬时流速的技术正在逐步走向成熟,相信在超声波测流速技术成熟稳定之后必将大大提高灌区闸门监控系统的作用。

  实施本系统后,可以更加及时的响应用户的用水需求,并且能比较正确的记录每次的放水总量,提升整个灌区的现代化水平。

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