水位无线监测系统的应用

概述 水位测量一直是水文、水利部门的重点工作，由于没有进行有效监测，江堤决口的恶性事故时有发生，给国家和人民生命财产带来重大损失。 目前对江、河水位的管理和洪水的控制主要在泵站进行监测。在每个泵站定期收集数据，管理人员使用这些数据制定江、河水位控制决策。泵站沿河流或水路按一定间隔建造。传统的数据收集方法包括让经过培训的人员在每个泵站测量和记录水位读数。这种方法劳动力成本高，而且受人为因素的影响。而且也因选择的时间没有规律而受到影响。 随着计算机信息技术和通讯技术的迅速发展，原有管理手段已不适应企业信息化、网络化的需要。且供水区域将逐步扩大，供水体制也将发生较大变化，现有的监控系统已不能满足发展的需求。因此，建立新的较高科技含量的监控系统势在必行，而远程监控系统（简称SCADA系统）是该系统的重要组成部分。 为及时发现事故苗头，防患于未来，我公司研制开发了经济实用、可靠的水位无线远程监控系统，本系统能对水位进行实时无线监测，数据处理和统计打印，并可远方控制各分站点的可控开关，从而在保证江堤安全的同时，亦提高了水文管理水平。 系统组成和工作原理 系统主要由水位RTU和监测中心组成，如附图所示； 水位RTU主要完成对水面水位数据的采集和发送并接收监测中心的指令，一旦水位超标，水位RTU就会发出报警信息，请求监测中心采取相应措施。水位RTU可设置为自动定时向监测中心发送信息，也可设置为平时处于待命状态，在收到监测中心的指令后才将信息发送给监测中心。 监测中心由工控计算机系统、监测中心数传装置和监测中心软件组成，监测中心可将巡检指令发送各水位RTU，该水位RTU收到指令后即向监测中心发送信息，监测中心一旦发现险情即可采取紧急措施。 监测中心软件是基于WindowNT界面水位管理控制专用软件，具有操作简便、直观易懂、显示美观等特点，在监控中心电脑显示屏上可直接观察到各水位监测点的实时水位情况。 该系统可以实现各种液位测量设备之间的智能化控制与液位数据的。该系统支持激光、超声波、红外线、钢弦、液压等,等多种的液位测量设备，采用RS-232/485、MODBUS等协议组成的测量网络，并可实现与中央控制室及远调的数据共享。 SCADA系统通信信道 通信信道是测控系统中调度中心计算机与现场终端之间数据传输媒介的总称，它包括通信设备和通信规约。SCADA的通信规约按三个层次设计第一层为链路层，约定帧同步、帧长，有保证数据透明性和监督的协议。典型规约有SDLC/HDLC规约及FT1.2型异步规约；第二层为报文管理层，这一层管理报文通信握手规则，从工作模式的选择直到自动重发请求，以及多任务环境管理；第三层为远方访问与控制层，这是选对象、选操作功能以及对命令的响应等约定。该规约符合国际通信协议标准。 本系统通信设备全部选用工业级数传电台，配以宽范围的开关电源以及高增益天线，使得通信半径大于30公里。对于中小城市间还可利用本公司生产的GPRS专用数传装置进行远距离数据传送。与那些采用有线设计方案设计的泵站相比，本公司的设计方案大大减少了安装和配线成本，而且增加了可靠性。系统消除了传统数据收集方式中的人为错误。 设计指导原则 为了保证本SCADA系统的先进性、开放性、安全性、扩展性、稳定性和易用性，本系统的设计遵循以下几条指导原则:  符合标准：系统采用的信息格式、接口标准，都符合国际标准、国家标准。  先进性：采用国际先进的软硬件技术，保证系统达到国内先进水平。  开放性：充分考虑与其它系统的接口，并且能够提供二次开发平台。  安全性：从应用软件层保证系统和数据的安全，硬件充分考虑防雷、防盗、防静电。  扩展性：系统的扩展要方便、灵活。  稳定性：软硬件都必须具有高度的稳定性和可靠性。  易用性：整个系统必须易于管理、安装和使用，系统必须具有良好的可管理性，必须在充分满足现在的自动化控制应用的基础上，为以后的各种应用奠定基础，同时系统应该具有很高的资源利用率。  高性价比。 设计技术规范标准 我们将参照如下的技术规范和标准：  GB8566 计算机软件开发规范  GB/T12504 计算机软件质量保证计划规范  GB50093-2002 工业自动化仪表工程施工及验收规范  GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范  DL/T578-95 水电厂计算机监控系统基本技术条件  GB11920-89 电站电器部分集中控制装置通用技术条件  GB4720-84 低压电器电控设备  JECC144 低压开关和控制设备的外壳防护等级 附一：激光水位测量仪技术指标 附二: 智能型一体化超声波液（物）位仪，是一种智能型非接触式液（物）位测量仪表。产品具有自动功率调整，增益控制，温度补偿，采用先进的检测技术和计算机技术，提高仪表的测量精度，对干扰回波有抑制功能，保证测量结果的真实。产品可广泛用于各种液体的液位和固体的物料高度的测量，也可用于距离的测量。 多种输出形式：可编程继电器输出、高精度4-20mA电流输出、Rs-485数字通信输出