明渠流量自动化检测控制系统设计.doc

第六部分 明渠流量自动化检测控制系统设计1、 基本情况 广饶县2011年度小型农田水利重点县建设项目中将采用明渠流量自动化测控系统，水情信息自动化检测控制系统由2部分组成，一是典型泵站总流量、压力、耗电量、井（河）水位自动监测系统；二是斗农渠明渠流量水位监测系统，监测控制中心设在花官镇灌溉用水者协会办公室内。2、 设计依据 （1） GB50057-94建筑物防雷设计规范，1994年。 （2）GB50174-93计算机房防雷设计规范，1993年。（3） GB2887-89计算站场地技术要求，1989年。（4） GB9361-88计算战场地安全要求，1988年。（5） GA173-1998计算机信息系统防雷安保器，1998年。（6） 水利水电工程水情自动测报系统设计规定DL/T5051-1996（7） 水利部，水文自动测报系统规范，1994年。（8） 国家技术监督局，水文测报装置遥测水位计，1990年。（9） 国家建设部，水位观测标准，1990年。（10） 国家建设部，河流流量测验规范，1990年。（11） 水利部，水工建筑物测流规范，1992年。（12） 水利部，水文站网规划技术导则，1992年。（13） 水利电力部农水司，灌溉管理手册，1994年。（14） 公安部标准：电子计算机系统安全要求规范。 中心站功能如下： 该系统为远距离分散遥测系统，遥测内容主要为：提水泵站水泵的出水流量、压力、耗电量及井（河）水位监测；斗农渠明渠水位流量监测。在办公室计算机上可实时监测和查看到各泵站灌溉水量、压力、耗电量、井河水位、数据及变化过程，还可查阅以往的历史数据、生产报表生成和打印。 中心站主要装设工业控制机、水情数据遥测采集及数据处理软件、射频卡预收费软件、UPS不间断电源、数据通信设备、投影机及电动投影屏、避雷设备等。 软件分为水情数据遥测采集及无线发送、数据处理报表生成软件和射频卡预收费软件。前者主要完成水位数据的远程采集、传输通信和实时数据的储存和数据库建立；后者主要进行灌溉预收水费射频卡充值机灌溉管理、建立二级数据库、日月报表的自动生成和查询等。软件功能强大：具有图形和动画显示界面，全新的ActiveX动画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、多行文本、通用棒图等，能够更方便、更灵活地处理、显示实时数据。强大地数据处理功能，能够对水库灌区现场产生的数据以各种方式进行统计处理，能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。方便的报警设置，丰富的报警类型，能够方便、及时、准确的扑捉到任何报警信息。完善的安全机制，允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。强大地网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和多种网络体系结构。提供了WWW浏览功能。在整个系统内，使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便的浏览到与现场一致的动画画面，实时和历史的数据。强大地报表功能。可显示和打印各种日报表、月报表、年报表。该软件还可扩充具有控制功能，利用现场增装的PLC等硬件设备可对管灌区阀门及水泵进行远程启闭控制，形成远程分散的检测控制系统。系统拓扑图附后。主要设备如下：工业控制机显示器，19寸液晶清华同方品牌机笔记本电脑水清数据遥测通信软件数据处理报表生成团建预收水电费欠费关停软件高档操作台1800*1000*700、办公椅2把中心站GPRS通信模块年通信费直流电源24VUPS不间断电源惠普打印机，打印、复印、扫描投影机及电动投影屏电缆、穿线管及附件220V电源避雷器、开关设备箱接地极，确保接地电阻小于1欧系统总体设计框架见图1图1 明渠流量泵站压力电量水位监测及预收水费控制系统4. 系统避雷及接地雷电的瞬间通过电压使电子设备讯号或数据的传输与存储都受到干扰甚至丢失，只是电子设备产生误动作或暂时瘫痪；重复影响而降低电子设备寿命甚至立即烧毁元器件及设备。这一切都会给监测控制系统带来较大损失。根据瞬间过电压产生、危害途径和自控系统大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元及集控制、通讯、监测为一体且分散面广的特点，我们认为对自控系统要尽可能降低雷电带来的损失，就必须采取系统的、综合的防雷措施。特别应从供电系统防雷、自控系统网络线路、构筑物防雷和合理接地等四方面着手。总之，由于计算机及工控设备系统大量采用CMOS集成电路和分散控制用的CPU单元，使其对瞬间过电压承受能力大幅度减弱，同时控制系统各种线路深入到工厂的各种环境之中，采用任何一种单一的防雷器件都有难以保证其安全，必须采用综合保护的措施，对症下药将各类可能引起雷害的因素排除才能雷害减少至最低限。本工程使用的避雷器主要为单相电源避雷器，选用德国OBO公司出品的V20-C系列。电源避雷器V20-C内含一个有高非线性特性（30）的氧化锌压敏电阻。该期间具有响应时间短、保护水平低、高通流量和长寿命的优点，特别当雷击电涌通过保护器后，后续电流不会出现。所有信号线全部穿钢管埋地既加强了屏蔽作用、又兼起了接地作用。接地极采用2.5米长的镀锌角钢每间隔3米埋设一根，再用偏钢与角钢焊接并连接起来，遇有高阻抗地层可考虑施用降阻剂，严格控制接地电阻小于1欧姆。5. 系统设备配置及预算表1 灌溉水情信息及预付费自动检测控制系统序号设备名称及型号产地单位数量单价（元）合价（元）1、水清数据监测控制中心101工业控制器台湾台11080010800102显示器，19寸液晶韩国台115801580103预收费品牌电脑北京台142004200104笔记本电脑北京台165006500105预收电费售卡机北京台112001200106流量压力数据监测报表软件编制济南套13200032000107预收水费管理软件济南套165006500108操作台1800*1000、办公椅2把北京台145004500109中心站GPRS通信模块深圳台122002200110中心站年通信费电信台118001800111直流电源24V上海台1150150112UPS不间断电源深圳台185008500113惠普打印机，打印、复印、扫描美国台126002600114电缆、穿线管及附件日本个198009800115电动投影屏，120寸江苏套112001200116电缆、穿线管及附件济南台125002500117220V电源避雷器、开关设备箱德国套122002200118接地极，确保接地电阻小于1欧济南125002500119小计100730120设计、安装、调试*25%济南25183121税金4%5037122合计1310002、斗农渠流量监测系统123太阳能电池板北京145004500124太阳能专用蓄电池英国115001500125太阳能控制器北京112001200126水位传感器0-5m中德合资台228005600127双路输入数显仪表香港台112001200128观测站GPRS通信模块深圳台122002200129年通信费电信1180180130电源电压转换器上海套112001200131直流24V电源避雷器德国台1220