电子论文-灌区量水设施自动化管理系统及其应用_图文

1、灌区量水设施自动化管理系统及其应用徐文军1,郑雷2(1.浙江大禹建设有限公司,浙江金华321017;2.金华市安地渠道管理所,浙江金华321017摘要:以浙江省金华市安地水库灌区为例,论证和介绍利用超短波无线通信和计算机组成灌区量水设施自动化管理系统的理论依据和内部结构,并阐释了利用这一系统对灌区水位、流量、水量进行自动精确计量,对灌区农业用水进行科学调度和优化配水,从而提高灌区现代化管理水平,提高水资源利用率,推动灌区社会经济发展的功能和效果,充分体现了现代电子技术和信息技术对水利事业发展作出的贡献.关键词:灌区;量水设施自动化;水情遥测中图分类号:TV697文献标识码:A 文章编号:100

2、8-536X(200804-0014-003Au t o m a ti on Ad m i n i s trati on Sys t e m of F l ow Control Fac iliti es i n Irri ga t ed A reasXU W en-jun,ZH EN L e i(1.Zh e jia ng D a yu C ons tru ct ion C orp.,J inhu a321017,C h in a;2.Zhe jia ng A n d i C ha nne l M a na gem en t,J inhu a321017,C h inaAb s tra c t

3、:Th e theoret ica l sou rce an d the in te rna l s tru ctu re o f au tom a tion a dm in is t ra t ion sy s temo f flow con tro l fa cilit ies in irrig a ted a rea by w ireles s com m un ica t ion a nd com p u ter a re dem on s tra ted in th is es sa y ba sed on the ca se o f A n d i R ese rv o ir Ir

4、r iga ted A rea in J inhua, Zhe jia ng.R elea s ing an a ccu ra te com pu ta t ion on w a te r lev e l,flowra te a nd w a te r v o lum e in the irr iga ted a rea,the sy s temis o f bene fit to the im p rovem en t o f adm in is tra t ion an d a v a ila b ility in ru ra l w a ter supp ly ing a nd d is

5、p a tch ing to a scien t ific and op t i m iz ing ex ten t.K e y w ord s:irrig a ted a rea;flowcon t ro l fa cility;a u tom a t ion adm in is tra t ion;rem o te m on itor in g o f th e flow0引言1系统概况安地水库灌区多年来均为人工测量水位,通过经验公式来计算过水量,为符合习惯本系统大部分测点收稿日期:2008-09-10作者简介:徐文军(1969-,男,浙江金华人,工程师.从事水利水电工程设计、施工与管理.

6、采用水位计,测得水位后,利用经验公式结合流量计标定综合确定流量,然后再计算水量.灌区部分测点采用浑水流量计,直接测定该断面的流量,然后再计算水量1.根据灌区渠道分布的实际情况和管理规划要求,系统分为1个中心站,5个遥测站(1个双水位雨量站, 1个水位站,1个水位雨量站,1个水位流量站,1个水位流量雨量站,共计11个测点(见图1.1.1系统通信组网中心站设在安地渠道管理所,是整个灌区配水、调度和监测中心.遥测站分布在渠道干渠的各个控制点,负责将水位、流量和雨量数据发送到中心站.系统设计采用超短波通讯电台2组成通信网络,在国家无线电委员会规定的水情测报专用频段(224.25H z、231.25 H

7、 z内工作,无线电波信号稳定,抗干扰强,完全满足了水情遥测的需要.1.2系统主要功能和特点:金华安地灌区量水设施自动化管理系统有以下主要功能和特点:(1测站能自动实时采集、发送水位、流量和雨量第20卷第4期浙江水利水电专科学校学报V ol.20N o.4 2008年12月J.Zh ejian g W a t.C on s&H yd r.C ollege D ec.2008 图1 系统站点分布图数据;(2中心站能实时接收上报的数据,并进行存储、显示、打印及数据处理;(3中心站能根据遥测站传来的数据,即使判断看是否符合配水要求,如不符合则立即报警;(4遥测站一般都在野外无人值守,能在任何气

8、候条件下全天侯工作,保持了资料的连续性.2 系统硬件配置2.1 中心站设备遥测站主要包括数传仪、蓄电池、太阳能板、定向天线、同轴避雷器、水位计、流量计和雨量计等,见图3.数传仪负责将采集的水位、流量、雨量数据发送到中心站;而遥测站一般都在野外,不易有电源供电,太阳能板和蓄电池负责为其供电;在天线上安装同轴避雷器3,可以有效的避免雷电将硬件损坏.水位计采用的是W FH-2型机械水位计,可以自动记录水位,比较适合在野外使用 ;流量计采用的是图2 中心站设备构成图图3 遥测站设备构成图LBX -T 型浑水流量计,比较适合明渠流量的测量;雨量计采用改进型双翻斗式雨量计.第4期徐文军等:灌区量水设施自动

9、化管理系统及其应用153系统软件设计本软件基于W in2000P ro操作系统平台,采用V B6.0软件开发平台,使用M icroso ft公司的A ccess2000数据库4,具有开发周期短,易于维护及操作灵活等特点.整个软件主要由数据采集,数据处理及辅助功能三大模块构成.3.1数据采集模块数据采集模块的编程与硬件的组成和无线通讯协议密切相关,本系统使用水文上常用数据编码格式:水位A3A3,流量C5C5,雨量F2F2(格式为:引导码站号水位、流量或雨量数据校验码.编程方面,模块利用VB6.0的M SC om m控件的O nC om m事件来自动侦测接受数据缓冲区中有无数据来报,当检测到一帧数

10、据的引导码(即A3A3、C5C5或F2F2,则将串口数据依次读入,经过B CH校验无误后,把BCD码还原成真实的水位、流量和雨量数据,并存入数据库以备调用.3.2数据处理模块数据处理模块是将数据库中的数据进行统计、分类、查询,以报表的方式显示给用户.根据灌区的实际要求,本系统提供了雨量的日、月、年报,各干口日报表,日供水量累计表,日供水量测报表,各干口供水情况统计表,水量平衡表,轮供水量统计表,年水费计征表.3.3辅助功能模块辅助功能模块提供了水位报警、显示实时水情、各站点数据的实时监测、灌区介绍等功能.(1报警系统由于灌区水资源比较缺乏,灌区放水时水位也一直比较恒定,为防止有人偷水或避免放水

11、不足,在报警系统里设置了高低两个报警水位,并可让用户自行设定放水时的恒定水位、高报警水位和低报警水位,一旦不符合要求,即刻发出报警音,并在图形上以不同的颜色来表示.(2实时水情将各个测点的最新数据实时显示,并统计当天各站点的来报次数和软件运行期间总来报次数,计算最新来报时间和现时间差,看是否超过测站定时发报的时间(一般为4个小时,如超过,则提醒检查测站.(3各站点数据的实时监测显示该测站的照片,实时水位、流量和当日累计雨量,并给出该测点的性质、站号、管理员姓名和联系电话等测站信息.(4灌区介绍将展示灌区的概述、系统组网图、系统流程图、灌区的主要渠道照片、水位井、数传仪照片及灌区水库的风光图等,

12、以方便领导参观时,便于讲解.4系统应用4.1水情自动测报安地水库灌区的遥测站每5m in检测一次水位,若水位无变化(即变化小于1c m,每4个小时向中心站发数,若有变化,则立即发数;雨量计每降雨1m m,向中心站发数;流量计根据设定的流量系数,每过一定量的水(流量系数×1000时,向中心站发数.中心站收到遥测站的数据后,若为水位则根据明渠均匀流谢才公式5求得流量,再乘以时间求得过水量,若为水量数据,则除以相应的时间得到流量,最后将流量、水量等数据统计后,制成报表,供中央控制室的管理人员对整个安地水库灌区的水资源做出决策.4.2优化调度本系统的建成,能使安地渠道管理所和有关部门及时了解和掌握水情(水位、流量、水量、雨量状况,中心调度人员也可以根据不同时期的需水要求和灌区运行反馈情况,做出科学决策,实现科学用水,节约用水及优化调度.5结语(1本系统于2007年5月投入运行后,使安地水库灌区水资源得到充分合理利用.(2本系统很大程度上减轻了安地渠道管理所工作人员的劳动强度,免去了昼夜巡水的麻烦,提高了灌区管理的科技含量,为灌区的科学调度和优化配水提供了可靠的依据.同时增强了灌区管理人员的科技意识,以及利用电子技术和信息技术带动水利事业发展的意识.参考文献:1