水利工程自动化控制系统研究

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排涝站自动化控制系统研究

作者：李文臻

来源：《中小企业管理与科技·中旬版》2008年第12期

摘要：本文介绍了抚州市城市排涝的基本情况，并分析了排涝站自动化系统的结构和功能，对我市建立高效先进的排涝系统具有一定参考价值。

关键词：排涝 自动化系统 发展 功能

1 城市排涝概况

抚州市位于江西东南部，是一座具有1900多年历史的古城，自古有“才子之乡”的美誉，名人文化浓厚，文物胜迹甚多；同时也是抚河中、下游防洪保护对象中的一个中等城市。抚州市城区地处抚河与抚河支流临水交汇处，河流以贯穿全市南北的抚河干流为主(另有分洪干港)，西有临水及其支流崇仁水、宜黄水，内河凤岗河自南向北穿越城西规划新区。主城区位于抚河干流东西两岸，西岸为主城区政治、经济、文化中心，东岸中洲圩内为文昌街道，地势均较低洼，洪涝灾害较严重。目前我市排涝自动化程度低，防洪工程建设投入少，排涝设施陈旧。年年的洪涝灾害给抚州市造成的经济损失达数亿元，成为制约抚州市社会经济发展的重要因素。基于上述原因对排涝泵站的自动化系统的研究和建设迫在眉睫。

2 排涝站自动化系统结构与功能

2.1 排涝站自动化系统发展 60年代排涝站只有一些最基本降压启动的设备直接带排水泵工作，这些是泵站的基础设备，自藕降压或星三角降压启动可以算是自动化技术的雏形。80年代排涝站综合自动化系统的应用，主要是采用电量采集、非电量采集板卡通过插在微机总线上实现排涝站数据的微机化采集。这些微机化的设备虽然功能各异，但其数据采集、输人输出回路等硬件结构大体相似，在当时受到人们的青睐在当时，排涝站自动化系统实际上是在下位机的基础上加上一台微机为中心的当地监视系统，不但未涉及继电保护的改造，就连原有的传统的控制屏台仍予以保留。这可以说是国内排涝站自动化技术的第一阶段。90年代数字保护技术的广泛应用，使排涝站自动化取得了实质性的进展。这时的排涝站自动化系统是在排涝站控制室内设置一台计算机系统作为排涝站自动化的心脏，其串行口和排涝站微机保护系统的通讯口相连接，接受保护装置的各种信息和参数，整定和显示保护定值，完成相应设备的保护、测量和部分控制功能。此类集中式排涝站自动化系统可以认为是国内排涝站自动化系统的第二阶段。2000年以后，随着计算机技术、网络技术及通信技术的飞速发展，同时结合排涝站的实际情况，各类分层分布式排涝站自动化系统纷纷研制成功和投入运行。分层分布式排涝系统包括一下几层：第一层为现场层。由安装在排涝站现场的若干台功能独立的智能设备(智能单元)进行排涝站各种数据采集，变电所、主机、泵站辅机、节制闸的现场控制，变压器、主电机等龙源期刊网

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自动化监控系统在水利工程的应用

随着经济社会飞速发展，水利工程的地位越来越重要，但水利工程是一个庞大和复杂的系统工程，对水利工程的管理应该贯穿水利工程整个生命周期。随着现代通信、网络、计算机技术和人工智能的发展，建立基于Web的自动化监控系统，为及时分析监测数据、实时评判水利工程建筑物的安全状态，提供了一种好的解决方法。这种利用远程网络技术对处于异地的对象实施监测和处理自动化采集的系统，可进行观测数据采集、分析判别、预警报警，制作各类统计报表，数据通信（计算机网络），数据记录存储（数据库），系统的远程操作和维护等。以公共基础地理和水利工程业务数据为基础，通过综合运用GIS、服务融合等技术手段，对多时空水利数据进行综合管理、分析，并提供标准服务接口，为水利业务应用系统的提供功能和服务共享，并以此为基础，通过软件分析功能，辅助进行科学管理和决策，实现实时信息汇总、分析、统计等功能，提高水利工程管理现代化、科学化、自动化水平。

一、基于Web的自动化监控系统

Internet自诞生以来，在短短的十几年间，已经从一种简单的数字传输数据的方式发展成为一个巨大的产业，Internet也为分析和解决地理问题提供了绝佳的通信环境。通过Internet可以在地球的任何地方方便经济快速地获取和传输地理数据。GIS所强调的正是

第 2 页 共 6 页 在Internet上发布地理数据，正如用户可以在其他网站上获取数据一样。由于地理数据在Internet上具有很大的自由度和移动性，从而最终能够在许多领域解决许多实际问题，如信息管理等。基于Web的自动化监控系统采用国际流行的三层体系结构，将表现层、逻辑层、数据层三层分离，在GIS平台层面上实现数据有效管理和各种功能的实现。

二、在芜湖水利工程建设管理中的应用

1.系统简介芜湖市各县区分布范围广，水利工程项目众多，生命周期长，采用人工信息采集和对其进行管理并监测状态具有相当的难度。随着水利现代化的飞速发展，对水利工程自动化、信息化管理的要求也越来越高，因此采用自动化监控系统管理水利工程也显得尤为重要，大大减轻了数据采集和监控管理的工作量。本文主要介绍芜湖市水利建设管理综合信息系统，这种自动化监控系统是通过Web连接起来的一个分布式监测和集中型控制系统，它可以将大量的监测数据集中到控制中心进行统一管理、控制和评价，突破了地域限制，实现了远程监测，在线浏览监测数据并实现交互处理，实现了“移动的是数据而不是人”，从而节约了时间并降低了费用。基于Internet的信息管理系统功能强大，信息共享的方式多样，内容更新迅速，提供Web浏览、信息查询、辅助决策和网络预警的功能，并且支持数据、图形等信息的传播。GIS平台技术是水利建设管理综合信息系统的一个重要工具，通过GIS平台可以展现各类水利工程分布，直观展现水利工程的各项信息，实时双向监控项目建设。大范围的共享诊断资源，

自动化技术在水利工程中的应用

随着计算机、通讯技术、电子技术不断的发展，水利工程施工建设及其运行管理逐渐的走向了高效准确地自动化采集、传输、分析、处理等数字化的管理。下面就结合作者实际工作经验，简要的分析疏浚驳船载运状态监控系统在水利工程中的应用，以供借鉴。

标签：水利工程；疏浚驳船载运；监控系统

1、 疏浚驳船载运状态监控系统的分析

疏浚驳船载运状态监控系统的整体规划思路可以归结为：整合疏浚区地理信息、驳船吃水变化信息和驳船GPS位置信息，借助卫星定位技术、GIS技术、三维声纳成像技术、图像识别技术、通信技术、计算机技术等先进技术手段，通过载运状态智能监测模型，实时监控疏浚驳船从河道疏浚区至淤泥倾倒区的整个航行过程中的载运状态情况，从而实现监管部门对疏浚驳船载运状态监测和管理智能化。

2、 系统总体的设计

2 .1 疏浚船船体监控分系统主要包括GPS终端、一体化遥控终端、供电系统、信号传输系统及其附属设备等。其中根据疏浚船的种类及工作方式，系统针对主要在内河工作的小型疏浚船项目拟在船体通过安装GPS终端，实时掌握疏浚船的运行路线，疏浚船运行路线偏移预定航线时系统自动报警，提醒监管人员。针对船体具备安装泵机组和底阀的大中型船体，系统拟同时安装GPS终端和一体化遥控终端，通过GPS获取的疏浚船定位信息并通过一体化遥控终端控制泵机组或液压装置，疏浚船只能在到达指定区域才能启动泵机组或底阀，防止疏浚船在运输途中偷排事件的发生。

2.2 沿岸监测断面监控系统主要包括声呐三维成像系统、图像识别监控设备、供电设备、图像存储设备、信号传输设备及其附属设备等。

2.3 监控中心系统主要包括应用服务器、存储设备、通讯设备、应用软件等。

疏浚驳船载运状态监控系统的总体框架结构如图1所示：

2.4信息流

系统信息流为监管部门在监测断面预先确定监测区域经纬度数据，并利用疏浚船船载GPS读取其位置信息，待疏浚船GPS达到监测区域时，启动声纳成像扫描系统和视频抓拍系统。系统利用GPS定位终端确定并上传疏浚船的位置和船体基本状态信息；通过三维成像扫描船体水下成像，判断疏浚船是否存在通过底阀或其他动力设备偷排现场；通过视频监测设备判断两个监测断面疏浚船吃水

水利灌溉工程中自动化控制系统设计

摘要：在人类生存和国家发展过程中,水资源有着举足轻重的作用,当前世界部分国家水资源稀缺,制约着国家社会的战略发展问题。而我国是人口和农业大国,水资源严重匮乏,水资源人均占有率仅为世界水平的1/4,我国农业用水量占全国总用水量的60%以上；此外,我国水资源存在分布不均的特点,不仅地域存在差异,而且与人口、土地不匹配。随着节约用水意识以及灌溉水平提高,我国农业用水量也出现逐年下降趋势。本文主要分析水利灌溉工程中自动化控制系统设计。

关键词：水利灌溉工程；自动化控制；高效节水；水利信息化

引言

水利灌溉过程中自动化控制技术具有极其重要的地位,合理利用自动化控制系统,才能对农业发展起到良好的促进作用,能够减少水资源浪费,缓解我国用水紧张的现状。新建首部工程、布置田间管网,并配套灌区灌溉自动化、信息化系统设备,实现了高效节水灌溉工程智能化、自动化,以信息化技术为载体,构建了灌区内水务管理一张图。

1、节水自动灌溉的工作特征

农业节水自动灌溉系统应该有以下几方面的特点：首先，要有操作简单的特点。在技术应用过程中，只是针对农业灌溉进行使用，虽然在应用过程中存在一定的自动化技术实践内容，但是其结果依然处于不理想的状态。同时，农业灌溉工作人员在进行作业的过程中，存在专业水平有限的问题，这也会导致农业节水自动灌溉系统的实际工作效果受到影响。因此，要求农业节水自动灌溉系统操作简单，以此保障自动化技术的实际效果。其次，要有抗腐蚀性的特点。在农业灌溉工作开展过程中，不单单是要对农作物进行基础灌溉，保障农作物所需水分，还会使用诸多带有化学性质的农药，以此保障农作物的生长需求得到满足。因此，要求节水自动灌输设备具备优质的防腐蚀性，以此保障设备可以正常使用，进而发挥自动化技术的作用。最后，要有自动化调节的特点。在实际的灌溉工作过程中，节水灌溉自动化技术要对农作物生长所需的水分和肥力按照最佳比例进行调配，并且以农作物生长规律为依据，进行合理化和自动化的调节，以此保障农作物的正常生长。这也就要求节水自动灌溉系统应具备自动化调节的特点，以此维持农业节水自动灌溉系统的应用效果。