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供水调度自动化系统

2020-04-09 21:01

运用遥测、遥控、遥调、通信和计算机技术,对供水水源和设施进行自动测量、计算和自动控制调节,以实现对水量的合理输送、调节和分配的整套装置。

分类

按控制方式可分为分散控制系统、集中管理分散控制系统和集中控制系统。

(1)分散控制系统。是独立的终端监控站。运用遥测、遥控及计算机技术,独立完成本站有关参数的自动检测、计算,对有关设施实现自动监控,并有数据通信接口,可加入集中管理分散控制系统。分散控制系统适用于中小型闸坝、渠首、泵站及重点干支渠道。

(2)集中管理分散控制系统。由一个中心站和若干个监控站组成。各监控站具有分散控制系统的全部功能,中心站通过通信网络监测各监控站的运行工况,并根据系统水量分配模型,指令各监控站的运行状态。集中管理分散控制系统适用于大型水利枢纽或重点水库、灌区。

(3)集中控制系统。由一个中心站和若干个终端测站组成。各终端测站均可无人值守,由中心站对系统所属的任意终端测站随时进行自动检测、计算,并对供水设施自动进行调节和控制,实现本系统内水量的合理输送、调节和分配。集中控制系统适用于供水设施较先进的重点水利枢纽、大型水库和灌区。

供水调度自动化系统也可按使用场所和功能分为:水利枢纽工程调度自动化系统、渠系配水调度自动化系统、闸门自动监控系统、泵站自动化管理系统、灌溉自动化控制系统等。

结构

以集中管理分散控制系统为例,该系统由监控站和中心站组成。

(1)监控站。包括:①传感器,完成基本参数的原始测量,并可变换为电量输出。传感器有水位计、闸位计以及电压/电流变送器等。②传输电缆,将传感器原始测量参数送到计算机输入接口。③输入接口,将传感器送来的电量变换为计算机可接受的信号,并进行信号隔离。④计算机系统,接收输入的参量,根据给定的数学模型进行数据处理、计算,并据以发出控制、调节指令。⑤输出接口,将计算机的控制、调节信号转换成对供水设施的控制,并实现计算机与供水设施的隔离。⑥显示器、打印机,显示、打印记录实时数据,包括水位、闸门开启程度、瞬时流量、日平均流量、历时累计水量等。⑦通信接口及通信机(有线、无线或光纤)。⑧电源。

(2)中心站。包括:①通信接口及通信机。②主机及控制台,接收所属监控站的参量数据,显示、打印(记录)各监控站及系统的参量。根据系统供水模型对各监控站发出调整指令,由各监控站独自执行。③显示屏,实时显示各监控站及系统的运行工况。④打印机和磁盘,记录和储存各监控站及系统的各参量。⑤电源。

功能

以现今世界流行的集散型分布式计算机控制系统为例,按不同系统分述如下。

(1)闸门自动监控系统。其功能包括:①自动采集闸位、水位及有关配电电压、电流、开关状态及液压压力等工况,自动计算瞬时流量、累计流量及各参数的过程线。②根据供水调度方案自动进行实时调度,自动控制闸门升、降、停运行。③实时存储信息,记录运行状况。④及时发现闸门故障,并发出相关故障的识别信号及标志。⑤具有自动/手工、本地/远程切换功能。⑥具有联网功能,能实时将本站的状态自动向上级网发送,并接收上级网的调度命令。

(2)泵站自动监控系统。其功能包括:①实时自动巡测各机组电流、电压、功率、功率因数、叶片角度、励磁及水位等相关设备的状态。②根据供水调度方案,对水泵机组实施自动开、停及叶片角度的调节。③实时存储信息,记录运行状态。④自检功能及故障自动识别,并发出相关故障的识别信号及标志,实时报警。⑤与上级网通信,接收上级网调度,向上级网发送本站实时运行状态。

(3)灌溉节水增产自动监控系统。在灌区建立干渠控制断面的水位及流量实时自动测报系统,同时自动实时监测田间水位、日照、风速、气温、湿度、降雨等气象信息以及对田间和田面水层深度信息、墒情和作物长势进行监测。根据实时及历史数据进行分析,建立灌溉供水决策支持模型,对灌区的灌溉用水进行科学的预报和决策,输出供水调度方案,制定各种时段的实时供水计划,实现科学供水,达到节水、增收的目的。

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