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概述:
隨著我國(guó)科技水平和綜合國(guó)力的大力提高，水力資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中體現(xiàn)出其越來(lái)越重要的地位，我國(guó)對(duì)水利工程建設(shè)上也加大了投資力度，合理充分地利用水力資源顯得越來(lái)越重要，水閘泵站作為水利資源調(diào)動(dòng)中不可缺少的一個(gè)重要部分，水閘泵站的自動(dòng)化改造的重要性就顯得尤為突出。
水閘泵站自動(dòng)化系統(tǒng)主要對(duì)水泵狀態(tài)、水井水位等重要參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)泵站“無(wú)人值班”（少人值守）的目標(biāo)。
泵站自動(dòng)化系統(tǒng)主要工作原理將現(xiàn)場(chǎng)傳感器的水位模擬量和水泵的開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS6011G完成采集，并把采集的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)傳輸至調(diào)度中心計(jì)算機(jī)，調(diào)度中心控制機(jī)監(jiān)測(cè)水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，并遠(yuǎn)程控制閘門(mén)、水泵的開(kāi)關(guān)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
系統(tǒng)組成：由監(jiān)測(cè)中心、瑞申RS6011G GPRS RTU、前端傳感器三部分組成（以下主要介紹監(jiān)測(cè)中心和瑞申RS6011G GPRS RTU）。
1、監(jiān)控中心
控制中心服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址，采用移動(dòng)通信公司提供的專(zhuān)線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于專(zhuān)線可提供較高的帶寬，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。
采集主要信息如下：
水井水位、水泵開(kāi)關(guān)狀態(tài)、河道水質(zhì)、設(shè)備故障信號(hào)
（1）、以動(dòng)態(tài)的方式對(duì)采集信息的實(shí)時(shí)顯示
采集的參數(shù)如水井源的動(dòng)畫(huà)模擬顯示，實(shí)時(shí)獲取泵站的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并依據(jù)獲取的水位、水泵開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，采用動(dòng)畫(huà)模擬的方式，直觀反映泵站的當(dāng)前狀態(tài)。
（2）、水泵的遠(yuǎn)程控制
（3）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線
實(shí)時(shí)反映采集信息的變化，方便對(duì)采集信息的分析和查詢(xún)；形成閘站、區(qū)域水位、流量等實(shí)時(shí)圖形曲線。
（4）、歷史數(shù)據(jù)的時(shí)段曲線（水位、流量等參數(shù)）
可以追憶帶毫秒標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，方便事故查詢(xún) ；可以形成閘站、區(qū)域水位、流量等歷史圖形趨勢(shì)曲線。
（5）、報(bào)警信息
自動(dòng)記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過(guò)程等重要事件。系統(tǒng)可提供高報(bào)、高高報(bào)、低報(bào)、低低報(bào)、偏差、變化率、延時(shí)、壞PV、錄入超時(shí)報(bào)警功能，提供報(bào)警確認(rèn)、報(bào)警匯總、報(bào)警歷史查詢(xún)等功能。對(duì)于低低限報(bào)警、低限報(bào)警、高限報(bào)警、高限報(bào)警。對(duì)于偏差報(bào)警，當(dāng)過(guò)程值（PV）與設(shè)定值（SP）的偏差超出了偏差限值DEV時(shí)，報(bào)警產(chǎn)生。變化率報(bào)警是通過(guò)檢測(cè)過(guò)程值（PV）的實(shí)際變化率，即如果過(guò)程PV值在變化周期RATECYC內(nèi)的變化量超出了變化率限值RATE后，產(chǎn)生報(bào)警。
（5）、數(shù)據(jù)報(bào)表
對(duì)于采集來(lái)的數(shù)據(jù)包括閘位數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、雨量數(shù)據(jù)等，形成數(shù)據(jù)報(bào)表；報(bào)表有以下幾種：
歷史報(bào)表
歷史報(bào)表能進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)的生成，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間范圍、間隔、起始時(shí)間可進(jìn)行任意指定，并可以根據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)。
多功能報(bào)表
可以任意設(shè)置報(bào)表格式，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等。既可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表�？梢栽趫�(bào)表上同時(shí)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和任意時(shí)刻的歷史數(shù)據(jù)，并加以統(tǒng)計(jì)處理，例如取行平均、列平均，統(tǒng)計(jì)出最大最小值。
2、瑞申RS6011G GPRS RTU產(chǎn)品介紹
（1）、GPRS傳輸特點(diǎn)
基于水情分布點(diǎn)多面廣，其遠(yuǎn)程采集大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護(hù)量很大。由于電話線公用，通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖突，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對(duì)水調(diào)部門(mén)的正常工作造成了干擾，并且此種方式對(duì)通訊部門(mén)程控交換機(jī)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行也有一定的影響。為保證傳輸質(zhì)量，若采用專(zhuān)線方式，投資成本太高；采用GPRS/CDMA無(wú)線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式，很好地解決了遠(yuǎn)程水情信息采集的瓶頸問(wèn)題。
（2）、基本原理:
通過(guò)RS—485總線將數(shù)字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與瑞申無(wú)線智能測(cè)控終端連為一體，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。瑞申無(wú)線測(cè)控終端內(nèi)置：CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊�？涩F(xiàn)場(chǎng)接入多路模擬量、開(kāi)關(guān)量、繼電器信號(hào)等數(shù)據(jù)，然后直接通過(guò)GPRS無(wú)線模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。 通過(guò)該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì)水情要素如水位、雨量、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警，并通過(guò)用戶手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
（3）、功能特點(diǎn)：
◎ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；
◎ 采用超低功耗高性能的嵌入式處理器，數(shù)據(jù)采樣精度小于2‰；
◎ 內(nèi)嵌看門(mén)狗，不死機(jī)，掉線自動(dòng)恢復(fù)；
◎ 配備多種接口資源：包括模擬信號(hào)采集、開(kāi)關(guān)量采集、脈沖信號(hào)輸入、繼電器控制輸出等；
◎ 繼電器可設(shè)置報(bào)警聯(lián)動(dòng)；
◎ 支持一路RS232/RS485（只支持MODBUS協(xié)議）方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入電子式傳感器、PLC等各種設(shè)備；
◎ 短信數(shù)據(jù)傳輸或GPRS實(shí)時(shí)在線傳輸方式；
◎ GPRS 遠(yuǎn)程在線設(shè)置和短信息遠(yuǎn)程設(shè)置功能；
◎ 支持終端遠(yuǎn)程進(jìn)入休眠模式，并可用多種方式喚醒；
◎ 監(jiān)控中心及手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；
◎ 可向用戶設(shè)定的手機(jī)發(fā)送短信報(bào)警信息；
◎ 模擬量分時(shí)段報(bào)警；
◎ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定；
◎ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，精確記時(shí)；
◎ 自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能；
◎ 內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；
◎ 板載工業(yè)級(jí)GSM/GPRS通信模塊，方便用戶選擇GSM/GPRS組網(wǎng)方式；
◎ 提供用戶設(shè)置軟件，開(kāi)放式接口，方便與組太軟件及其他軟件連接；
系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）、安全性
嚴(yán)格權(quán)限管理。提供審計(jì)跟蹤功能，記錄所有用戶操作過(guò)程，具備事務(wù)日志功能。
（2）、實(shí)時(shí)性
實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)中的水情、工情、雨情等信息，并將其存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中。具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較高的處理效率，對(duì)訪問(wèn)的響應(yīng)時(shí)間要短；采集接口的實(shí)時(shí)性好，能滿足其應(yīng)用的需要；采集接口的采集周期在5秒到5分鐘之間（可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定）；采集接口的實(shí)時(shí)性不能影響生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的性能。
（3）、實(shí)用性
操作界面簡(jiǎn)單，易于理解；系統(tǒng)維護(hù)方便快捷；二次開(kāi)發(fā)接口必須標(biāo)準(zhǔn)化；災(zāi)難性故障的恢復(fù)要簡(jiǎn)單、可靠。
（4）、容錯(cuò)冗余
采集接口在具備條件的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)冗余；采集軟件要有容錯(cuò)處理機(jī)制；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力，根據(jù)具體的硬件條件實(shí)現(xiàn)冗余。
（5）、先進(jìn)性
建立一個(gè)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)的、可擴(kuò)充、易管理、升級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。不僅僅要做到配置上的先進(jìn)，更主要的是開(kāi)發(fā)上和應(yīng)用上的先進(jìn)。
（6）、在系統(tǒng)中采用流量計(jì)對(duì)過(guò)閘流量和水泵流量進(jìn)行測(cè)量，為河網(wǎng)水力水質(zhì)模型的運(yùn)行和實(shí)施提供了必要條件。
（7）、多種報(bào)警方式
可以通過(guò)聲光報(bào)警、手機(jī)短信報(bào)警等報(bào)警方式對(duì)水位超高等信息進(jìn)行報(bào)警。
總結(jié)：
水閘泵站的自動(dòng)化系統(tǒng)改進(jìn)了舊水閘泵站普遍存在設(shè)備老化的現(xiàn)象。確保了排水任務(wù)的及時(shí)執(zhí)行，減輕了運(yùn)行人員的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量，提高了泵站自動(dòng)化水平，水閘泵站自動(dòng)化系統(tǒng)將發(fā)揮其更加積極的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效率。
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