水位無線監測系統的應用

　　概述
　　 水位測量一直是水文、水利部門的重點工作，由于沒有進行有效監測，江堤決口的惡性事故時有發生，給國家和人民生命財產帶來重大損失。
　　 目前對江、河水位的管理和洪水的控制主要在泵站進行監測。在每個泵站定期收集數據，管理人員使用這些數據制定江、河水位控制決策。泵站沿河流或水路按一定間隔建造。傳統的數據收集方法包括讓經過培訓的人員在每個泵站測量和記錄水位讀數。這種方法勞動力成本高，而且受人為因素的影響。而且也因選擇的時間沒有規律而受到影響。

　　隨著計算機信息技術和通訊技術的迅速發展，原有管理手段已不適應企業信息化、網絡化的需要。且供水區域將逐步擴大，供水體制也將發生較大變化，現有的監控系統已不能滿足發展的需求。因此，建立新的較高科技含量的監控系統勢在必行，而遠程監控系統（簡稱SCADA系統）是該系統的重要組成部分。
　　為及時發現事故苗頭，防患于未來，我公司研制開發了經濟實用、可靠的水位無線遠程監控系統，本系統能對水位進行實時無線監測，數據處理和統計打印，并可遠方控制各分站點的可控開關，從而在保證江堤安全的同時，亦提高了水文管理水平。
　　系統組成和工作原理
　　系統主要由水位RTU和監測中心組成，如附圖所示；
　　水位RTU主要完成對水面水位數據的采集和發送并接收監測中心的指令，一旦水位超標，水位RTU就會發出報警信息，請求監測中心采取相應措施。水位RTU可設置為自動定時向監測中心發送信息，也可設置為平時處于待命狀態，在收到監測中心的指令后才將信息發送給監測中心。
　　

　　監測中心由工控計算機系統、監測中心數傳裝置和監測中心軟件組成，監測中心可將巡檢指令發送各水位RTU，該水位RTU收到指令后即向監測中心發送信息，監測中心一旦發現險情即可采取緊急措施。
　　監測中心軟件是基于WindowNT界面水位管理控制專用軟件，具有操作簡便、直觀易懂、顯示美觀等特點，在監控中心電腦顯示屏上可直接觀察到各水位監測點的實時水位情況。

　　該系統可以實現各種液位測量設備之間的智能化控制與液位數據的。該系統支持激光、超聲波、紅外線、鋼弦、液壓等,等多種的液位測量設備，采用RS-232/485、MODBUS等協議組成的測量網絡，并可實現與中央控制室及遠調的數據共享。
　　SCADA系統通信信道
　　通信信道是測控系統中調度中心計算機與現場終端之間數據傳輸媒介的總稱，它包括通信設備和通信規約。SCADA的通信規約按三個層次設計第一層為鏈路層，約定幀同步、幀長，有保證數據透明性和監督的協議。典型規約有SDLC/HDLC規約及FT1.2型異步規約；第二層為報文管理層，這一層管理報文通信握手規則，從工作模式的選擇直到自動重發請求，以及多任務環境管理；第三層為遠方訪問與控制層，這是選對象、選操作功能以及對命令的響應等約定。該規約符合國際通信協議標準。
　　本系統通信設備全部選用工業級數傳電臺，配以寬范圍的開關電源以及高增益天線，使得通信半徑大于30公里。對于中小城市間還可利用本公司生產的GPRS專用數傳裝置進行遠距離數據傳送。與那些采用有線設計方案設計的泵站相比，本公司的設計方案大大減少了安裝和配線成本，而且增加了可靠性。系統消除了傳統數據收集方式中的人為錯誤。

　　設計指導原則
　　為了保證本SCADA系統的先進性、開放性、安全性、擴展性、穩定性和易用性，本系統的設計遵循以下幾條指導原則:
　　 符合標準：系統采用的信息格式、接口標準，都符合國際標準、國家標準。
　　 先進性：采用國際先進的軟硬件技術，保證系統達到國內先進水平。
　　 開放性：充分考慮與其它系統的接口，并且能夠提供二次開發平臺。
　　 安全性：從應用軟件層保證系統和數據的安全，硬件充分考慮防雷、防盜、防靜電。
　　 擴展性：系統的擴展要方便、靈活。
　　 穩定性：軟硬件都必須具有高度的穩定性和可靠性。
　　 易用性：整個系統必須易于管理、安裝和使用，系統必須具有良好的可管理性，必須在充分滿足現在的自動化控制應用的基礎上，為以后的各種應用奠定基礎，同時系統應該具有很高的資源利用率。
　　 高性價比。
　　設計技術規范標準
　　我們將參照如下的技術規范和標準：
　　 GB8566 計算機軟件開發規范
　　 GB/T12504 計算機軟件質量保證計劃規范
　　 GB50093-2002 工業自動化儀表工程施工及驗收規范
　　 GBJ232-82 電氣裝置安裝工程施工及驗收規范
　　 DL/T578-95 水電廠計算機監控系統基本技術條件
　　 GB11920-89 電站電器部分集中控制裝置通用技術條件
　　 GB4720-84 低壓電器電控設備
　　 JECC144 低壓開關和控制設備的外殼防護等級
　　附一：

　　激光水位測量儀技術指標

　　附二:
　　智能型一體化超聲波液（物）位儀，是一種智能型非接觸式液（物）位測量儀表。產品具有自動功率調整，增益控制，溫度補償，采用先進的檢測技術和計算機技術，提高儀表的測量精度，對干擾回波有抑制功能，保證測量結果的真實。產品可廣泛用于各種液體的液位和固體的物料高度的測量，也可用于距離的測量。
　　多種輸出形式：可編程繼電器輸出、高精度4-20mA電流輸出、Rs-485數字通信輸出