PSA磁翻板液位计|玻璃管液位计|浮球液位计|玻璃板液位计|双色液位计
丹江口水库原有水位监控系统采用有线通信方式,通信线路长达1000 多m,且线路中间的转换节点多,遇有建筑物时需设架空线。实际运行时,经常因线路故障造成库水位的监测不能可靠运行。丹江口水库目前的水位计监测系统是在大坝东段的溢洪道和泄水洞消力池中各安装一支水位传感器(水位计),对下游库水位进行监测。泄水洞后的水位传感器与水库大坝自动监测系统合用。
1 系统设计依据和设计原则
1.1 系统设计依据
系统设计遵照中华人民共和国行业标准《土石坝安全监测技术规范》、《大坝自动监测系统设备基本技术条件》的有关要求和规定进行。
1.2 系统设计原则
第一,设计完成的丹江口水库库水位水情自动测报水位计监测系统要满足上述两个标准的有关规定。
第二,设计中充分考虑已有工程情况和增设新水位计测点的监测需要,根据位于水库大坝中段的泄水洞进水塔外壁、大坝东段的溢洪道放水塔外壁处及泄水洞消力池中三个库水位监测点布置,方案设计中强调实用性、先进性相结合,线路布局合理且维护方便,力求设计优化合理。
第三,水情自动测报水位计监测仪器及系统技术先进、经济实用。保证建成后的库水位水情自动测报水位计监测系统技术先进,实时性强,测值准确可靠,便于运行维护。
第四,采用GPRS/GSM 互连网络无线传输,将水位变化情况实时传送到管理局办公楼的水雨情监控室,通过串行接口或USB 接口与《丹江口水库水雨情自动测报系统》后台机连接,并与《丹江口水库水雨情自动测报系统》兼容,以实现数据统一管理、报表打印等功能。
2 系统设备及技术参数
2.1 水位传感器(水位计)
在水库大坝中段的泄水洞处、大坝东段的溢洪道处及泄水洞消力池中各安装一支水位计,在泄水洞和溢洪道的外壁需固定安装一根直径100 mm 的PVC工程管,起保护水位计及削浪涌作用,用防水钢缆将水位计悬挂在保护管内。溢洪道处水位计的水位信号可直接进入采集仪中。泄水洞处水位计的信号通过带屏蔽层的3 芯屏蔽防水电缆,接入位于大坝东段溢洪道内的采集仪中。泄水洞消力池中水位计的水位信号可直接进入位于消力池建筑物内或泄水洞闸室内的采集仪中。
水位传感器长度:两支4 m,一支3 m;分辨率≤±
1 cm;测量精度≤±2 cm。
2.2 前置机(采集仪)
用1 台采集仪(二次仪表)对安装在泄水洞和溢洪道的2 支监测库水位的水位计进行测试。采集仪可安装在溢洪道闸室内或安装在大坝中段的泄水洞闸室内。监测终端机是与传感器配套的二次仪表,其核心由微电脑控制,是一台智能化仪器,配置有传感器输入接口模块、信号调整隔离放大模块、高精度采集模块、防雷击电路、通讯控制电路、键盘电路、显示驱动
电路、看门狗电路、时钟电路及声光报警电路等。采样间隔、存储时间间隔任意设定。可随时设置或更改各测点水位计的零点高程,预置各测点的警界水位,声光报警。
可定时、实时采集64 路测试信号,输入预处理电路可滤除干扰脉冲和水波动脉冲,采用继电器与光电耦合器组合电路可有效将被测现场与仪器电气隔离。
2.3 GPRS/GSM 无线透明数据传输终端
系统采用GPRS/GSM 无线透明数据传输终端。在主站(管理局办公楼的水雨情监控室)和分站(溢洪道闸室内)各安装一台GPRS/GSM 无线透明数据传输终端。主站中,无线传输终端通过上位机与《丹江口水库水雨情自动测报系统》后台机串口连接或USB 口连接。分站中,无线传输终端通过串行口直接与采集仪连接。
GPRS/GSM 无线透明数据传输终端产品基于中国移动的GPRS/GSM 网络,具有高性能、高可靠性及抗干扰能力强等特点,提供标准RS-232 数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS 接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达171 kbps,具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。
3 系统功能及特点
3.1 系统功能
主机控制方式:由监控主机(后台机)发出命令,监测现场的采集仪通过GPRS/GSM 无线网络接收命令完成规定的测量,测量完毕将数据暂存,并根据命令将测量数据传送至监控主机内存储。自动控制方式:由采集仪自动按设定的时间和方式进行数据采集,并将所测数据暂存,定时传送至监控主机内存储。手动控制方式:在汛期或其他特殊情况下,当电源和通讯完全中断时,采集仪可依靠自备电源手动巡测,所有测值全部自动存储,待故障修复后提取。手机控制方式:手机用短信的方式(需设定密码)利用GPRS/GSM 网络可随时随地遥测、遥控库水位采集仪,并随时获取两测点的库水位。
监测数据的采集:采用四种方式,即选点测量、巡回测量、定时测量、人工测量。采集周期根据工程需要,运行人员可在监控主机或采集仪上设定或修改监测周期。监控主机(后台机):将采集仪传输来的库水位测值传入到《丹江口水库水雨情自动测报系统》中,以实现数据管理、报表打印等功能。
水位计安装参数设定:运行人员可通过手机、监控主机或者在采集仪上设定或修改
每支水位传感器的“零点高程”,设定后采集仪将数据自动存储,采用高能锂电池非易失
大容量存储器,断电后数据保存10 年以上不丢失
3.2 系统特点
第一,由于GSM 具有实时在线特性,系统无时延,无需轮询就能够同时实时收取、处理多个或所有监测点的数据,可以很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
第二,可对采集仪设备进行远程控制。通过GSM双向系统可实现对库水位采集仪设备的远程控制,进行水位计零点高程的参数调整、定时巡测等控制操作;可通过监控计算机或手机利用GSM 网络随时随地来遥控、遥测各水库大坝自动化监测系统,并随时获取水库大坝各测点的观测数据。
第三,建设成本低,安装调试简单,建设周期短。采用GPRS 的无线公网平台可充分利用现有成熟的GSM 网络,系统投入运行时基本不需调试,只需安装好设备即可,且不需要进行专门布线,前期投资少、见效快,后期升级、维护成本低。
第四,通信费用低。通信费用采用包月计费方式,运营维护成本低,月通信费用在10 元之内。
4 结语
本系统是为适应丹江口水库信息化系统的需要,采用现代科学技术建立的一套对水库水位进行实时观测的自动化系统。它综合水文、遥测、GPRS/GSM 无线通信、互连网络和计算机等多学科的最新成果,提高了观测精度和可靠性,可改变以往仅靠人工观测的落后状况,极大地缩短了观测数据采集时间,减轻了观测人员劳动强度,改善了工作环境,提高了工作效率,对提高水库现代化管理水平,保证水库安全运行,充分发挥水利工程效益起到积极的作用。