全渠道控制系统在昌马灌区节水改造工程中的应用.docx

第 50 卷第 6 期 2014 年 6 月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GANSU WATER RESOURCES AND HYDROPOWER TECHNOLOGY Vol．50，No．6 Jun.，2014 ·设计与研究· 全渠道控制系统在昌马灌区节水改造工程中的应用 曹林顺 （甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃 兰州 730000） 摘要：介绍了全渠道控制系统的总体设计方案及各组成部分的主要功能，同时将该系统与传统的灌溉水闸进行提高 节水意识、运行管理及设备投资几方面进行比较，简要说明昌马灌区南干渠现代化系统示范片实施方案及目前实施 情况。 关键词：全渠道控制系统；一体化槽闸；智能化；昌马灌区 中图分类号：TU991.64 文献标志码：B 文章编号：2095-0144（2014）04-0035-03 1 前言 随着信息自动化技术和控制技术的不断发展创 新，其推广应用的领域也在不断扩展，智能控制系统 和信息采集与传输在农田水利工程中得以应用。 全 渠道控制系统可以实现全渠道自动化控制和全面信 息化管理、做到农业灌溉的精确计量，为用水户提供 可靠及灵活的供水服务。 甘肃省昌马灌区作为疏勒 河流域最大的灌区，灌区面积 68.9 万亩，骨干渠道 包括总干渠、干渠、支干渠及支渠，渠道用水计量采 用闸口计量或量水槽计量，计量工作比较复杂。 针 对昌马灌区节水改造项目节水的迫切性，项目改造 拟在昌马灌区选择局部连片的渠道，配套先进的闸 门和控制设备。 作为自动化项目的试点区，与灌区 传统的闸门设备进行比较，研究其运行中的水位控 制、计量、管理各方面的优越性，为整个技术设备在 本区域内灌区项目推广提供依据。 2 总体设计方案 拟在改造后的昌马灌区南干所属骨干渠系闸门 建立远程控制系统，实现闸前、闸后水位、流量及各 孔闸门开度的自动化控制和信息采集，实现全渠道 自动化控制和信息化，为灌区提供实时数据采集、监 测及报告以改善管理，保障了安全供水，又可以防洪 防汛。 昌马灌区现代化工程示范点主体由升级改造后 的南干进水闸、南干一支分水闸、南干一支干进水 闸、南干二支干进水闸、南干二支干一支进水闸、二 支干二支进水闸、南干一支干一支进水闸、南干一支 干二支进水闸及各支渠上分水口组成。 本项目将在 各闸点统一安装一体化测控闸门其用于信息化和自 动化管理的主机系统将安装在疏管局调度中心。 系 统主体框架结构如图 1 所示。 灌区管 理系统摩托罗拉MDLC 灌区管 理系统 摩托罗拉MDLC通讯协议 防洪警 报系统 SCADA 联通 数据库 供需管 精密测 理系统 量系统 无线电网络 南干渠 南干一支干渠 一体化槽闸 南干一支干渠 3 系统分项设计 3.1 渠道测控设备 一体化测控闸门系列设备（包括一体化槽闸和一 体化流量计等）既是流量控制闸门又是流量测量仪器， 现已成为灌溉业的基准。 一体化测控闸门是一种高质 量、高精度产品，具有设计先进、安装维护方便、模块 化以及多功能等优点。 一体化槽闸可根据渠道上下 游水位及灌溉流量来调节闸门开度控制水流。 一体化测控闸门完全由太阳能驱动， 该闸门的 太阳能动力系统具有先进的动力调节管理硬件和软 收稿日期：2014-04-08 作者简介：曹林顺（1979-），男，陕西渭南人，工程师，学士，主要从事水利水电工程规划设计。 2014 年第 6 期 甘肃水利水电技术 第 50 卷 件（图 2）。 一体化测控闸门是精确的流量及控制仪 器，其野外流量测量精确度误差小于±5%，水位和闸 位精确度误差小于±0.5 mm。它通过研发的独特的流 量计算程式，高精度超声波水位感应器测得的上游、 下游水位和数码式闸位值来计算流量。 一体化测控 闸门可通过无线电遥测系统监控所有闸门相关信 息，与上下游闸门互动，并通过互联网远程监控实时 和历史数据。 软 软件 控制闸门 流量计 通讯 图 2 渠道测控设备 3.2 主机系统 安装在疏管局调度中心的主机系统由无线电接 收站、摩托罗拉网关和服务器组成。 主要用于监控 记录渠道中各控制点的水位和流量，同时也监测记 录渠道设备的各项运行数据。 此系统可通过互联网 接受访问和操控，客户端无需预先安装任何软件。 3.3 SCADA 联通系统 SCADA （Scada Connect R ）联通系统是用于整体 渠道网络自动控制的系统，它将低效率的人工操明 渠系统作转换成全自动一体化遥控系统。 通过高效 率的全自动化运作可达到 90%的新输送效率基准。 系统中所有设备及监控点通过无线电网络和摩 托罗拉的 MDLC 通讯协议与主机系统联接在一起 形成一个全自动的智能化 SCADA 联通系统。 该系 统的主机系统可根据需求全控制系统内的所有设备