文档介绍：太原理工大学硕士研究生学位论文
基于 PLC 的河道水情监测系统设计
摘要
本论文是在国家自然科学基金项目“冰层厚度传感器及其检测方法的
研究”(项目编号: 60672028)和太原市科技兴市专项科学技术项目“太原
市汾河流域全天候水情遥测系统”(项目编号: 0704041)资助下,充分分析
河流水情自动测报系统设计中的实际需求,结合PLC技术,GSM短消息技
术以及组态王组态软件技术完成的一项应用基础研究。
现代水利和水利工程管理需要建立兼顾防灾和水资源优化管理的保障
体系,水情自动测报系统是这个保障体系中的关键环节,系统通过提供水
位,冰厚,水温,等各种水文信息,可以为管理部门的信息管理与决策提
供有效的智力支持。
水情自动测报系统采用现代科技对水文信息进行实时遥测,传送和处
理,提高了水情信息测报的速度和精度,扩大了水情测报的范围,本系统
就是以山西省汾河流域的水情测报为工程应用背景,开发完成的一套包含
终端采集,信息传输,综合信息管理功能的系统。汾河绵延几百公里,流
经太原市娄烦县,古交市区,太原市区等,流域四周为山脉环绕,气候条
件相对复杂,尤其冬季因气候寒冷导致河道结冰厚度可达60-90CM,加之上
游的水土流失严重,夏季也易发含沙量较高的洪水。介于这些自然环境因
素,为保障兼顾防灾和水资源调度的水利工程能发挥出最大效益,汾河河
道水情的自动测报系统的设计成为一项紧迫而重要的任务。
太原理工大学测控研究所秦建敏教授等设计的基于空气,冰与水物理
特性的河道水情自动测报系统已在汾河流域得到了成功应用,但是由于流
域内气候条件恶劣,夏季发生过多起因雷击导致的设备损坏,为保证在多
I
太原理工大学硕士研究生学位论文
雷区环境下测报系统的稳定运行,本系统在设计中采用PLC作为中央处理器
替代了原先的以430单片机为核心的测报终端,并在接口部分采用光耦隔
离,力求最大限度的降低雷电带来的损失;由于GSM网络具有覆盖面广,
运营成本低廉和数据传输可靠等优势,监测系统采用GSM网络作为上位管
理微机与现场数据采集监测终端之间的通讯平台;系统监测管理软件使用
了国产组态软件“”开发完成,该软件实现了对终端采集设备的
参数设置,水文信息的调取,汇总,分析,报表和曲线绘制等功能。
在系统设计过程中,主要完成了如下工作:
(1) 设计了光电耦合转换接口,搭建了测报终端硬件电路。
(2) 设计并实现了采集过程中的采集算法和滤波算法。
(3) 设计并实现了测报终端和GSM设备的通信接口。
(4) 设计并实现了上位机软件的串口通讯功能。
(5) 设计并实现了上位机监测系统的若干实用功能。
经过调试运行,结果表明本系统具有良好稳定性、可扩充性和可维护
性等优点,是 PLC 技术与组态软件技术结合在水情测报系统方面的一个应
用尝试,可以为水情自动测报提供一种新的技术手段。
关键词:水情监测系统,PLC,组态王软件,GSM技术
II
太原理工大学硕士研究生学位论文
DESIGN OF PLC-BASED MONITORING SYSTEM FOR WATER
ABSTRACT
This thesis is under the financial aid of the project supported by national
natural science foundation Study of Icelayer Thickness Sensor and Detection
Method ( 60672028 ) and the special science and technology projects of
revitalizing the city by Scince and Technology in Taiyuan city Allweather
hydrological telemetering system in Fenhe river basin, is a applied
basic research which has fully analyzed actual demand in the design of river
water regime automatic forecasting system,and,which pleted by
combined with PLC technology,GSM technology, short message technology
and Kingview config