文档介绍：1 引言
研究的目的和意义
在社会经济飞速发展的今天,水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失。因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一。任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。就目前而言,多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备,由一级或二级水泵从地下市政水管补给[1]。因此,如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题。
水位自动测报系统属于应用现代遥测、通信、计算机技术,是完成江河流域降雨量、蒸发量、河流湖泊水位、海洋潮位、流量(流速)、风向风速、水质、闸坝的闸门开度、渗压、土壤墒情等数据的实时采集、报送和处理应用的信息系统,属于非工程性防洪措施[2]。它能将某一流域或区域内的水文气象、水资源信息在短时间内传递至决策机构,以便进行洪水预报和水资源优化调度,减少水害损失,提高水资源的利用率,可以产生巨大的社会效益和经济效益。
水位自动测报系统多用在重点防洪地区及大型水利工程上,特别是在流域性、区域性的水位数据采集、传输和处理、应用的自动化方面起到了积极作用。
水位自动测报系统包括三种工作制式:自报式、查询应答式和混合式。
(1)自报式工作制式:在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔,即向中心站发送所采集的数据,接收端的数据接收设备始终处于值守状态。现在已经对传统的自报式工作制式进行了改进,使自报式工作制式有了较大发展。改进后自报式也是双向通信方式,不是过去的纯单向工作方式。在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔,即向中心站发送所采集的数据,中心站收到数据后,给遥测站发送“确认”信息,告知遥测站这组数据接收正确或是接收错误。自报式只有采用“确认”机制,才可以实现双信道的自动切换。
(2)查询应答式:由中心站自动定时巡测或随机呼叫遥测站,遥测站响应中心站的查询指令,将所采集的数据发送给中心站。定时自动巡测的时间间隔可根据数据处理和预报作业的需要确定。
(3)混合式:系统兼容自报式和查询—应答式两种工作制式。现在被广泛运用。特别是采用公网组网(包括VSAT)的水文自动测报系统,为了保证数据的时效性,又节省运行费用,采用混合式工作制式组网比较合理。在汛情不紧张、数据量小的时间段内用查询—应答式;当出现暴雨或水位变化较快时以自报方式加报。
随着无线通信技术的发展,遥测及遥控技术已经深入人们的生活与工作当中,在工业与生活中水位的测量与控制是经常要测控的一个因素。仪器自动一体化,短距离无线抄表技术已经成为下一代无线技术发展的一个重要分支。应此势要求,本设计就以一水位遥测自动控制系统,对于无线技术的研究只是作个抛砖引玉。
国内外水位测量的发展
我国的水位自动测报系统从70年代末起步,在浙江省浦阳江流域首先应用。80年代初期为引进阶段,先后在淮河王家坝区间、长江流域汉江丹江口水库、黄河的三门峡至花园口建成进口设备的水情自动测报系统。1985年以后为国产设备研制、定型阶段,有淮河正阳关以上流域水位自动测报系统、黄河流域陆浑小区自报式水情自动测报系统、长江流域汉江的黄龙滩水库水情自动测报系统等[3]。90年代后为推广应用阶段。
从上世纪90年代以来,随着现代科技的飞速发展,越来越多的新技术运用于各行各业,人们对信息传递的要求越来越高,尤其是在水文监测方面。以长江上游为例,该区域以山区性河流为主,有三大暴雨中心,灾害性洪水较多。测报系统除了为国家防总、重庆市防汛办、长江防总、三峡工程及沿江省、地、市的46个防汛部门提供水情信息外,还为航运、航道、供水、港务、码头等70余个企事业单位提供水情服务。在这些大量的监测、预报任务中,原始数据的实时传输并汇总上报是一大难题。为了提高水文监测预报的实时性、可靠性,采用先进科技手段对现有水文监测管理进行系统改造已势在必行。
根据水文自动测报系统规模和性质的不同,可将其分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网两部分。水文自动测报基本系统由中心站、遥测站(包括监测站)、通信系统(包括中继站)组成[4]。水位自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道,把若干个基本系统连接起来,组成进行数据交换共享的水文自动测报网络。
水位测量的优缺点
水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的,值班人员全天候地对水位的变化进行监测,用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费