灌區節水配套改造項目水利信息化-解決方案

       平升電子的灌區節水配套改造項目水利信息化，灌區續建配套與節水改造信息化管理系統實現了灌區供水遠程控制、閘門遠程啟閉、渠道/水池水情實時測報、用水量自動采集和圖像實時監控等多項功能，達到了節約灌溉用水和科學、高效管理灌區的目的。    

      灌區節水配套改造項目水利信息化，灌區續建配套與節水改造信息化管理系統為確保灌區工程安全運行、實現水資源優化配置、提高用水效率和保障灌區可持續發展發揮了重要作用。

系統組成示意圖：

主要產品：

系統特點：

★ 通信靈活

  現場監控設備可靈活選用GPRS、4G、NB-IoT、LoRa、光纖等通信方式。

★ 功能豐富

  具有現場顯示、本地操控、遠程控制、預警分析等功能，支持定制開發。

★ 遠程運維

  監控軟件支持電腦、手機APP遠程訪問，方便供/配水管理和系統維護。

★ 多重報警

  數據異常、設備故障時，通過監控軟件、手機APP、短信等多種形式報警。

★ 智能運行

  支持根據水池水位自動控制取水泵組運行；根據渠道水位自動啟/閉電動閘門；根據水源及用戶繳費情況自動配水。

★ 多種上報協議可選     ◆ 《水資源監測數據傳輸規約（SZY206-2016）》     ◆ 《水文監測數據通信規約（SL651-2014）》     ◆ 《黑龍江省灌區物聯網設備通訊規約》     ◆ 《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準（HJ/T212-2017）》        ◆  MQTT協議      ◆ 其他特殊規約可定制開發

案例分享

案例1—山西省運城市北趙引黃灌溉信息化監控系統

  該項目為運城市北趙引黃工程灌區信息化項目，整個灌區環線全部架設了光纖，總長150公里，實現了泵船/提升泵站、明渠流量和視頻同步監控。

項目規模：

   ◆ 泵船/提升泵站

   3級（共5個），采用“DATA-9201型泵船/泵站監控終端”監測提升泵組的運行狀態、運行電壓/電流、功率、耗電量和電機軸溫；同時監測站前水池水位、總出水口瞬時和累計流量。

  ◆ 明渠流量監測點

   共75個，采用“DATA-9201型渠道流量監測終端+明渠流量計”來監測渠道水位、瞬時和累計流量。

  ◆ 視頻監控點

   共81個，主要分布在3條主干渠上，采用“視頻攝像頭+硬盤錄像機”來采集、存儲現場視頻，并實時上傳給監控中心。

監控現場：    

明渠流量監測現場

        泵船監測現場                     視頻監控現場

監控中心及部分軟件界面：

監控中心

提升泵站監控界面

明渠流量監測界面

干渠視頻監控界面

歷史數據分析界面

項目特點：

1、太陽能供電

   ◆ 明渠流量監測點、視頻監控點全部采用太陽能供電，解決了現場無市電難題。

  ◆ 保障了監測數據和監控視頻的實時傳輸。

2、與多個系統無縫對接

   監控軟件通過開放數據庫與多個系統實現對接，包括：      

   ◆ 3D模型系統

   ◆ 數字沙盤系統

   ◆ 辦公自動化系統

   ◆ 營業收費系統

案例2—廣西中型灌區續建配套與節水改造項目案例分享

項目背景

        廣西某灌區位于廣西西部，是全國無公害蔬菜種植示范基地，地形以山丘為主，每年10月到次年4月份降雨量很少，旱災頻繁發生，造成農作物減產、農民減收。為解決這段期間農業用水緊缺問題，灌溉需要通過從河道（水庫）引水提升至山上后自流至灌溉明渠。取水工藝流程如下：   

項目概況

該灌區屬于中型灌區，灌溉面積7萬多畝，灌溉水源提取右江水，在沿河兩岸布設7座（3類）提灌泵站，將水從河中提升至主干渠，干渠設置8座（4類）分水閘門，用于灌溉用水調劑。

泵站：提灌站類型屬于半入江式混凝土結構，配有臥式離心泵、配電柜、啟動柜，各類泵站的水泵電機功率大小和啟動方式不同。

閘站：在干渠、支渠、斗渠有單孔閘和多孔閘，閘門種類分為泄洪閘和灌溉閘（分水閘和節制閘）。

存在問題：    

①這些泵站、閘站不但數量 、種類多，而且地理位置分散、偏遠，采用的運行管理方式通常是開機時需要有人值守，人工操作和記錄數據，無自動化和信息化，調度效率低下，不方便實現整個灌區的統一管理。

②、灌區農業用水計量依靠人工觀測，估算用水量，影響水量調度的及時性和準確性。

③、泵站、閘門故障不能及時發現，不僅導致灌溉效率低下，還降低了設備的使用壽命。

    為解決上述問題，平升公司為其定制了一套灌區續建配套與節水改造信息化管理系統。

解決方案

系統功能

1、泵站遠程監測、自動控制

    · 監測水泵、閥門、真空泵的啟停狀態，閥門開關到位，保證系統的正常運行。

    · 監測河道水位，防止水位過高/過低，造成水泵損壞。

    · 監測管道壓力、流量，保障輸水正常。

    · 本地、遠程控制水泵、閥門的啟停，節省了大量人力。

2、閘門遠程監測、控制

    · 監測閘門的開關到位狀態，根據灌溉需求控制流量大小。

    · 監測閘前水位、閘后水位、閘門開度，計算出灌溉流量。

    · 遠程控制閘門開、關和停，節省了大量人力。

3、越限/故障報警，提高設備使用壽命

    · 渠道水位、流量越限自動報警。

    · 水泵/閥門/閘門故障報警。

系統特點

      1、現場泵站、閘門、閥門的控制邏輯全部由監控終端完成，節約投入成本。

      本次項目每個泵站的水泵、閥門的數量較多且需要自動化控制，因此遠程測控終端的核心設備采用了RTU主控制器DATA-7301（12路DI，6路AI、6路DO、1路CAN口）并搭配子控制器DATA-7302(20路DI、8路AI、8路DO)，豐富的接口滿足了現場對泵、閥的監測、控制需求，節約了投入成本，同時也免去了泵站管理人員的PLC編程設計工作。

      2、泵站監控終端嵌入了一體化觸摸屏（DATA-7401），實現了人機交互，提高了就地控制效率。

      泵站監控終端設置一體化觸摸屏為本地操作終端，顯示屏能顯示時鐘、水位、流量、報警點及有關畫面等信息，工作人員直接根據需要完成就地操作，提高了工作效率。

      3、渠道流量計算通過閘門開度和閘前、后水位計算，節約了建設成本。

      為了降低建設成本，本項目采用國家標準水力學公式，通過閘門開度和閘前閘后水位計算明渠的流量。流量計算采用水工計算公式：水力學P75公式3-1-4

項目經驗

      由于本項目的泵站、閘門數量和種類比較多，整套系統通過控制邏輯和預警機制的建立，實現了泵站的優化調度，最大限度地發揮了泵組、閘門設備的效能。為灌區用水總量控制、防汛減災提供了決策依據；為灌區優化配置水資源、提高水的利用效率提供了可靠保障。

項目照片

軟件界面

閘門監控界面

泵站監控界面

部分典型案例

典型案例說明