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      寧津縣高效節(jié)水灌溉工程運(yùn)行信息化設(shè)計(jì)淺析

      2017-10-19 01:41:24李立峰邢景林
      水能經(jīng)濟(jì) 2017年10期
      關(guān)鍵詞:信息化技術(shù)體會(huì)

      李立峰 邢景林

      【摘要】近年來,寧津縣大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉工程建設(shè),為進(jìn)一步提高高效節(jié)水灌溉工程的管理水平,與水利現(xiàn)代化信息管理相銜接,全面開展水利信息化建設(shè),寧津縣采用了多項(xiàng)水利信息化技術(shù),收到了很好的效果。筆者結(jié)合近年來從事信息化管理的實(shí)踐,談?wù)勛约旱膸c(diǎn)體會(huì)。

      【關(guān)鍵詞】高效節(jié)水灌溉工程;信息化技術(shù);體會(huì)

      一、機(jī)井射頻系統(tǒng)

      機(jī)井射頻卡灌溉管理系統(tǒng)就是將計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉的系統(tǒng)。用于多個(gè)用戶共同使用一個(gè)或多個(gè)水源進(jìn)行灌溉的場合,系統(tǒng)按用戶射頻卡內(nèi)信息對各用戶進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)預(yù)收水、電、計(jì)時(shí)費(fèi)、不交費(fèi)自動(dòng)停機(jī)等功能,有效避免用水、電糾紛,方便管理和提高用戶節(jié)水節(jié)電的意識,非常適用于農(nóng)業(yè)灌溉。

      其工作原理是:利用射頻卡,對每個(gè)用水戶進(jìn)行建檔管理,配合計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

      具體做法是:每個(gè)用戶一張射頻卡,射頻卡寫有用戶的名字(ID)和密碼,用戶預(yù)交水、電、計(jì)時(shí)費(fèi)寫入卡中,在終端機(jī)上刷卡開機(jī)提水,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi),從卡中扣除所需費(fèi)用。若卡中水、電、計(jì)時(shí)費(fèi)用盡或刷卡關(guān)機(jī),則自動(dòng)停機(jī),無法提水灌溉。

      (1)系統(tǒng)組成

      系統(tǒng)硬件由管理機(jī)、多臺安裝在泵房的終端機(jī)和用戶射頻卡組成。管理機(jī)是指可以管理多臺終端機(jī)和多張用戶卡的機(jī)器,是整個(gè)系統(tǒng)的管理核心。終端機(jī)指射頻卡灌溉計(jì)費(fèi)控制機(jī),可以根據(jù)用戶的操作來控制完成整個(gè)灌溉過程,實(shí)現(xiàn)計(jì)量、收費(fèi)作用,并提供多種保護(hù)功能,是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。用戶射頻卡是記錄用戶信息的載體和實(shí)現(xiàn)對終端機(jī)操作的鑰匙。

      管理軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)維護(hù)、卡片管理、分機(jī)管理、綜合統(tǒng)計(jì)、安全加密、輔助系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成。它是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的功能強(qiáng)大的灌溉計(jì)費(fèi)管理平臺,它是應(yīng)用于對管理要求較為嚴(yán)格和詳細(xì)的場合,它比管理機(jī)功能要強(qiáng)大很多。

      (2)系統(tǒng)功能

      1)終端機(jī)功能

      ①計(jì)量功能:可以實(shí)現(xiàn)電量計(jì)量、水量計(jì)量、計(jì)時(shí)計(jì)量等準(zhǔn)確的計(jì)量工作。計(jì)量最小單位如下:電量為0.1度,水量為0.1立方,計(jì)時(shí)為1分鐘,完全高于普通農(nóng)業(yè)灌溉的計(jì)量精度。

      ②收費(fèi)功能:在計(jì)算水量的基礎(chǔ)上,按定額計(jì)算出電費(fèi)單價(jià)、水費(fèi)單價(jià)和計(jì)時(shí)單價(jià),并根據(jù)用戶的用量從預(yù)交費(fèi)用中扣除本次使用的費(fèi)用,并顯示卡中余額。

      ③統(tǒng)計(jì)功能:可以統(tǒng)計(jì)本機(jī)使用的電量、水量和累計(jì)時(shí)間等信息。

      ④非法操作保護(hù)及查詢功能:在用戶非法操作時(shí),可以鎖定用戶卡并可以由管理員對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,防止給用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。

      ⑤存儲功能:可以存儲多條用戶使用信息,方便管理和維護(hù)。采用非易失性器件,數(shù)據(jù)可以保存10年,反復(fù)擦寫10萬次以上。

      ⑥控制功能:可以根據(jù)用戶刷卡的操作完成對電機(jī)等電動(dòng)設(shè)備的開啟和關(guān)閉功能。

      ⑦保護(hù)功能:可以對電動(dòng)設(shè)備完成缺相、短路、過載、過壓、欠壓、三相不平衡等保護(hù),有效減免由于供電質(zhì)量和人為誤操作等原因?qū)е掠秒娫O(shè)備的損壞。對于雷區(qū)的應(yīng)用還提供避雷保護(hù),可以有效減免雷電對設(shè)備的損壞。

      ⑧刷卡關(guān)機(jī)延時(shí)功能:用戶刷卡關(guān)機(jī)30秒后停機(jī),在30秒內(nèi)下個(gè)用戶刷卡啟動(dòng),中間不停機(jī),解決頻繁起停對電動(dòng)設(shè)備的損害。

      ⑨強(qiáng)大的參數(shù)設(shè)置功能:終端機(jī)可以提供如下參數(shù)設(shè)置:計(jì)量單位、計(jì)量單價(jià)、用電功率、保護(hù)參數(shù)、系統(tǒng)復(fù)位(參數(shù)清零)、系統(tǒng)時(shí)間、通訊參數(shù)。

      2)管理機(jī)功能

      ①發(fā)卡功能②消卡功能③補(bǔ)卡功能④充值功能⑤建立管理卡功能⑥統(tǒng)計(jì)功能⑦查詢功能⑧存儲功能⑨寬范圍供電功能⑩強(qiáng)大的參數(shù)設(shè)置功能。

      3)管理軟件系統(tǒng)功能

      本軟件主要完成檔案管理、日常售電開戶、寫補(bǔ)卡、清卡、票據(jù)打印、報(bào)表打印、各種情況的匯總、任意條件的查詢、數(shù)據(jù)的備份、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存等功能。

      4)室外型設(shè)備的安裝和保護(hù)

      為防止用戶私自接線竊電,終端機(jī)可以采用接線端子不外漏形式,需要打開終端機(jī)面板才可以進(jìn)行操作。安裝監(jiān)管單位還可以在終端機(jī)上粘貼封條形式,進(jìn)一步加強(qiáng)防護(hù)。

      ①采用金屬防護(hù)體:可以焊制如下簡圖所示的保護(hù)箱,在保護(hù)箱上部居中方位預(yù)留刷卡及顯示窗,用于用戶的操作。終端機(jī)安裝其內(nèi),所有電纜線通過地埋方式。這樣可以實(shí)現(xiàn)對終端機(jī)的防護(hù)、防盜、防止用戶對電纜線路的私自改裝。

      采用這種方式,造型美觀、大方,整體效果好。

      ②采用水泥預(yù)制保護(hù)體:采用水泥預(yù)制保護(hù)體,其基本原理同采用金屬保護(hù)體相同,但是,其造價(jià)成本低,更不容易被盜。

      二、地下水水位自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

      1、系統(tǒng)設(shè)備特性

      (1)數(shù)據(jù)采集終端

      系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端基于中國移動(dòng)的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò),具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),提供標(biāo)準(zhǔn)232數(shù)據(jù)口,RS485,模擬量,脈沖接口。傳輸速率達(dá)171Kbps,具有遠(yuǎn)程診斷、測試、監(jiān)管功能,滿足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

      (2)投入式水位傳感器

      投入式水位傳感器性能指標(biāo):量程:0~50m;精度:1.0級;工作電壓:12~6vDC;輸出4~20mA(2線制);溫度補(bǔ)償范圍:-5℃至+45℃(無冰期);允許溫度:工作-20℃~80℃,貯存 -40℃~120℃;傳感器材料:外殼—不銹鋼;導(dǎo)氣電纜材料:聚氯乙烯與丁腈橡膠復(fù)合物;防護(hù)等級:IP65;接線引出方式:可根據(jù)需要從任何一出口引出,可使用φ10工業(yè)電纜作為引線,密封引出頭選用通用電纜接頭PG16,不引線一端用端封蓋?。徽{(diào)節(jié):零點(diǎn)調(diào)節(jié)±3%FS,滿量程調(diào)節(jié)范圍為±10%FS。

      (3)后臺管理軟件

      GSM/GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控中心管理軟件是基于“客戶機(jī)/服務(wù)器”(Client/Server)的體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)集中存放在水務(wù)局后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中,監(jiān)控室或移動(dòng)監(jiān)控站(WINDOWS操作系統(tǒng))通過局域網(wǎng)以請求/應(yīng)答方式與后臺服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,完成對灌區(qū)水位、降雨量等數(shù)據(jù)的監(jiān)測。

      三、田間小型氣象站自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

      為更好的監(jiān)測預(yù)報(bào)氣象變化情況,及時(shí)指導(dǎo)項(xiàng)目區(qū)以及全縣農(nóng)業(yè)灌溉,在項(xiàng)目區(qū)每年建設(shè)WMO小型氣象站工程1處。

      WMO氣象站是一套完整的氣象監(jiān)測系統(tǒng),采集方式和數(shù)據(jù)存儲符合國際氣象組織和《中國氣象局地面氣象監(jiān)測規(guī)范》要求。既可作為為小氣候監(jiān)測也可以作為氣象觀測。

      WMO氣象站采用最新一代DLxMET數(shù)據(jù)采集器,具備10個(gè)通道(可擴(kuò)展至20個(gè)通道)??赏瑫r(shí)測量風(fēng)速,風(fēng)向,空氣溫濕度,太陽總輻射,雨量及氣壓等。

      該系統(tǒng)內(nèi)存可存儲多達(dá)一年的數(shù)據(jù),且數(shù)據(jù)可保存20年。支持RS232,F(xiàn)TP,TELNET,USB等多種通訊協(xié)議。系統(tǒng)測量精度高,穩(wěn)定性、可靠性強(qiáng),適合長期監(jiān)測使用。

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