水情自动测报系统工程案例.
通信电台 避雷器、天馈线
终端机(RTU) MOSCAD-M
串行水位计1
串行水位计1
并行水位计
太阳能板 充电控制器
蓄电池
雨量计
图6-4 中继站组成框图
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(七)中继站 双中继(多云尖中继、多云寺中继)冗余热备份的实现: 在MOSCAD一M中配置一个网络通信配置文件(network config),对主中继站和备 份中继站进行定义,将两条通信路由(可以很多)写入该文件,在系统调试时,将此文 件下载到RTU内,双中继冗余热备份即告成功。 本系统各站(遥测站和中继站)每天都向中心站传输5次电源电压,这样可随时知道 遥测站设备及电源是否运行正常,同时也了解了两个中继站的运行状态。 中继站主要功能有: ①数据转发:既可以集合转发,又可以通信链路方式转发命令和有关遥测站数据。 ②状态报告:每日必须采集报告5次(8时、14时、20时、0时、2时)本站电池电压。 ③具有遥测站功能,可以接入水位、雨量、流量等传感器,测量相应水文参数。 ④可以实现信道自动切换,当主信道故障时,自动启用备用信道向中心站传输数 据。
太阳能板 充电控制器
蓄电池
图6-3 遥测站组成框图
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遥测站主要功能有: ①当水位在规定时间间隔(6min)内变化1cm或雨量变化1mm时自动发送信息给中 心站及分中心站。本次发送失败,下次发送的同时补发上次未发送成功的数据。 不管采用何种量级发送都发送采集的所有增量(水位1cm、雨量0.5 mm)过程数据。 ②定时自报:无雨或水位不变时,每日必须采集报告5次(8时、14时、20时、0时、 2时)数据和本站电池电压,以报告设备工作状况和收集资料。 ③具有定时掉电功能。 ④具有数据在站存储功能,配备后备电池保证数据不丢失,用于水文数据整编。 ⑤具有通讯路由自动选择功能。具有数据向多个目的地传送功能。 ⑥具有主用、备用信道自动切换功能。 ⑦通讯信道侦听功能,当信道忙时,自动延时发送。
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⑧具有现场设置站号和数据发送量级功能。 ⑨具有人工置数功能。 ⑩可以根据需要随时设置为中继站。
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(七)中继站 中继站中的中继机与遥测站RTU 完全相同,与遥测站可以互换。如 果相邻遥测站之间可以通讯,则其 中任何一个遥测站设备可以直接改 为中继站兼遥测站,实现通讯路由 的自动选择。中继站的组成框图见 图6-4。
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系统通信流向如下:佛库坝上、佛库坝下、佛子岭、白莲崖、上土寺、太阳 遥测站的数据只发送到佛子岭水库中心站,其他各遥测站均分别发送到佛子 岭水库中心站和磨子潭水库中心站。
为了避免碰撞,应尽量减少数据发送频度。具体做法是:雨量采用0.5 mm采集 存储,达到1mm时发送0.5 mm增量过程数据。通常情况下,备用中继站不转发 数据;只有在主中继站出现故障的情况下,备用中继站才开始转发数据,这样可 以有效地减少数据量,避免碰撞。 (五)系统联网 为了充分利用已建和在建水情自动测报系统资源,本系统的水文数据接入六安水 情分中心,并同时传输到安徽省水情中心(省防)。 ①通过坝址中继站将信息传至六安水情分中心,六安可实时监控、检索、处 理、转发信息
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(六)遥测站 本系统中遥测站有水位雨量站、单雨量站和单水位站三种类型,测量参数有水位、 雨量。遥测站的主设备为RTU和收发信机,遥测站实例图如下,组成框图如图63。
Motorola产品 避雷器、天馈 线 通信电台
雨量计
终端机(RTU) MOSCAD-M
串行水位计1 串行水位计1 并行水位计
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主 讲 人: 张峰 安徽水利水电职业技术学院
2015.04
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安徽省某大型水库水情自动测报系统简介 (一)概述 该水库位于淮河支流淠河东源上,与上游水库构成梯级水库,流域面积1 840 km2, 流域内地形为山区,形状呈扇形,地势南高北低。流域平均高程为715 m。多年平均降 雨量1 540 mm,年来水16亿m3。 系统规模为2:2:13,即系统由2个中心站,2个中继站和13个遥测站组成。 支持水情自动测报系统的自联网,并通过本地区四水库联网系统,将本系统采集 的数据传输到安徽省防办。系统采用超短波无线通信方式组网,预留有线信道接 口,可连接有线信道。
图6-1 佛子岭、磨子潭水库水文自动测பைடு நூலகம்系统组网图
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(三)设备选型 遥测站数据终端机(RTU)、中心控制终端(即前置机FIU)、通信电台选用 Motorola公司产品,水位、雨量传感器选用南京水利水文自动化研究所等知名 厂商的产品,太阳能电源选用宁波太阳能光板,免维护蓄电池选用合资企业产 品。 (四)通信设计 系统采用超短波频点227.95 MHz进行通讯组网。 本系统的通信组网有两个特点:两个分中心,两个中继站互为冗余热备份。两 个分中心接收的是相同遥测站且是相同中继站转发的数据。解决双中继热备 份,避免同频干扰和数据传输碰撞,是本系统通信设计关键。本系统采用在 遥测站发送的数据中包含通信路由和发送目的地,中心站接收到数据后给予 确认,这样有效地保证了遥测站的数据通过指定的中继站发送到指定的分中 心。由于有了确认信号,遥测站就能知道数据是否正确地发送到指定目的地, 因此也就知道何时需要启用备用中继站。中继站即使不需要转发数据,每天 也向中心站报送平安报以表示设备工作正常。
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②进入水情传输网,省水情中心、淮委及国家防办能实时获取水库水雨情信息, 达到信息共享 ③实现水库实时联机预报调度 ④实时信息15min内到省水情中心 系统联网示意图如图6-2所示,图中虚线所示为备用通信路由
图6-2 佛梅响磨水文自动测报系统联组网图
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(二)水文组网 该水库水情自动测报系统由2个分中心站(位于两梯级水库的水库管理处),2个互 为备份的中继站、13个遥测站构成。其中,7个测站为单雨量站、2个测站为水位雨 量站、4个测站为单水位站。组网示意图如图6-1所示)
在本系统组网设计中, 每个测站的RTU均可以 兼作中继站,每个遥测 站信息可以通过两个不 同的路由传送到中心站