我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，各種灌區(qū)有上萬(wàn)之多，其中灌區(qū)面積在萬(wàn)畝以上的就有5000多個(gè)，在這其中又有200多個(gè)是特大型灌區(qū)。灌區(qū)為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)防汛抗旱都起到了積極的作用。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化水平的提高，原來(lái)的管理方式以不能與生產(chǎn)相適應(yīng)，雖然灌區(qū)工作人員做出了極大的努力，并在一定程度上提高了工作效率，但在目前的情況下還有很多問(wèn)題難以解決：信息處理不及時(shí)，放水滯后，存在偷放，漏放，少放，過(guò)放等現(xiàn)象，并且難以確認(rèn)責(zé)任人。

從近幾年開(kāi)始，各個(gè)灌區(qū)也開(kāi)始對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉用水進(jìn)行收費(fèi)，這就更突出了一個(gè)難題――如何計(jì)算放出的水量，以前都是評(píng)有經(jīng)驗(yàn)的閘門(mén)操作工人評(píng)經(jīng)驗(yàn)直覺(jué)來(lái)估計(jì)放水的總量。這存在的誤差很大，不能真正反映出用水的總量，估計(jì)的過(guò)高會(huì)引起用水農(nóng)民與灌區(qū)管理部門(mén)的糾紛，估計(jì)過(guò)低會(huì)給灌區(qū)管理部門(mén)帶來(lái)?yè)p失。

基于以上情況我們提出了基于E爾組態(tài)軟件的閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)的系統(tǒng)架構(gòu)如下：

灌區(qū)信息化

 

對(duì)于我國(guó)各個(gè)灌區(qū)的現(xiàn)狀，基本上是現(xiàn)在只有閘門(mén)電機(jī)機(jī)房是存在的，其它部分要新上?？刂乒裰苯影卜旁陂l門(mén)機(jī)房中，可以設(shè)置三種模式：本地手動(dòng)，本地自動(dòng)和遠(yuǎn)程控制。這樣可以應(yīng)付在一些特殊情況比如：通信線路遭到破壞。

RTU（Remote Terminal Unit遠(yuǎn)程終端設(shè)備）可以實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的控制，在此方案中我們把所有的控制放在上位機(jī)部分實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入RTU的信號(hào)主要有：閘門(mén)的開(kāi)度、閘門(mén)的升降、啟停狀態(tài)、控制柜的電源狀態(tài)、上下游水位等等。

通信線路我們可以根據(jù)情況而定：如果各個(gè)閘門(mén)操作室之間的距離不是很遠(yuǎn)，而且周?chē)匀画h(huán)境允許的話，可以考慮鋪設(shè)光纖，特點(diǎn)是傳輸速度快，一勞永逸，能為以后的整個(gè)灌區(qū)信息化辦公自動(dòng)化打下良好的基礎(chǔ)。如果距離比較遠(yuǎn)并且地形相對(duì)開(kāi)闊的話可以考慮是有數(shù)字電臺(tái)，有優(yōu)點(diǎn)是成本低，易于施工，缺點(diǎn)是帶寬比較窄，易受干擾。另外還可以考慮使用GSM，GPRS，CDMA1X等方式，但每年必須支付一定數(shù)量的租用費(fèi)用。由于整個(gè)系統(tǒng)的大部分設(shè)備都在開(kāi)闊的野外，在施工時(shí)一定要考慮好整個(gè)系統(tǒng)的避雷措施。

所有數(shù)據(jù)進(jìn)入上位機(jī)后，都會(huì)被處理，比如說(shuō)我們通過(guò)閘門(mén)開(kāi)度、上下游水位等信息，同時(shí)結(jié)合用戶(hù)提供的流量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式或數(shù)據(jù)表格計(jì)算出各個(gè)閘門(mén)的瞬時(shí)流量。由我們計(jì)算出的瞬時(shí)流量和我們數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的累計(jì)點(diǎn)可以非常容易得到實(shí)時(shí)的累計(jì)量數(shù)據(jù)。我們還提供小信號(hào)切出功能，避免因?yàn)殚l門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)或傳感器中的信號(hào)漂移而引起累計(jì)量增加。

數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中被處理完成后，或以流程畫(huà)面的方式在上位機(jī)上顯示，并提供人機(jī)交互，控制閘門(mén)的開(kāi)啟；或是進(jìn)入報(bào)表系統(tǒng)，自動(dòng)生成水量日統(tǒng)計(jì)表和月統(tǒng)計(jì)表，通過(guò)打印機(jī)輸出出來(lái)。所有的數(shù)據(jù)根據(jù)用戶(hù)的定義生成歷史數(shù)據(jù)并保存到硬盤(pán)或其它的永久存儲(chǔ)介質(zhì)上。并為用戶(hù)提供歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和歷史數(shù)據(jù)曲線，供用戶(hù)事后分析。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄用戶(hù)對(duì)閘門(mén)操作控制，如有事故發(fā)生可以及時(shí)確定當(dāng)時(shí)的操作人。

所有的流程畫(huà)面、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、歷史表格和歷史曲線，都可以以WEB的方式發(fā)布，其它用戶(hù)在取得響應(yīng)的授權(quán)可以通過(guò)IE瀏覽器來(lái)控制或?yàn)g覽，這樣灌區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)在自己的辦公室中也可以實(shí)時(shí)的了解灌區(qū)的信息。

現(xiàn)在基于超聲波的測(cè)量瞬時(shí)流速的技術(shù)正在逐步走向成熟，相信在超聲波測(cè)流速技術(shù)成熟穩(wěn)定之后必將大大提高灌區(qū)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的作用。

實(shí)施本系統(tǒng)后，可以更加及時(shí)的響應(yīng)用戶(hù)的用水需求，并且能比較正確的記錄每次的放水總量，提升整個(gè)灌區(qū)的現(xiàn)代化水平。