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水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)建設技術方案

水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)建設技術方案

2008/7/2 0:00:00

目錄
一、需求概述
二、解決方案
1、系統(tǒng)組成
1.1、省、市、縣三級管理系統(tǒng)構成示意圖
1.2、縣水資源監(jiān)控系統(tǒng)構成示意圖
1.3、縣水資源監(jiān)控系統(tǒng)組成
2、計量測量設備
2.1、流量計
2.2、水位計
3、水資源測控設備
3.1、水資源測控設備的安裝位置
3.2、水資源測控設備的配置
3.3、水資源測控設備的功能
3.4、水資源測控設備的特點
3.5、水資源測控設備的主要參數(shù)
3.6、水資源測控設備的使用環(huán)境
3.7、水資源測控設備符合的國家和行業(yè)標準
3.8、水資源測控設備安裝注意事項
4、通信網絡
4.1、水資源測控設備與區(qū)縣管理中心的通信網絡
5、水務監(jiān)控中心
5.1、水務監(jiān)控中心硬件設備
5.2、水務監(jiān)控中心軟件介紹


一、需求概述
         據(jù)悉,目前某省地下水位下降速度越來越快。全省22個城市和70個縣城缺水,440 萬農村人口飲水困難。從目前發(fā)展趨勢看,今后某省水資源供需矛盾將更加突出,到2010年,某省中等干旱年預計缺水將達50億立方米。
        水是關系人類生存和社會發(fā)展的基本物質,是一種有限的、不可替代的寶貴資源,是實現(xiàn)經濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要保證。為了有效保護水資源,合理利用水資源,省水資源管理委員會計劃在全省范圍內建立“水資源遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)”。通過收費的手段、通過計劃用水的手段、通過強制控制手段來加強人們的節(jié)水意識,逐步改變的現(xiàn)狀。

二、解決方案
        唐山平升電子技術開發(fā)有限公司根據(jù)水務行業(yè)的需要,成功推出“水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)”,該系統(tǒng)是專門為區(qū)縣級水務部門開發(fā)的管理系統(tǒng)。它集IC卡預收水費、流量監(jiān)測、水位監(jiān)測、用水管理等多種功能于一體,是目前國內水務行業(yè)中比較先進的系統(tǒng)解決方案。
針對某省的水資源狀況及遠景目標,提出“某省水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)”建議方案。
1、系統(tǒng)組成
建議系統(tǒng)建成三級管理模式??h級水資源管理部門直接管理用水單位,直接收取水資源費、直接控制用水單位取水;市水資源管理委員會管理所轄區(qū)縣水資源管理部門,掌控全市地下水、地表水利用信息;省水資源委員會管理所轄市水資源管理委員會,掌控全省地下水、地表水利用信息,進行科學決策。
1.1、省、市、縣三級管理系統(tǒng)構成示意圖
如下圖所示:
◇ 省、市、縣通過內部專網相互瀏覽對方的公布信息,通過內部專網傳遞數(shù)據(jù)。
◇ 取水單位通過INTERNET公網可以瀏覽其上級管理水資源管理部門公布的信息,使用用戶名和密碼可以查詢自己的備案信息。
◇ 縣水資源管理部門通過中國移動通信公司的GPRS-VPN專網實現(xiàn)對用水單位的監(jiān)控。


1.2、縣級水資源監(jiān)控系統(tǒng)構成示意圖
如下圖所示:
縣級水資源監(jiān)控系統(tǒng)組成:監(jiān)控中心、通信介質、水資源測控設備、計量測量設備。
監(jiān)控中心:主要由服務器、工作站、UPS電源、打印機、IC卡讀寫器、移動數(shù)據(jù)專線、水資源管理系統(tǒng)軟件、操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件及防火墻組成。
通信介質:非接觸式IC卡、中國移動通信公司GPRS-VPN網絡。
水資源測控設備:水資源測控箱。
計量測量設備:流量計,水位計

2、計量測量設備
水流量是水務管理系統(tǒng)的重要參數(shù),正確計量是水務系統(tǒng)管理生產和能源考核的必備手段?,F(xiàn)今水流量計量儀表種類繁多,合理的選擇流量儀表對于水務管理系統(tǒng)是至關重要的。在提高生產效率,保障生產可持續(xù)發(fā)展和杜絕能源浪費等方面發(fā)揮著無可替代的作用。

2.1、流量計
常用流量計包括超聲波流量計、超聲波流量水表、遠傳脈沖水表、電磁流量計、渦街流量計等。
他們的主要作用是測量管道內水流的瞬時流量、瞬時流速、累計流量等多種測量數(shù)據(jù),通過信號線將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給水資源測控設備進行計算機控制管理。
2.1.1、超聲波流量計
超聲波流量計是用來測量封閉管路液體流量,用戶基于被測管路和流體的特點來選擇非接觸、附著式、插入式的傳感器,將兩個傳感器按照一定距離安裝在管道外側即可,可以使用兩次聲程的V法,四次聲程的W法,或者采用聲波直接穿過被測管路的Z法安裝。超聲波流量計主板中央處理器控制兩個傳感器輪流接收和發(fā)射超聲波并測量其間的傳播時間,計算時間差值,得到的時差與流體的流速由直接的關系,如下表述:






其中
θ 是聲束于液體流動方向的夾角
M 是聲束在液體中的直線傳播次數(shù)
D 是管道內徑
Tup是聲束在正方向上的傳播時間
Tdown 是聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup –Tdown

2.1.2、超聲波水表
超聲波水表是一種根據(jù)歐盟EN1434標準、采用超聲波時差原理進行流量測量而設計的儀表,無任何活動的機械部件,因此沒有磨損,具有長期測量精度不發(fā)生變化并且穩(wěn)定運行可靠的特點。

2.1.3、遠傳脈沖水表
遠傳脈沖水表采用高靈敏度傳感器裝置,
抗干擾性強;采用四芯線、雙信號輸出;
能遠距離采集水表用水量,數(shù)據(jù)可靠準
確;保留了原水表字輪讀水的計量功能,
并可以與計算機連接,便于計算機管理。

2.1.4、電磁流量計
電磁流量計是一種根據(jù)法拉第電磁感應定
律來測量管內導電介質體積流量的感應式
儀表,采用單片機嵌入式技術實現(xiàn)數(shù)字勵
磁。電磁流量計在滿足現(xiàn)場顯示的同時,
還可以輸出4-20mA電流信號和RS485以
供記錄、調節(jié)和控制使用。電磁流量計除
可測量一般導電液體的流體外,還可測量
液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強酸、
強堿液體的體積流量。

電磁流量計的性能特點
1)、儀表結構簡單、可靠,無可動部件,工作壽命長。
2)、智能化設計,有顯示介質流向和儀表故障自診斷功能。
3)、無機械故障,響應快速,穩(wěn)定性好,可應用于自動檢測、調節(jié)和程控系統(tǒng)。
4)、測量精度不受被測介質的溫度、粘度、壓力等物理參數(shù)的影響。
5)、采用EEPROM存儲器,測量、運算數(shù)據(jù)存儲保證安全可靠。
6)、具有MODBUS 協(xié)議,RS-485通信接口和HART協(xié)議通信接口。
電磁流量計的技術參數(shù)
1)、儀表精度 :管道式0.5級(0.3級可選);1.0級
插入式2.5級(1.5級可選)
2)、測量介質 :電導率大于5us/cm的各種液體和液固兩相流體。
3)、流速范圍 :0.2-8m/s
4)、工作壓力 :1.0MPa/1.6MPa/2.5MPa/4.0MPa(高壓可訂制)
5)、環(huán)境溫度 :-40℃~50℃
6)、介質溫度 :聚四氟乙烯襯里≤180℃;橡膠材質襯里≤65℃
7)、輸出信號 :4-20mA,負載電阻 0-750Ω
2.1.5、渦街流量計
渦街流量計是基于流體振動發(fā)展起
來的,根據(jù)旋渦的不同,檢測方式從熱絲
式、熱敏式逐漸發(fā)展了應力式、磁敏式及
差動開關電容式、超聲波式等。它幾乎可
用于一切可形成旋渦列的場合,不僅可用
于封閉的管道,還可用于開放的溝槽。渦
街流量計沒有可動的機械部件,維護工作
量小,儀表常數(shù)穩(wěn)定;測量范圍大,壓力
損失小,準確度高,安裝與維護簡單。

渦街流量計性能特點
1)、具有對被測介質溫度、壓力跟蹤補償運算功能,可以準確測量介質的質量流量。
2)、環(huán)境溫度 :-40℃~+60℃;相對濕度≤85%RH
3)、介質溫度 :-40℃~+100℃
4)、流速范圍 :液體0.5~7m/s
5)、測量精度 :滿管式±1.0%、插入式±2.5%
6)、輸出信號 :
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