灌区智能信息化管理系统典型应用案例
案例1—广西中型灌区续建配套与节水改造项目案例分享
项目背景
广西某灌区位于广西西部，是全国无公害蔬菜种植示范基地，地形以山丘为主，每年10月到次年4月份降雨量很少，旱灾频繁发生，造成农作物减产、农民减收。为解决这段期间农业用水紧缺问题，灌溉需要通过从河道（水库）引水提升至山上后自流至灌溉明渠。取水工艺流程如下：
项目概况
该灌区属于中型灌区，灌溉面积7万多亩，灌溉水源提取右江水，在沿河两岸布设7座（3类）提灌泵站，将水从河中提升至主干渠，干渠设置8座（4类）分水闸门，用于灌溉用水调剂。
泵站：提灌站类型属于半入江式混凝土结构，配有卧式离心泵、配电柜、启动柜，各类泵站的水泵电机功率大小和启动方式不同。
闸站：在干渠、支渠、斗渠有单孔闸和多孔闸，闸门种类分为泄洪闸和灌溉闸（分水闸和节制闸）。
存在问题：
①这些泵站、闸站不但数量 、种类多，而且地理位置分散、偏远，采用的运行管理方式通常是开机时需要有人值守，人工操作和记录数据，无自动化和信息化，调度效率低下，不方便实现整个灌区的统一管理。
②、灌区农业用水计量依靠人工观测，估算用水量，影响水量调度的及时性和准确性。
③、泵站、闸门故障不能及时发现，不仅导致灌溉效率低下，还降低了设备的使用寿命。
为解决上述问题，平升公司为其定制了一套灌区续建配套与节水改造信息化管理系统。
解决方案
系统功能
1、泵站远程监测、自动控制
· 监测水泵、阀门、真空泵的启停状态，阀门开关到位，保证系统的正常运行。
· 监测河道水位，防止水位过高/过低，造成水泵损坏。
· 监测管道压力、流量，保障输水正常。
· 本地、远程控制水泵、阀门的启停，节省了大量人力。
2、闸门远程监测、控制
· 监测闸门的开关到位状态，根据灌溉需求控制流量大小。
· 监测闸前水位、闸后水位、闸门开度，计算出灌溉流量。
· 远程控制闸门开、关和停，节省了大量人力。
3、越限/故障报警，提高设备使用寿命
· 渠道水位、流量越限自动报警。
· 水泵/阀门/闸门故障报警。
系统特点
1、现场泵站、闸门、阀门的控制逻辑全部由监控终端完成，节约投入成本。
本次项目每个泵站的水泵、阀门的数量较多且需要自动化控制，因此远程测控终端的核心设备采用了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)，丰富的接口满足了现场对泵、阀的监测、控制需求，节约了投入成本，同时也免去了泵站管理人员的PLC编程设计工作。
2、泵站监控终端嵌入了一体化触摸屏（DATA-7401），实现了人机交互，提高了就地控制效率。
泵站监控终端设置一体化触摸屏为本地操作终端，显示屏能显示时钟、水位、流量、报警点及有关画面等信息，工作人员直接根据需要完成就地操作，提高了工作效率。
3、渠道流量计算通过闸门开度和闸前、后水位计算，节约了建设成本。
为了降低建设成本，本项目采用国家标准水力学公式，通过闸门开度和闸前闸后水位计算明渠的流量。流量计算采用水工计算公式：水力学P75公式3-1-4
项目经验
由于本项目的泵站、闸门数量和种类比较多，整套系统通过控制逻辑和预警机制的建立，实现了泵站的优化调度，最大限度地发挥了泵组、闸门设备的效能。为灌区用水总量控制、防汛减灾提供了决策依据；为灌区优化配置水资源、提高水的利用效率提供了可靠保障。
项目照片
软件界面
闸门监控界面
泵站监控界面
案例2—贵州某地渠道水位、流量监测
贵州某灌区的渠道监测项目中，管理部门通过几年的人工监测总结出了一张“渠道水位、瞬时流量对照表”，为节省系统建设成本，用户决定不安装明渠流量计而采用“查表法”来实现流量监测。
渠道水位监测现场
该项目中，渠道监测终端DATA-9201的嵌入式程序中写入了水位、瞬时流量的对应关系，利用超声波水位计测量渠道水位。
DATA-9201将监测到的实时水位依据其临近几组经验数据形成的曲线换算成瞬时流量，再乘以时间进而计算出累计流量。
此种方式虽不如明渠流量计测量的准确，但充分利用了用户的经验数据，降低了人工测数的难度和成本，对宏观掌握渠道流量及变化趋势发挥了重要作用。
案例3—海口市灌区渠道闸位信息采集监测系统
海口市某灌区信息化项目中，选取了10个重点水闸/分水口布置监测站，远程监测其水位、流量和现场图像；并在其中4个监测站同时对墒情、雨量、温湿度、风速、风向等信息进行监测。
监测现场：
明渠流量监测现场
项目特点：
◆ 明渠流量计：巴歇尔槽式流量计，通过RS485输出水位和流量数据。
◆ 图像监控设备：130万像素的室外工业照相机。
◆ 供电方式：太阳能供电。
◆ 通信方式：GPRS。
◆ 监控软件：组态王监控软件（与渠道流量监测终端DATA-9201完美兼容）。
灌区管理部门通过长期的数据积累、统计分析，逐步制定出了动态用水计划，提高了灌区管理能力和取用水的精细化管理水平。
案例4—山西省运城市北赵引黄灌溉信息化监控系统
该项目为运城市北赵引黄工程灌区信息化项目，整个灌区环线全部架设了光纤，总长150公里，实现了泵船/提升泵站、明渠流量和视频同步监控。
项目规模：
◆ 泵船/提升泵站
3级（共5个），采用“DATA-9201型泵船/泵站监控终端”监测提升泵组的运行状态、运行电压/电流、功率、耗电量和电机轴温；同时监测站前水池水位、总出水口瞬时和累计流量。
◆ 明渠流量监测点
共75个，采用“DATA-9201型渠道流量监测终端+明渠流量计”来监测渠道水位、瞬时和累计流量。
◆ 视频监控点
共81个，主要分布在3条主干渠上，采用“视频摄像头+硬盘录像机”来采集、存储现场视频，并实时上传给监控中心。
监控现场：
明渠流量监测现场
泵船监测现场 视频监控现场
监控中心及部分软件界面：
监控中心
提升泵站监控界面
明渠流量监测界面
干渠视频监控界面
历史数据分析界面
项目特点：
1、太阳能供电
◆ 明渠流量监测点、视频监控点全部采用太阳能供电，解决了现场无市电难题。
◆ 保障了监测数据和监控视频的实时传输。
2、与多个系统无缝对接
监控软件通过开放数据库与多个系统实现对接，包括：
◆ 3D模型系统
◆ 数字沙盘系统
◆ 办公自动化系统
◆ 营业收费系统
案例5—山西省回龙灌区引黄灌溉信息化监控系统
回龙灌区位于山西省运城市临猗县，是一个五级五站规模（含水源浮船站）的中型灌区，灌溉水源来自黄河。
监控现场：
泵船、级站监控现场
渠道流量和气象监测现场
监控中心及部分软件界面：
监控中心
级站监控界面
明渠流量监测界面
土壤墒情监测界面
该项目中，所有监测/监控站与监控中心之间均采用GPRS通信，站点类型如下：
◆ 泵船监测站：共2个泵船取水点，每个泵船上有四台水泵，采集电机温度、泵两端轴承温度、耗电量、泵运行状态等，支持越限和故障报警。
◆ 级站监控站：现场均为10KV水泵机组，采集电机温度、泵两端轴承温度、耗电量、泵运行状态、进口水位等，并支持远程启/停泵和越限报警。
◆ 灌溉提升泵站监控站：共9个站（16台泵），采集电机温度、泵两端轴承温度、耗电量、泵运行状态等，支持远程启/停泵和越限报警。
◆ 渠道监测站：共10个测点，每个测点采集2个明渠水位，根据水位自动计算流量，支持水位越限报警。
◆ 墒情监测站：共10个测点，每个测点采集三层土壤湿度，支持越限报警。
◆ 气象监测站：共1个测点，采集温度、湿度、风向、风速、雨量、光照度等数据，支持越限报警。
灌区智能信息化管理系统解决方案
系统概述：
平升电子灌区智能信息化管理系统实现了灌区供水远程控制、闸门远程启闭、渠道/水池水情实时测报、用水量自动采集和图像实时监控等多项功能，达到了节约灌溉用水和科学、高效管理灌区的目的。
灌区智能信息化管理系统为确保灌区工程安全运行、实现水资源优化配置、提高用水效率和保障灌区可持续发展发挥了重要作用。
系统组成示意图
主要产品
系统特点
通信灵活
现场监控设备可灵活选用GPRS、4G、NB-IoT、LoRa、光纤等通信方式。
功能丰富
具有现场显示、本地操控、远程控制、预警分析等功能，支持定制开发。
远程运维
监控软件支持电脑、手机APP远程访问，方便供/配水管理和系统维护。
多重报警
数据异常、设备故障时，通过监控软件、手机APP、短信等多种形式报警。
智能运行
支持根据水池水位自动控制取水泵组运行；根据渠道水位自动启/闭电动闸门；根据水源及用户缴费情况自动配水。
平升产品应用案例（部分）：
案例分享
广西中型灌区续建配套与节水改造项目案例分享:
http://www.data86.com/net/guanqujieshuigaizaoanli.html
黑龙江水库灌区农业水价综合改革项目案例分享:
http://www.data86.com/net/guanqunysjgganli.html
明渠流量监测系统案例分享—贵州省水资源监控能力建设项目:
http://www.data86.com/net/anlifenxiang119.html
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