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广西中型灌区续建配套与节水改造项目

广西中型灌区续建配套与节水改造项目
灌区信息化
灌区泵站自动控制
灌区闸门远程监测控制

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:

灌溉取水工艺

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,银河集团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

系统拓扑图

系统功能

1、泵站远程监测、自动控制

泵站工艺图

  • 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

国家标准水力学公式

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

出厂前泵站、闸门监控终端

软件界面

闸门监控界面

闸门监控界面

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