水资源实时监控系统建设技术方案_编码器_电机

水资源实时监控系统建设技术方案

2008/7/2 0:00:00

目录
一、需求概述
二、解决方案
1、系统组成
1.1、省、市、县三级管理系统构成示意图
1.2、县水资源监控系统构成示意图
1.3、县水资源监控系统组成
2、计量测量设备
2.1、流量计
2.2、水位计
3、水资源测控设备
3.1、水资源测控设备的安装位置
3.2、水资源测控设备的配置
3.3、水资源测控设备的功能
3.4、水资源测控设备的特点
3.5、水资源测控设备的主要参数
3.6、水资源测控设备的使用环境
3.7、水资源测控设备符合的国家和行业标准
3.8、水资源测控设备安装注意事项
4、通信网络
4.1、水资源测控设备与区县管理中心的通信网络
5、水务监控中心
5.1、水务监控中心硬件设备
5.2、水务监控中心软件介绍

一、需求概述
据悉，目前某省地下水位下降速度越来越快。全省22个城市和70个县城缺水，440 万农村人口饮水困难。从目前发展趋势看，今后某省水资源供需矛盾将更加突出，到2010年，某省中等干旱年预计缺水将达50亿立方米。
水是关系人类生存和社会发展的基本物质，是一种有限的、不可替代的宝贵资源，是实现经济社会可持续发展的重要保证。为了有效保护水资源，合理利用水资源，省水资源管理委员会计划在全省范围内建立“水资源远程监控管理系统”。通过收费的手段、通过计划用水的手段、通过强制控制手段来加强人们的节水意识，逐步改变的现状。

二、解决方案
唐山平升电子技术开发有限公司根据水务行业的需要，成功推出“水资源监控管理系统”，该系统是专门为区县级水务部门开发的管理系统。它集IC卡预收水费、流量监测、水位监测、用水管理等多种功能于一体，是目前国内水务行业中比较先进的系统解决方案。
针对某省的水资源状况及远景目标，提出“某省水资源实时监控管理系统”建议方案。
1、系统组成
建议系统建成三级管理模式。县级水资源管理部门直接管理用水单位，直接收取水资源费、直接控制用水单位取水；市水资源管理委员会管理所辖区县水资源管理部门，掌控全市地下水、地表水利用信息；省水资源委员会管理所辖市水资源管理委员会，掌控全省地下水、地表水利用信息，进行科学决策。
1.1、省、市、县三级管理系统构成示意图
如下图所示：
◇ 省、市、县通过内部专网相互浏览对方的公布信息，通过内部专网传递数据。
◇ 取水单位通过INTERNET公网可以浏览其上级管理水资源管理部门公布的信息，使用用户名和密码可以查询自己的备案信息。
◇ 县水资源管理部门通过中国移动通信公司的GPRS-VPN专网实现对用水单位的监控。

1.2、县级水资源监控系统构成示意图
如下图所示：
县级水资源监控系统组成：监控中心、通信介质、水资源测控设备、计量测量设备。
监控中心：主要由服务器、工作站、UPS电源、打印机、IC卡读写器、移动数据专线、水资源管理系统软件、操作系统软件、数据库软件及防火墙组成。
通信介质：非接触式IC卡、中国移动通信公司GPRS-VPN网络。
水资源测控设备：水资源测控箱。
计量测量设备：流量计，水位计

2、计量测量设备
水流量是水务管理系统的重要参数，正确计量是水务系统管理生产和能源考核的必备手段。现今水流量计量仪表种类繁多，合理的选择流量仪表对于水务管理系统是至关重要的。在提高生产效率，保障生产可持续发展和杜绝能源浪费等方面发挥着无可替代的作用。

2.1、流量计
常用流量计包括超声波流量计、超声波流量水表、远传脉冲水表、电磁流量计、涡街流量计等。
他们的主要作用是测量管道内水流的瞬时流量、瞬时流速、累计流量等多种测量数据，通过信号线将采集的数据发送给水资源测控设备进行计算机控制管理。
2.1.1、超声波流量计
超声波流量计是用来测量封闭管路液体流量，用户基于被测管路和流体的特点来选择非接触、附着式、插入式的传感器，将两个传感器按照一定距离安装在管道外侧即可，可以使用两次声程的V法，四次声程的W法，或者采用声波直接穿过被测管路的Z法安装。超声波流量计主板中央处理器控制两个传感器轮流接收和发射超声波并测量其间的传播时间，计算时间差值，得到的时差与流体的流速由直接的关系，如下表述：

其中
θ 是声束于液体流动方向的夹角
M 是声束在液体中的直线传播次数
D 是管道内径
Tup是声束在正方向上的传播时间
Tdown 是声束在逆方向上的传播时间
ΔT=Tup –Tdown

2.1.2、超声波水表
超声波水表是一种根据欧盟EN1434标准、采用超声波时差原理进行流量测量而设计的仪表，无任何活动的机械部件，因此没有磨损，具有长期测量精度不发生变化并且稳定运行可靠的特点。

2.1.3、远传脉冲水表
远传脉冲水表采用高灵敏度传感器装置，
抗干扰性强；采用四芯线、双信号输出；
能远距离采集水表用水量，数据可靠准
确；保留了原水表字轮读水的计量功能，
并可以与计算机连接，便于计算机管理。

2.1.4、电磁流量计
电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定
律来测量管内导电介质体积流量的感应式
仪表，采用单片机嵌入式技术实现数字励
磁。电磁流量计在满足现场显示的同时，
还可以输出4-20mA电流信号和RS485以
供记录、调节和控制使用。电磁流量计除
可测量一般导电液体的流体外，还可测量
液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、
强碱液体的体积流量。

电磁流量计的性能特点
1）、仪表结构简单、可靠，无可动部件，工作寿命长。
2）、智能化设计，有显示介质流向和仪表故障自诊断功能。
3）、无机械故障，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统。
4）、测量精度不受被测介质的温度、粘度、压力等物理参数的影响。
5）、采用EEPROM存储器，测量、运算数据存储保证安全可靠。
6）、具有MODBUS 协议,RS-485通信接口和HART协议通信接口。
电磁流量计的技术参数
1）、仪表精度：管道式0.5级（0.3级可选）；1.0级
插入式2.5级（1.5级可选）
2）、测量介质：电导率大于5us/cm的各种液体和液固两相流体。
3）、流速范围：0.2-8m/s
4）、工作压力：1.0MPa/1.6MPa/2.5MPa/4.0MPa(高压可订制)
5）、环境温度：-40℃～50℃
6）、介质温度：聚四氟乙烯衬里≤180℃；橡胶材质衬里≤65℃
7）、输出信号：4-20mA,负载电阻 0-750Ω
2.1.5、涡街流量计
涡街流量计是基于流体振动发展起
来的，根据旋涡的不同，检测方式从热丝
式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及
差动开关电容式、超声波式等。它几乎可
用于一切可形成旋涡列的场合，不仅可用
于封闭的管道，还可用于开放的沟槽。涡
街流量计没有可动的机械部件，维护工作
量小，仪表常数稳定；测量范围大，压力
损失小，准确度高，安装与维护简单。

涡街流量计性能特点
1）、具有对被测介质温度、压力跟踪补偿运算功能，可以准确测量介质的质量流量。
2）、环境温度：-40℃～+60℃；相对湿度≤85%RH
3)、介质温度：-40℃～+100℃
4）、流速范围：液体0.5～7m/s
5)、测量精度：满管式±1.0%、插入式±2.5%
6）、输出信号：