本文輸入類型液位變送器在水電站水位信號采集系統中的應用資料由優質變送器生產報價廠家為您提供。

介紹

目前，我國水利行業正在大力開展信息化建設，重點是信息資源的共享和開發。水電調度管理是水利樞紐的一項重要業務。水電調度管理系統的信息集成問題是在水利信息化建設的背景下提出的。它具有很強的行業特性，旨在解決該領域的信息集成需求。水位信號作為數據倉庫概念中的一個重要參數，在流域調度點的調度中心處于主要位置。水位信號系統的應用研究是整個流域電網配置的重要課題。

近年來，信息技術已經成為世界上最先進的生產力。信息化水平已經成為衡量一個國家、地區或行業現代化程度的重要標志。各種無線通信技術發展迅速，使人們從各種電纜束縛中解放出來，從而大大提高了人們的工作效率和生活質量。數據倉庫技術是近年來在信息領域發展迅速且相對成熟的一種計算機技術。本質上，它是一種信息集成技術。其目標是實現快速有效的決策支持，并已在許多領域得到應用。摘要:通過對坪前水電站水電調度管理中水位自動采集系統的案例分析，讓讀者對水位采集系統中的水位測量單元:輸入類型液位變送器和PLC控制單元、報警裝置等系統控制單元有了初步的了解。

2.系統研究

2.1實施背景

延渡河流域位于湖北省西部，流經神農架林區和恩施州巴東縣。它是長江北岸的主要支流。它位于長江干流的巫峽和西陵峽之間。它發源于神農架林區的小街嶺，經馬銜坪、石柱河、四方寨、鹽都河鎮，流入長江，在巴東縣西部向口。全長60公里，流域面積1031.5平方公里，其中巴東縣約45公里，流域面積909平方公里。盆地北高南低，主河谷狹窄，縱坡陡峭。這是一條典型的山溪河。主要支流包括馬家溝、石柱河和三島河。盆地內植被覆蓋良好。

沿流域修建兩座調水水庫:平前水庫和馬莊坪水庫。電站按“五級”開發，即平前水電站、馬莊坪水電站、石柱河水電站、四方寨水電站和石板坪水電站。已投入運行的電站有平前水電站、石柱河水電站和四方寨水電站。裝機容量分別為30MW、45MW、25MW、25MW和25MW。在以往對流域水電站梯度的研究中，各梯級電站對系統的補償權重是根據流域總發電量的倍數來確定的，并根據補償權重對發電量和效益進行重新分配，使流域內不同發電主體的電站將發電目標從價格競爭集中到提高流域整體效益上，梯級發電效益接近最大。同時，還討論了補償電站小時數的補償問題，使補償功能更加合理。

2.2實施的必要性

坪前水電站位于神農架林區谷夏坪板橋村，是沿河谷梯級水電站的一級電站。梯級水電站之間有緊密的水流聯系。梯級水電站水庫的調節作用能使其下游的所有梯級水電站受益。上下游水庫聯合調度可以協調解決發電與其他用水需求之間的矛盾。一級水電站水庫汛期蓄水，蓄水量轉入枯水期利用。下游水電站還減少了汛期通過的水量，增加了枯水期通過的水量，減少了汛期棄水量，增加了枯水期發電量。一級水電站合理的發電計劃可以提高下游所有梯級水電站的保證出力和年發電量。在制定合理發電計劃的前提下，有必要及時掌握一級水庫的準確水位信號。

坪前水庫離電站很遠。平前水庫現場沒有安裝水位計，只是在壩坡上畫了一個水位計。大壩值班人員定期目視檢查水位計，獲取庫區水位值，并通過電話向電站值班室報告。這種水位采集方法不利于及時了解水庫水位信號，尤其是汛期水位急劇上升時，不利于電站及時掌握水庫水位變化過程，制定合理的汛期發電計劃。平潛電站水庫水位自動采集系統亟待增加。

2.3實施的可行性在坪前電站取水口平臺施工期間，在取水口一側設計并安裝了水位井，用于安裝水位計。進水平臺管理室設有電源控制箱，方便向水位計供電，為壩區就地水位采集提供保障。在取水口平臺和壩區管理室之間，穿過庫區，必須乘船到達取水口平臺。進水平臺建在山坡上，附近沒有村莊。不太可能租用電信光纖網絡將水庫水位傳輸回中央控制室。拉光纖專用網的成本太高，安裝不方便。但是，取水平臺已經覆蓋了中國移動和中國聯通通信網，可以通過短信將水庫水位送回坪前電站中央控制室。

3.系統實現

3.1設計要求

為了制定合理的發電計劃，集控中心和平前電站需要及時準確地掌握平前電站水庫的水位值，因此有必要選擇合適的水位計。在選型上，結構精巧，易于安裝，操作方便，穩定可靠，精度高，組網簡單，抗干擾能力強。應充分考慮設備安裝環境條件、可靠性和準確性等因素，避免重復投資造成不必要的浪費。在特殊情況下，高精度設備往往需要大量的維修人力和維護，這是一個必須避免的誤解。經過實地調查和專家討論:

(1)現場水位井直徑太小，只適合安裝，輸入類型液位變送器。

(2)現場水位采集系統應具有定期發送短信的功能，可根據需要定期發送1小時、30分鐘和10分鐘。(3)選擇穩定可靠的短信發送模塊。

3.2系統結構

平潛水庫水位信號采集系統由現場測量單元、可編程邏輯控制器、短信收發模塊和后臺顯示單元四部分組成。

根據現場安裝環境的條件，庫區水位計決定采用輸入式液位變送器。輸入類型液位變送器是一種壓阻型，零點可調，滿量程輸出壓力變送器，它選擇具有高穩定性和高可靠性的壓阻壓力傳感器，以及用于高性能變送器的特殊電路。其整體性能穩定可靠，可輸出4-20個ADC電信號，便于訪問本地可編程邏輯控制器。為了便于水位值的現場監控，增加了二次顯示和監控儀表，通過二次儀表可以實現超限報警功能。本地可編程邏輯控制器采用西門子S7-200可編程邏輯控制器，包括一個中央處理器模塊(CPU226)和一個4點模擬模塊(EM231)。利用可編程邏輯控制器的數據處理功能，4-20兆模數轉換器的電信號被轉換成十進制數并存儲在可編程邏輯控制器的寄存器中。CPU226模塊有兩個RS485通信端口，兩個端口都可以根據需要設置為自由端口。可編程邏輯控制器進程通過空閑端口定期與短信收發模塊通信。

輸入液位變送器發送4~20mA電信號，并連接至可編程邏輯控制器模擬模塊。利用可編程控制器的計算功能，將可編程控制器模擬模塊采集的水位電信號轉換成十進制數并存儲在可編程控制器寄存器中。利用可編程控制器的數據處理功能，將十進制水位值轉換成字符串，并按照短信發送模塊要求的短信字符串格式進行排列。利用可編程控制器的編程功能，進行邏輯編程，實現1小時、30分鐘和10分鐘三種模式，通過可編程控制器自由口發送短信。

短信接收程序采用JAVA編程語言開發，接收到的水位短信信號寫入數據庫。后臺監控系統定期訪問數據庫，并將水位值及時寫入公共可編程邏輯控制器。如果判斷水位值長時間沒有刷新，會發出聲音報警提醒。短信發送和接收模塊是艾克斯公司的NPortZ2151，是一個帶單口RS-232/422/485串口設備的ZigBee網絡服務器，為串口設備連接到ZigBee網絡提供了可靠的無線組網解決方案。本地短信發送模塊接收S7-200可編程控制器的水位信號，并通過短信發送。平潛中央控制室短信接收模塊接收水位短信并存儲在后臺數據庫中。

與短信接收模塊連接的后臺顯示單元定期訪問數據庫，將水位信號寫入電站的公共可編程序控制器，并保存在可編程序控制器寄存器中，供電站所有后臺顯示單元和集控中心后臺顯示單元顯示。后臺監控系統定期訪問公共可編程控制器讀取水位值，并在后臺監控屏幕上顯示水位值，電站運行人員對其進行實時監控；當水位超過極限時，監控系統及時發出報警信息，提醒操作人員注意；同時，水位值被保存到背景數據庫中，用于將來的水位分析。

4.結束語

坪前水電站水位自動采集系統投入運行以來，水位測量數據準確，及時反映庫區水位變化，有利于沿河集控中心制定合理的發電計劃。電站監控系統能及時自動記錄平前水電站庫區水位，歷史趨勢圖能顯示水位變化過程，可用于未來水位分析，為梯級水電站聯合調度提供水位依據，提高梯級水電站保證出力和年發電量，監控期間及時發出報警信息，提醒運行人員及時調整機組負荷。總結選型和安裝經驗，提出工程設計，實施多道工序，選擇相應可靠的測量單元，結合先進的無線通信技術，是自動化應用的發展方向。傳統技術與先進技術的結合，在系統應用方面取得了新的積累和進步。

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