发布时间：2023-10-05 10:22:57
绪论：一篇引人入胜的自动化通信工程，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：TV123 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）16-0121-03
1 工程概况
新疆北疆引水工程的输水干线是大范围、大尺度的输水工程，主要解决以乌鲁木齐为中心的天山北坡经济带资源性缺水的突出矛盾；解决克拉玛依油田工业和城市严重缺水的问题；并在工程沿途适度开发土地资源，发展农牧业，促进当地群众脱贫致富；通过工程措施和水资源的优化配置，促进流域内社会经济的发展，改善流域内河谷林草、湖泊湿地等水生态环境。
工程在东南、西南两个方向穿越准葛尔盆地沙漠腹地，沿途人烟稀少，风沙噬虐，工程管理十分困难。所以，建立渠道管理自动化监测系统是保证工程安全运行，提高管理水平的重要手段。它能迅速准确地传输水情信息，为供水调度管理提供可靠的信息资料。所以，水资源管理自动化监测系统的建设，是引水工程不可缺少的重要组成部分，具有重要的社会效益和经济效益。
2 水情自动化系统概况
引水供水工程水情自动测报系统是引水供水工程信息管理系统的主要组成部分。依据设计，引水渠道沿线共设了25个水情遥测站。上述测站分别纳入“635”、顶山、三个泉、沙漠、“500”5个管理处进行管理，最终由建管局统一调度。该系统建设的目标是利用已建设的通信和计算机网络系统，建设建管局水情自动化测报系统中心站1个，管理处分中心站5个，实现水情监测站的自动采集、实时显示和分析，能够及时准确地观测到渠道水位，雨量等变化情况，确保渠道供水工程的安全性和可靠性。
该工程建设的主要任务是在各管理部门实现水位、雨量数据的实时监测、分析、记录和显示，实现无人值班、少人值守的管理模式，以确保主体工程的安全运行，保证供水调度管理的准确与高效。
3 本工程水情自动测报系统的特点、技术难点
（1）自然环境恶劣，对设备性能要求高。工程地处北疆，横穿准噶尔盆地和古尔班通古特沙漠，自然气候条件十分恶劣，渠首的“635”枢纽处冬季严寒，气温可低至-42℃，最大冻土深度可达2m以上；沙漠段夏季酷暑，高温可至50℃～60℃，风沙活动频繁。要求水情设备必须要有高的性能指标和可靠性。
（2）监测的精度要求较高。本系统为输水工程，水量的计量关系到渠道的经济运行，是供水调度的基础；同时为掌握沿途渠道的渗漏或外水浸入情况保证输水工程的正常运行，要求水位或流量的测量精度在条件许可下使用高精度水位计。
（3）系统的抗干扰能力要强。水位雨量监测设备安装在野外，该工程部分区段地处高雷区、高寒区，故要求监测设备、采集设备有良好的防雷电措施，传输系统有良好的抗干扰能力。
4 水情自动测报系统的结构配置
4.1 管理局（处）调度中心（分中心）
管理局（处）调度中心或分中心主要配置为：数据库服务器、应用服务器、水情工作站、水情网关机和相应的采集分析处理软件。
4.2 遥测站
按遥测站功能共采用了5种不同的遥测站24个超声波单水位雨量站，7个超声波单水位站，3个浮子、超声波双水位雨量站，1个双浮子、超声波3水位雨量站；1个压阻单水位雨量站。
5 水情自动系统遥测站功能
5.1 水情遥测站数据采集功能
（1）遥测站自动采集并存储水情、水质等实时数据，并按预先规定的方式自动向中心站报告；（2）允许实时自报、定时报、自适应报和响应中心站召测；（3）允许设置采样间隔，发送数据间隔长度；（4）允许设置路由；（5）允许接入多种信号形式的传感器，支持SDI12、RS485等总线传输；（6）支持多种信道，并在相应的双向信道上实现单向传输、双向传输；所有参数允许远程设置。
5.2 水情自动测报系统应用软件功能
5.2.1 数据采集和控制。中心站通过数据网关与分中心水情及综合监控系统接口，实现常规数据采集；实现遥测设备的远程管理，自动监测遥测设备的状态，出现故障时自动判断故障类型，主要判别方式如下：（1）当某遥测站在预先定义的“最大无信号时间”内仍未向中心站报告定时自检信息数据时，根据最近的电压、充电状态判别是否为电源系统故障；（2）电源系统正常时，判别是否为通信线路故障；（3）当一切状态正常时，遥测数据不准时，判断为传感器故障。
5.2.2 数据处理功能。（1）水情数据实时计算、处理；（2）实时监测数据到时段历史数据的统计处理（自动提取出最大值、最小值、平均值等特征量等）。
5.2.3 主要具体的功能：（1）显示库水位、库容量、出库流量、水库水温等实时数据；（2）当水库水位达到警戒水位时，能自动进行声光报警，以提示调度人员；（3）查询当前和历史任意年、月、日和任意时刻的水情水文信息；（4）显示、绘制和打印日、旬、月、年度水情水文信息；（5）报表除可以用定时方式产生，也可用事件触发来产生，定时时间点可定义；（6）实时显示各监测点水位过程线；（7）自动和人工建立水位流量关系曲线。
6 水情自动测报系统性能特点
（1）测报设备的性能指标要求高，数据采集器ACS300是NARI水情公司ACS系列数据采集器最新产品，也是国内唯一完全满足工业级标准的水情数据采集器（工作温度范围：-40℃～75℃）能够满足恶劣的自然环境。
（2）水位的测量要求精度高，而采用的超声波水位计和高精度浮子水位计能够满足需求。
（3）水情自动测报系统遥测站组网方式很多，种类包括VHF、PSTN、Inmarsat-C、Ominitracs、北斗卫星、CDPD、GSM、GPRS、CDMA等。本工程采用光纤传输方式，运行费用较低，系统运行可靠性高。
（4）高精度浮子水位计最长距离有500m，而SDI-12有效传输距离为60m，引额供水工程水位测井离数据采集器的距离较远，为解决长距离传输，需要增加SDI-12/RS485适配器，该适配器将SDI-12信号转换为RS485信号，RS485有效传输距离为1200m，能满足现场长距离传输。
（5）超声波水位计和压阻式水位计都采用4～20mA模拟量接入方式，传输距离最长为1000m，能满足现场长距离传输。
7 水情自动测报系统运行效益
通过济克渠道水情监测系统的实施及试运行阶段的数据分析，证明在高寒地区对渠道水情进行自动化监控是可行的。北疆供水工程水情、水质测报系统的建设规模、技术的复杂性在调水工程中是不多见的；为高寒地区长距离调水工程水情、水质进行自动化监控积累了经验。
在系统运行的几年中，水情测报在观测水量、渠道的安全运行状态方面，体现以人为本的理念，突破水利行业传统测流观念，把人从频繁的测流和巡渠工作中解放出来，提高了管理水平、减少了工作人员的劳动强度，使管理人员能有更多时间来学习知识，提高管理水平和管理
能力。
水情测报系统在水库和河道水位、渠道水位、分水点的流量测报中发挥了重要的作用。做到了统一、科学调水、配水、分水，确保了渠道的安全输水和水库的安全蓄水。水情测报系统累计观测总干渠输水总量22亿m3，观测总干渠向西干渠输水18亿m3，发挥了良好的社会效益和经济效益。
8 结语
水情自动测报系统运行稳定，对引水工程沿线水情进行实时监控，提高了运行管理的科技含量。水情自动化测报系统运行可靠，各个站点数据采集正常，软件运行稳定。实现了水情自动测报的目的，具备了无人值班（少人值守）的条件，是引额供水工程信息化系统建设的重要组成部分。
引额供水工程的特殊地理环境和工程本身的重要性，使该工程建成后的运行管理将是一项十分重要的工作，建设一套全面的、完善的、实用的、可靠的引额供水工程信息化系统，对保障工程效益的发挥具有不可替代的作用，新疆引额供水工程及信息系统的建成将会对乌鲁木齐和北疆地区的经济发展具有重大的意义。
参考文献
[1] 余有胜.新疆北疆供水工程信息化管理系统[S].
2005.
[2] 林祥.ACS300数据采集器使用手册[S].南瑞集团公司，2005.
当前水利水电工程采用的通信技术非常先进，可以找出信号故障内容，自动修复，并提醒工作人员维护、检修通信系统。以往，水利水电工程的通讯渠道单一，并不能很好的克服故障影响，所以依附于通信系统的自动化装置配置，其故障分析能力对优化水利水电工程通信体制具有很强的促进作用。
一、水利水电工程通信系统的工作原理
水利水电工程是通过控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。作为与人类生活息息相关的重要资源，水利水电工程可以将固有资源转化成其他的资源，利用通信系统掌握工程状态数据，可以实现能源的调节和输出控制。覆盖整个水利水电工程的通信系统，变电站的电流数据汇编成统一的数据平台，通过特殊的通道，信息可以在通信路径中实现再处理功能，并起到稳定水利水电工程运营状态的作用。目前，水利水电工程应用的组网结构主要分为三层，核心层、汇聚层和接入层，通信系统利用上述三个结构层可以汇聚工程信息，找到信息节点，设置具有控制功能的通信装置。
二、水利水电工程通信及自动化的故障
信号在传递过程中，信号接收器必须突破自动化通道的访问权限，才能搜集到目标信息。远动信息是水利水电工程中的核心状态信号，如果远动信号在自动化通道中无法交互运作，则信号接收器会发出相对故障指令，中断信号通信，以防止水利水电工程各施工设备受故障信号干扰。无论是硬件还是软件，通信系统都需要及时更新设备，保持电力系统在一个正常的环境下运行，为水利水电工程提供充足的电能。综上分析可知，通道故障主要表现在两个方面：
1、远动设备故障。远动设备是发出远动信号的主体装置，水利水电工程中的远动设备如果收到通信阻碍，在强大电流、电压环境中，信号并不会按照既定的通道路径运输，因此，水利水电工程的信号运输路径受远动设备的影响干扰很大，重要信号不能及时、有效的运送到信号控制中心，水利水电工程的其他运行设备也会受到影响。
2、数据误差。通信设备的自动化运行能力很强，处在正常运行状态下的设备会通过通信装置发送信号。这些信号的呈现形式、运输时间、变化频率都是固定的，因此，如果控制中心接收到的数据存在误差，且误差超过额定范围，则表明发送该信号的水利水电工程运行设备出现了故障。常见的信号参数有五种，分别为波特率、音频频率和频偏、正负逻辑、同步字和报文规约，其误差表现形式如下：（1）波特率。水利水电工程中的各供电装置和通信系统采用的波特率是一致的，波特率发生改变，则传输通道中的信号会发生位置和方向偏移。即使控制中心接收到了此类信号，这些信号也无法应用在数据处理程序中，不能跟其他设备进行信息交流和互动。（2）音频频率和频偏。音频频率在通信系统中的精准度要求很高，音频精度不稳定，则信号呈现出的频率波动范围会逐渐扩大，其信号的可靠性和准确性都会受到影响。因此，音频频率是水利水电工程通信及自动化故障中常见的“信号传送故障”。
（3）正负逻辑。当通信系统的频率过高时，信号在高频环境下，其低位逻辑会受到严重损害。如发送的信息为正向逻辑语言，在传输通道中，其信号方向会发生反转现象，变成负向逻辑语言。从信号出现故障的表现形态上看，传输方向的错误判断是引起信号正负逻辑紊乱的根本原因。（4）同步字。水利水电工程的电力主站收到的控制信息，其同步字是相同的。除固有信息呈现模式之外，符号也是通信信息组成的重要元素。在没有特殊规定的情况下，如果信号前的同步字不再一致，说明传达到水利水电工程电力主站的报文，其信号呈现模式不合格，甚至有可能其信号本身就是错误乱码数据。（5）报文规约。报文信息错误不仅体现在同步字上，通信系统中其他解释程序出现错误也可以导致错误报文的出现。由于水利水电工程涉及到的信号种类繁杂，通信系统在解释信号时很容易出现权限分离问题，访问权限分界不确定，会让数据信号的翻译行为超出报文规约，从而影响整个通信系统的运行状态。
三、水利水电工程通信及自动化控制的解决对策
面对水利水电工程复杂的故障问题，工作人员必须从优化通信系统资源配置入手，引用先进的故障检修技术，从监测、维修角度，实现水利水电工程运行信号的双向控制。
1、故障维护。不同音频传输方式呈现的通信效率和质量各不相同，因此，大多数水利水电工程通信及自动化系统会采用性能优越、传输效率高的信号传输方式。音频维护作为故障维护的首要任务，其核心管理内容是检测不同通道中相同音频传输方式的信号，并根据信号的完整性和实用价值，分析通信通道在不同区域位置，适合采用哪种音频传输方式。与此同时，检修人员还可以通过升级通信系统的方式，提高各区域通道传输信号的抗干扰能力和借鉴能力。如在核查远动信号时，工作人员可以引入频率数量参量，来分析音频信息的准确定；在检测波动率时，工作人员可以校对固定周期内，信号波动率的变化范围，如果范围符合信号录用标准，则应当采取必要的维护措施。
2、定期检查。采用定期维护的管理模式，可以提高通信控制中心对信号的控制能力。以维护为核心理念的检修工作，需要不断改变信号通道和通信装置的应用性能和使用范围。远动设备是水利水电工程设备检查中的主要通信装置，检修人员不仅要搜集所有设备运行数据，还要更深层次解析错误信号在远动设备中的呈现方法。首要检查对象确定之后，检修人员还需进一步提取相关参数信息，找到可能存在的参数误差问题，开展一系列具有针对性的检修工作。
除上述故障维护项目之外，数字传输方式的维护也至关重要，检测人员首先应选定数字的接口位置，测量设备之间的传输距离，将这两个参数信息转化成数据，导入数学模型当中，如果信号的传输和接收出现了故障问题，则工作人员可以在第一时间找到检测报告中的指定设备，并采取切实有效的故障维护方案。
结束语
对于水利水电工程而言，正常运输状态下的信号，其传输能力是受多个限制性因素影响的。信号传输指令的准确性直接影响着水利水电工程的管理效果、控制能力以及施工效果。因此，从供电角度上看，水利水电工程必须实时监控通信系统各施工项目的数据，并结合数据内容进行分析。
参考文献：
[1]李明珍，李雨舒，谢宇昆.通信自动化通道故障分析与维护[J].电力系统保护与控制，2009，11（23）：167-169.
2现状分析及存在的主要问题
2.1现状分析
稠油首站现有日常生产中，岗位工人每两小时进行一次巡回检查，对这些仪表、电气设备等显示的数据详细记录，并根据这些数据调节生产运行。同时，当生产中的许多参数与这些仪表、设备的内置参数不符时，还要及时调整这些仪表、设备的内置参数，以确保计量数值准确。另外，各个系统相对独立，采集的参数其它系统无法共用。
2.2存在的主要问题
稠油首站的这些仪表、电气设备数量众多，分布较分散，岗位工人每次巡检时间花费较长，增加了岗位工人的劳动量。而且由于两小时巡检一次，间隔时间长，生产数据变化情况不能做到及时掌握，往往造成调节滞后，影响了生产运行质量，生产安全也得不到有效保障。
3整合资源，提高共享性
3.1仪表通信技术
流量计、变频器、热电阻等这些仪表、电气设备均带有RS-232或RS-485等通信接口，或者能够输出4-20mA电流、0-10V电压等模拟信号，这些信号或接口均是为了传送数据而设，通过这些信号或接口可以将数据远传，实现数据的实时显示，远程修改或调节参数。
3.1.1RS-232通信接口
RS-232通信接口属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。
3.1.2RS-485通信接口
RS-485通信接口主要有以下几方面特点。一是采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力；二是总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压[1]，传输信号能够达到千米以外；三是RS-485通信接口支持半双工通信方式，只需1对平衡差分信号线就可以同时进行数据的发送和接收，并支持多点连接，允许创建多达32个节点的网络。由于以上特点，工控设备利用RS-485通信接口组成网络时可将所有设备并联挂接在两条通信总线上，网络组成灵活。当要从网络中摘除或增加一个设备时，只需将此设备从通信总线断开或接入，而不会影响到整个网络的结构及其它设备的正常工作。同时由于该通信接口可承受-7～l2V的数据信号范围，所以利用这种接口可实现较远距离的数据传输距离，一般情况下数据传输距离可达到1200余米。
3.1.3电流、电压等模拟信号
电流信号目前应用最多的是4-20mA，输出电压信号的较少用。模拟信号通常也能够传输数百米。模拟信号和数字信号之间可通过A/D转换器进行转换。
3.2数据远传
对分散在各岗的流量计等仪表首先进行数据信号转换。带有RS232接口的通过RS232/RS485转换器转换成RS485接口。带有电流、电压等模拟信号输出的如果距离较近，可先传输到控制室再进行模数转换，如果距离较远则直接转换成RS485接口，然后利用1对信号线将信号传送到控制室的主机上。由于电脑上只有串口，因此，在控制室再将RS485接口转换成RS232接口连接到电脑上。在主机上可利用VB、VC、Delphi的MSComm控件读取串口的数据,把数据显示到界面上。MSComm控件的常用属性包括CommPort、Settings、PortOpen、Input、Output等，在串口编程时非常方便。
3.3整合数据
稠油首站的DCS采用的是浙大中控的系统，系统的开放性较好。由于投用较早，采集的参数不够全面，但当时为了方便以后的扩展，预留了多个信号输入输出卡的位置。通过这些输入输出卡，可以很容易地将现场数据采集到DCS系统。因此，可根据实际情况，把需要传送的数据整合到DCS系统，在DCS系统的监控画面中显示出采集到的数据，省去了再次编程的麻烦。
3.4整合网络
