江都沿運自流灌區(qū)運行控制及其優(yōu)化調度的研究.pdf

1、隨著我國經濟的快速發(fā)展，農業(yè)水資源的日趨緊缺，為保證農業(yè)生產的持續(xù)、穩(wěn)定和高效發(fā)展，對灌溉水資源進行綜合利用和優(yōu)化管理，顯得尤為必要。本課題以揚州市江都沿運自流灌區(qū)項目為背景，設計并開發(fā)了灌區(qū)自動化監(jiān)控系統(tǒng)。
　　該灌區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)采用先進的工業(yè)控制計算機、可編程控制器(PLC)、網(wǎng)絡通信以及工業(yè)自動化組態(tài)軟件等技術實現(xiàn)了灌區(qū)閘站機組運行狀態(tài)和現(xiàn)場工況參數(shù)的自動檢測，閘門的現(xiàn)場與遠程控制，并運用優(yōu)化調度策略，對灌區(qū)水資源進行優(yōu)化配置、

2、科學管理。
　　本文首先介紹了灌區(qū)現(xiàn)代化建設的國內外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，然后通過對江都沿運自流灌區(qū)自動化監(jiān)控項目的需求分析，按照相應的設計規(guī)范，結合分布式控制系統(tǒng)的思想，進行系統(tǒng)的集成設計。該監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，按功能分為三個層次，分別為閘站現(xiàn)場控制層、數(shù)據(jù)處理層和遠程監(jiān)督控制層。
　　閘站現(xiàn)場控制層的基本組成為現(xiàn)地測控單元，而現(xiàn)地測控單元的設計以可編程控制器(PLC)為核心，實現(xiàn)對現(xiàn)場閘門設備的控制以及現(xiàn)場閘位、水位、

3、電量等相關數(shù)據(jù)的采集。系統(tǒng)網(wǎng)絡設計采用標準化、開放化且抗干擾性強、經濟性高的光纖以太網(wǎng)，并根據(jù)項目的實際情況，采用星型的網(wǎng)絡拓撲結構，構成了閘門現(xiàn)場測量控制站的分布式網(wǎng)絡。
　　數(shù)據(jù)處理層選用高性能服務器，作為工程師站配置在監(jiān)控中心，采用組態(tài)王軟件編寫上位機界面，工程師站可以實現(xiàn)遠程組態(tài)與數(shù)據(jù)庫的管理。另外在監(jiān)控中心配置有監(jiān)控工作站與視頻工作站，兩者功能互為補充。監(jiān)控工作站安裝有灌區(qū)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端，管理人員可以通過現(xiàn)場返回

4、的信息對機組運行狀況與工況參數(shù)進行實時監(jiān)測，并可以在切換到遠程控制的狀態(tài)下，實現(xiàn)對閘門的遠程控制。同時，監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時曲線顯示、實時報表管理、歷史報表查詢等功能。
　　做好灌區(qū)灌溉用水的科學調度工作、減少輸水損失是節(jié)水農業(yè)的一個重要技術手段。傳統(tǒng)的配水模型一般是建立在下級渠道流量相等的前提下，改變輸水歷時為水資源配置的優(yōu)化調度手段，但這種情況與大多數(shù)渠道水資源配置的實際要求不相符，本文為解決這一問題，從灌區(qū)實際情況出發(fā)，克服