基于4G-DTU的水库闸门远程控制系统方案.pdf

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1、基于4GDTU的水库闸门远程控制系统方案一、前言水利行业是一个历史十分悠久的行业，也是信息十分密集的行业。随着计算机技术、数字控制技术、网络通讯技术的发展，工业自动控制系统已进入一个全新的时代。采用新技术、新设备对水利工程项目的设备与管理进行现代化改造和智能化建设是历史发展的必然趋势。对社会主义建设和水利行业的发展前景有着深远的意义。水利现代化和智能化建设是实现资源共享，促进国民经济协调发展的需要。信息化系统建成后，消除了信息孤岛，减少了数据冗余，提高了信息的可靠性和科学性。信息快速方便的信息传递为上级部门正确决策提供了保证，

2、同时也提高了水库现代化管理水平，提高了水库的工作效率。同时也为水利信息化建设打下了基础。水库，一般建在比较偏僻的山区，尽管现在交通发达，但对水库运行管理来说仍然不便。一方面因为路途遥远，工作人员每天在往返的路上浪费大量的时间和精力；另一方面道路崎岖，多是山路，行车危险，特别是雨季，道路泥泞，这给水库的管理工作带来很大的不便。特别是在汛期暴雨期间，可能造成山体滑坡，电线中断等事故，工作人员无法到达现场。此时更是防洪的关键时期，必须保证闸门的合理控制，才能有效的控制洪水，保证人民群众生命、财产的安全。随着现代通讯事业的不断发展，无

3、线技术应用在控制领域中越来越成熟。利用4G网络来实现远程的通讯，从而达到用计算机来实现水库闸门远程控制的目的。二、项目分析2.1闸门远程控制系统组成2.1.1终端闸门控制系统采集闸门状态信息，如闸门开度、水库水位等，和执行各项中心发出的指令。2.1.2无线传输设备鉴于终端闸门控制系统的接口和设备的工作环境等多种情况的要求，我们选择4GDTUF2816。采用RS-232/485接口、金属外壳设计，它具有体积小、功耗低、配置使用简单、即插即用。支持主备数据通道、并行多数据通道，支持实时在线和按需在线多种工作方式，如定时上下线和设备

4、唤醒，并且支持APN网络接入等功能不仅可以保障数据安全可靠还能让客户根据需传输节省资费。2.1.3数据控制中心源始数据处理与管理中心，负责对终端上传的数据进行分析、存储，对分析结果做出判断，并下达各种控制指令。2.2系统总架构终端闸门控制系统数据采集设备通过RS232/485通讯接口与F2816串口连接，远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入。通讯设备F2816通过FDD-LTE网络接入Internet连接到远程数据中心服务器主机，建立透明数据通道。这样采集终端产生的数据只要送到串口，F2816就会把

5、收到的数据不做任何处地发送到数据中心服务器主机。服务器主机收到终端上传上来的各项源始数据后对数据进行综合分析和各种判断，并向终端设备发出控制指令，服务器主机发出的控制指令通过通道传输到F2816后，F2816通过串口送到采集终端，从而实现了数据双向透明传输。2.3系统功能2.3.1中心控制室中心控制室是整个系统的调度中心，主要由工控机和上位机软件等构成。工控机作为上位机对闸门进行远程控制，以及对实时采集来的闸门开度、水库水位进行数据处理入库等操作。通过水库水位（H1）、闸门开度（H2）和实际H1H2～Q、H～M、H～V曲线，计

6、算机自动对比计算出放水流量、水库库容、库面面积等。可以随时观察水库水位和蓄水量等参数的变化情况。计算机设计有标准软硬件接口，可以与水情自动遥测、大坝自动观测等系统共同组成水库运行调度系统。作为系统工作安全的要求，对闸门的操作有严格的使用权限，设有软硬件隔离，操作指令保护措施。闸门开度、操作时间、操作者姓名及时入库保存，只有高级管理员才可以修改。这样可以保证闸门操作的安全。2.3.2现地控室现场地控室距离闸门现场比较近，主要有控制柜，工控机、4GDTU、不间断电源、分控软件、以及转换模块组成。工控机作为下位机功能基本与上位机相同

7、，但操作级别比上位机低。下位机也有工控机主要是为增强系统的可靠性，即使上位机出现了故障，不致影响对闸门的操作。2.3.3现场控制屏现场控制屏相当于闸门操作按钮。它直接对闸门的上升、下降、停止进行控制。也是闸门开度的采集部分，负责将闸门开度值传到下位机中。将开度仪传来的模拟信号转变成RS-485信号传到下位机中，完成开度的采集传输工作。2.3.4闸门开度仪闸门开度仪采用弹拉式开度仪，它是将测量柔丝的线位移转换成码盘的角位移，以达到用编码器来测量线位移的目的。同时将闸门的开度转换成模拟信号传到现场控制屏里，完成测量工作。三、项目架

8、构实施方案3.1无线通讯设备F2816与终端采集设备连接F2816支持RS232/485接口，可以通过RS232/485接口与终端连接。接口定义如下：3.2数据控制中心服务器网络接入方式3.2.1专线接入中心采用APN专线，所有点都采用内网固定IP客户中心通过一条2MAPN专