[科普中國]-供水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

供水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指運(yùn)用遙測、遙控、遙調(diào)、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對供水水源和設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)測量、計(jì)算和自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對水量的合理輸送、調(diào)節(jié)和分配的整套裝置。

簡介供水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指運(yùn)用遙測、遙控、遙調(diào)、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對供水水源和設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)測量、計(jì)算和自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對水量的合理輸送、調(diào)節(jié)和分配的整套裝置1。

控制方式進(jìn)行分類按控制方式可分為分散控制系統(tǒng)、集中管理分散控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)。

(1)分散控制系統(tǒng)。是獨(dú)立的終端監(jiān)控站。運(yùn)用遙測、遙控及計(jì)算機(jī)技術(shù)，獨(dú)立完成本站有關(guān)參數(shù)的自動(dòng)檢測、計(jì)算，對有關(guān)設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，并有數(shù)據(jù)通信接口，可加入集中管理分散控制系統(tǒng)。分散控制系統(tǒng)適用于中小型閘壩、渠首、泵站及重點(diǎn)干支渠道。

(2)集中管理分散控制系統(tǒng)。由一個(gè)中心站和若干個(gè)監(jiān)控站組成。各監(jiān)控站具有分散控制系統(tǒng)的全部功能，中心站通過通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測各監(jiān)控站的運(yùn)行工況，并根據(jù)系統(tǒng)水量分配模型，指令各監(jiān)控站的運(yùn)行狀態(tài)。集中管理分散控制系統(tǒng)適用于大型水利樞紐或重點(diǎn)水庫、灌區(qū)。

(3)集中控制系統(tǒng)。由一個(gè)中心站和若干個(gè)終端測站組成。各終端測站均可無人值守，由中心站對系統(tǒng)所屬的任意終端測站隨時(shí)進(jìn)行自動(dòng)檢測、計(jì)算，并對供水設(shè)施自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)內(nèi)水量的合理輸送、調(diào)節(jié)和分配。集中控制系統(tǒng)適用于供水設(shè)施較先進(jìn)的重點(diǎn)水利樞紐、大型水庫和灌區(qū)。

按使用場所和功能分類供水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也可按使用場所和功能分為：水利樞紐工程調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、渠系配水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、泵站自動(dòng)化管理系統(tǒng)、灌溉自動(dòng)化控制系統(tǒng)等2。

結(jié)構(gòu)以集中管理分散控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)由監(jiān)控站和中心站組成。

包括：①傳感器，完成基本參數(shù)的原始測量，并可變換為電量輸出。傳感器有水位計(jì)、閘位計(jì)以及電壓/電流變送器等。②傳輸電纜，將傳感器原始測量參數(shù)送到計(jì)算機(jī)輸入接口。③輸入接口，將傳感器送來的電量變換為計(jì)算機(jī)可接受的信號，并進(jìn)行信號隔離。①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，接收輸入的參量，根據(jù)給定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、計(jì)算，并據(jù)以發(fā)出控制、調(diào)節(jié)指令。⑤輸出接口，將計(jì)算機(jī)的控制、調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換成對供水設(shè)施的控制，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與供水設(shè)施的隔離。⑥顯示器、打印機(jī)，顯示、打印記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括水位、閘門開啟程度、瞬時(shí)流量、日平均流量、歷時(shí)累計(jì)水量等。⑦通信接口及通信機(jī)（有線、無線或光纖）。⑧電源。

功能以現(xiàn)今世界流行的集散型分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為例，按不同系統(tǒng)分述如下：

(1)閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。其功能包括：①自動(dòng)采集閘位、水位及有關(guān)配電電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)及液壓壓力等工況，自動(dòng)計(jì)算瞬時(shí)流量、累計(jì)流量及各參數(shù)的過程線。②根據(jù)供水調(diào)度方案自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，自動(dòng)控制閘門升、降、停運(yùn)行。③實(shí)時(shí)存儲信息，記錄運(yùn)行狀況。①及時(shí)發(fā)現(xiàn)閘門故障，并發(fā)出相關(guān)故障的識別信號及標(biāo)志。⑤具有自動(dòng)/手工、本地/遠(yuǎn)程切換功能。⑥具有聯(lián)網(wǎng)功能，能實(shí)時(shí)將本站的狀態(tài)自動(dòng)向上級網(wǎng)發(fā)送，并接收上級網(wǎng)的調(diào)度命令。

(2)泵站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。其功能包括：①實(shí)時(shí)自動(dòng)巡測各機(jī)組電流、電壓、功率、功率因數(shù)、葉片角度、勵(lì)磁及水位等相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)。②根據(jù)供水調(diào)度方案，對水泵機(jī)組實(shí)施自動(dòng)開、停及葉片角度的調(diào)節(jié)。③實(shí)時(shí)存儲信息，記錄運(yùn)行狀態(tài)。①自檢功能及故障自動(dòng)識別，并發(fā)出相關(guān)故障的識別信號及標(biāo)志，實(shí)時(shí)報(bào)警。⑤與上級網(wǎng)通信，接收上級網(wǎng)調(diào)度，向上級網(wǎng)發(fā)送本站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

(3)灌溉節(jié)水增產(chǎn)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。在灌區(qū)建立干渠控制斷面的水位及流量實(shí)時(shí)自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，同時(shí)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測田間水位、日照、風(fēng)速、氣溫、濕度、降雨等氣象信息以及對田間和田面水層深度信息、墑情和作物長勢進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立灌溉供水決策支持模型，對灌區(qū)的灌溉用水進(jìn)行科學(xué)的預(yù)報(bào)和決策，輸出供水調(diào)度方案，制定各種時(shí)段的實(shí)時(shí)供水計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)科學(xué)供水，達(dá)到節(jié)水、增收的目的3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)