非農(nóng)取水在線監(jiān)測建設(shè)應(yīng)用

蘆韻琦

（安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院 蚌埠 230000）

1 概況

安徽省滁州市來安縣非農(nóng)業(yè)取水在線監(jiān)測建設(shè)較早，后期經(jīng)過國控、市控進行了部分補充建設(shè)。從整體看，來安縣現(xiàn)有非農(nóng)業(yè)取水監(jiān)測站12 處，其中有9處非農(nóng)業(yè)取水在線監(jiān)測站是2010年縣級建設(shè)。由于來安縣非農(nóng)業(yè)取水在線監(jiān)測站建設(shè)較早，監(jiān)測站現(xiàn)場硬件設(shè)備大部分已經(jīng)損壞，軟件技術(shù)陳舊，現(xiàn)已經(jīng)無法滿足來安縣取水實時計量要求。為了加強來安縣的水資源管理及滿足安徽省對來安縣的水資源考核要求，來安縣水利局啟動了本次項目。

2 安裝方案

本次項目建設(shè)對象主要是管道型取水流量自動監(jiān)測站?，F(xiàn)場取水計量終端設(shè)備主要由RTU 終端控制器、DTU 通信設(shè)備（GPRS/GSM 模塊）、電源模塊、蓄電池以及電源避雷器等組成。具體實現(xiàn)水量及相關(guān)設(shè)備信息的現(xiàn)場采集，其中監(jiān)測數(shù)據(jù)采集部分用于非農(nóng)取水監(jiān)測站點的流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)采集；RTU用于采集、存儲和處理計量設(shè)備數(shù)據(jù)，DTU 通信設(shè)備用于將RTU 采集的數(shù)據(jù)通過GPRS 無線傳輸網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)專線）發(fā)送至安徽省水資源取用水監(jiān)測平臺。直流電源、蓄電池、以及電源避雷器等提供系統(tǒng)供電保障，機箱提供全電源和數(shù)據(jù)實時傳輸部分的整體防護，如圖1 所示。

圖1 管道型數(shù)據(jù)采集監(jiān)測站圖

監(jiān)測站主要采集數(shù)據(jù)包含如下：

（1）實時取用水信息（流量計的瞬時、累計流量）。

（2）現(xiàn)場設(shè)備供電情況（是否斷電、采集蓄電池電壓等）。

（3）設(shè)備接觸器通斷狀態(tài)情況。

（4）出現(xiàn)異常情況，設(shè)備報警信息。

（5）網(wǎng)絡(luò)情況，網(wǎng)絡(luò)異常信息上傳。

（6）現(xiàn)場設(shè)備箱門開啟、關(guān)閉信息。

根據(jù)水資源監(jiān)控所涉及取水口的特點，對于取水口管徑大200mm 的取水口，采用插入式或外敷式超聲波流量計，對于管徑小于200mm 的取水口，宜采用管道型超聲波流量計或電磁流量計。取用水監(jiān)控體系的信息采集站點分布于市、縣廣大區(qū)域，信息傳輸通道依據(jù)站點本身特點和周邊通訊條件、前期其他水利信息化系統(tǒng)建設(shè)狀況，以及傳輸流量的大小進行合理選擇。由于取用水工程的監(jiān)測點集中在主要供水水源地、規(guī)模以上取水口等，傳輸?shù)男畔⒘髁慷急容^小，因此優(yōu)先選擇公共移動通信方式。目前可以使用的公共移動通信主要有GPRS、CDMA和GSM-SMS、CDMA-SMS，有關(guān)這些通信方式的使用規(guī)定和要求應(yīng)符合SL427-2008 標準。自動監(jiān)測站應(yīng)該具有備份信道，所配置的DTU 應(yīng)具有通信主備信道的自動切換。中心站和自動監(jiān)測站的數(shù)據(jù)交換是通過VPN 虛擬網(wǎng)絡(luò)，運營商通過通信模塊中設(shè)置的VPN 找到其設(shè)定的VPN 內(nèi)部的IP 地址將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，中心站的通信是通過網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送，以保證中心站對眾多的自動監(jiān)測站的數(shù)據(jù)通信。中心站招測每個監(jiān)測站的次數(shù)不超過三次。對通信規(guī)約中設(shè)置指令的密鑰和密碼的算法及數(shù)據(jù)需要約定，算法一旦定下就不可以變化，今后可以改變密鑰和密碼。

3 安裝流程

3．1 安裝之前

（1）所有安裝的設(shè)備都應(yīng)該是經(jīng)檢驗滿足設(shè)計要求的合格產(chǎn)品；（2）監(jiān)測站設(shè)備安裝環(huán)境應(yīng)滿足《監(jiān)測設(shè)備技術(shù)要求》，不符合時應(yīng)該采取相應(yīng)措施滿足要求；（3）電纜應(yīng)有20%的電氣冗余，線數(shù)也宜有適當?shù)娜哂?，滿足設(shè)計要求；（4）接入終端的傳感器，其傳輸距離應(yīng)該在改傳感器信號輸出的有效距離之內(nèi)，留有的冗余應(yīng)滿足設(shè)計要求；（5）監(jiān)測站通信設(shè)備天線安放的室內(nèi)或室外位置，應(yīng)根據(jù)采用通信方式的技術(shù)要求安裝，通信信道正常。

3．2 安裝調(diào)試之中

（1）應(yīng)按照設(shè)計要求施工，按照設(shè)備使用說明書要求安裝調(diào)試，施工質(zhì)量要符合以下要求：①零部件應(yīng)齊全、清潔、完好；②接線端，接插件及連接部位應(yīng)光潔、無銹蝕；③支架及接地應(yīng)牢固，無銹蝕和損傷；④監(jiān)測站設(shè)備和線纜都應(yīng)有明顯的標識；⑤不同回路、不同電壓等級和交流電與直流電的電線，不應(yīng)穿在同一護管內(nèi)，管內(nèi)不可有接頭，接線處應(yīng)用接線盒；⑥電纜轉(zhuǎn)彎處的最小允許彎曲半徑不小于10 倍的電纜外徑；電纜出入電纜溝、豎井、建筑物、柜（盤）、臺等通道口處應(yīng)做密封處理；⑦自動監(jiān)測站的傳感器與終端通信及終端與中心站通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約應(yīng)該符合SL427-2008 規(guī)定。

（2）設(shè)備的調(diào)試工作在設(shè)備的安裝中或結(jié)束后進行，調(diào)試工作應(yīng)該按照使用說明書和相關(guān)標準的要求安裝和調(diào)試：①安裝調(diào)試工作一般有單個設(shè)備的安裝調(diào)試，傳感器設(shè)備與數(shù)據(jù)采集終端之間的調(diào)試，數(shù)據(jù)采集終端與通信設(shè)備之間的調(diào)試，監(jiān)測站與中心站之間的調(diào)試；②安裝者安裝調(diào)試中應(yīng)對設(shè)備的安裝和調(diào)試做詳細的記錄，記錄內(nèi)容有監(jiān)測站位置坐標，安裝的設(shè)備清單、廠家和型號、監(jiān)測站主要的參數(shù)配置情況、監(jiān)測站場景照片等。

（3）防護監(jiān)測站的防護應(yīng)滿足設(shè)計要求，安裝時要檢查一下防護內(nèi)容是否完整，應(yīng)在安裝調(diào)試時保證落實：

①電源防雷監(jiān)測站采用交流電供電時，在電源線上應(yīng)加電源防雷器和隔離變壓器。電源防雷器應(yīng)可靠接地。

②信號防雷為保證傳感器信號電纜不受雷電影響，所有傳感器至監(jiān)測終端的信號電纜一律采用穿管，利用法拉第屏蔽效應(yīng)將傳感器數(shù)據(jù)電纜受雷電的影響降低到最小。此外在傳感器信號接入端加信號避雷器，信號避雷器應(yīng)可靠接地。接地電阻應(yīng)不大于5Ω。

③天線防雷超短波天線在室外高處，天線應(yīng)在避雷針的保護角內(nèi)，同時天線電纜應(yīng)配備同軸避雷器加以保護。避雷針和同軸避雷器應(yīng)可靠接地。接地電阻應(yīng)小于10Ω。

④安全保護措施：監(jiān)測站的設(shè)計、安裝應(yīng)注意防破壞。應(yīng)地制宜，加強設(shè)備設(shè)施的安全保護措施；機箱要做好密封，端口采用密封插件，要設(shè)置防止非法進入功能，當檢測到有非法進入時，可發(fā)出警告。

3．3 安裝調(diào)試完成后

安裝調(diào)試完成應(yīng)對照設(shè)計要求和設(shè)備使用說明書對安裝和調(diào)試結(jié)果進行檢查：（1）電纜敷設(shè)應(yīng)無絞擰、鎧裝壓扁、護管斷裂和表面嚴重劃傷等缺陷；（2）電纜進入屏柜、終端機等時應(yīng)預(yù)留滿足使用要求的長度，電纜接線、電纜頭成端應(yīng)符合規(guī)范要求，首末端應(yīng)設(shè)標示；（3）電纜絕緣阻值不低于0.5MΩ；（4）所有現(xiàn)場標識和設(shè)計圖紙上應(yīng)完全對應(yīng)；（5）所有安裝調(diào)試結(jié)果應(yīng)該符合設(shè)計要求和相關(guān)標準的要求；（6）調(diào)試的結(jié)果應(yīng)該符合設(shè)計指標，如果有問題應(yīng)查出問題并排除。

4 結(jié)語

非農(nóng)取水在線監(jiān)測建設(shè)項目與傳統(tǒng)的水利工程項目有一定的區(qū)別，目前缺少完整的規(guī)范技術(shù)手冊指導(dǎo)，需要在不斷實踐中探尋、總結(jié)經(jīng)驗，為水利現(xiàn)代化建設(shè)添磚加瓦