太阳能闸控系统--一体化闸控系统

太阳能闸控系统--一体化闸控系统--一体化闸门流量计

为建立健全农业水价形成机制，促进农业节水和农业可持续发展，保障水利工程良好，根据《关于推进农业水价综合改革的意见》精神，结合新疆智道信息科技有限公司项目的实际情况，和工程实施的地域环境等综合因素，特制定本方案。

建设主导思想

充分利用灌区现有的主渠道闸门、节制闸和分水涵管，通过对个闸门、涵管的自动化控制建设，达到水资源合理分配、计量和落实节水优先方针，加强供给结构*改革和农业用水需求管理，坚持政府和市场协同发力，以完善农田水利工程体系为基础，以健全农业水价形成机制为核心，以创新体制为动力，逐步建立农业灌溉用水总量控制和耳钉管理制度，提高农业用水效率。

1.2建设主要任务

1)具备市电供电闸门自动化改造：实现监测水位、实现远程自动化控制闸门、实现过闸流量的计量功能；

2)现有手动闸门自动化改造：对线有的闸门拆除从建，通过成熟的光伏产业，实现光能转换成电能，利用蓄电池蓄能，达到直流电机驱动闸门，监测水位，计量流量功能；

3)灌区水资源水量计量：水量计量作为本工程建设重中之重，主要通过以下方式实现计量功能：

A.过闸流量监测：根据《水力学》规范，通过监测闸前水位、闸门开度和水势流态，统计过闸流量；

B.管道流量：通过国内成熟的流量监测设备，对现有涵管渠道增设管道，在管道中安设流量仪，统计其流量；

C.闸堰流量：对分水口，不具备管道的明渠，采用分水口设置闸门，明渠设计量水堰形式，监测与统计其流量。

4)水资源合理分配与调度：本方案，为了真正达到灌区的智能化管理与节约用水原则，采用以总渠为水源头，分渠道以农田灌溉用水量为基础原则，采取联动*机制，即：水源头总放水量是个分渠道累计总合，分渠道个闸门、涵管需依据各管辖地域为数据基础，严格控制闸门开启的高度，管道开启的时间，做到水资源下放时，无过量、无外泄等情况的发生。

2系统构成

2.1 系统架构

本灌区主要设备构成分为：具备市电的自动化控制部分、太阳能自动控制部分和远程调度中心。本方案主要介绍太阳能自动化控制部分，详细拓扑结构图如下：

系统架构主要有现地设备、通信链路和调度中心构成。

2.2 现地设备

本系统方案中，现地设备有太阳能供电单元、链路通信单元、数据采集单元、智能控制单元和闸门机械机构组成。

2.3太阳能供电单元

本方案中,为了从经济角度出发，避免大面积敷设电缆，采用采用太阳能转电能模式供电，通过蓄电池蓄能，配合直流电机，驱动闸门运行。从闸门尺寸、电机公路、电池容量，易维护和稳定可靠角度出发，配备不同功率的太阳能板和不同数量的天能蓄电池。

2.4通讯链路单元

为了能确保数据传输的稳定*，在数据传输单元中，采用两种模式：GPRS模式和短程无线模式。

2.5数据采集单元

数据采集单元主要是采集闸门开度，闸前水位，量水堰水位和管道流量等数据，将数据汇集到智能控制单元，智能控制单元采取同步处理模式：数据上报和数据接收半双工方式，根据所采集的数据和中心站下发的运行指令，对闸门执行相应操作；

2.6智能控制单元

智能控制单元主要功能是分析采集单元所采集的数据，对其校验后，同时执行中心站下发的指令，对闸门执行相应的动作，在执行过程中，做到自检测，自诊断和故障分析等功能。

2.7闸门机械机构

主要包括电气控制柜、直流电机、启闭机、闸门和野外机箱等。

1)电气控制柜

闸门电气控制柜

电气作为闸门运行时基本部分，其稳定*、可靠*和使用寿命直接决定了整套系统的稳定与可靠，为了解决此类问题，在设计时，均采用法国施耐德公司出品的电气部件，如：直流接触器、继电器、按钮与指示灯等。控制柜具备远方控制和现地控制两种模式：

现地模式：操作员可在闸门现场通过点击按钮开关，对闸门操作，同时指示灯显示相应的动作。

远方模式：调度中心通过计算机平台控制闸门运行。

通过以上两种方式可大大提高闸门运行的可靠*，避免了闸门无法开关情况的发生。

2)直流电机

直流串励电机

单相串励电动机属于单相交流异步电动机，是交直流两用的，所以又称为交直流两用串励电动机。由于它转速高、体积小、启动转矩大、转速可调，既可在直流电源上使用，又可在单相交流电源上使用，因而在电动工具中得到广泛的应用。电机主要由定子转子及支架三部分组，定子由凸极铁心和励*绕组组成，转子由隐极铁心、电枢绕组、换向器及转轴等组成。励*绕组与电枢绕组之间通过电刷和换向器形成串联回路。

串励电机因转速可调范围广，启动力矩大的特点被广泛的应用于车辆牵引，太阳能闸门控制和电动工具等领域 。

3)启闭机：启闭机主要包括两种类型，一种是螺杆上升型启闭机，一类是螺母螺杆直升式启闭机。

4)野外机箱

野外机箱主要是保护启闭机和放置现地电气控制柜，材质选用国标304不锈钢。