山上水池水位超遠距離無線傳輸遙控設(shè)計

戶振峰

摘 要：隨著“工業(yè)4.0”時代的來臨，無線測控技術(shù)在發(fā)電廠、鋼鐵制造、光伏、給排水物流及建筑等行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。本文以山上水池水位控制為例，提出了一種智能環(huán)保的超遠距離無線傳輸遙控設(shè)計方案，并對其控制原理、特點進行分析，證明該設(shè)計在實際應(yīng)用中具有較強的可靠性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：無線傳輸;山上水池水位;遙控

中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）31-0027-02

Remote Control Design for Remote Transmission of

Water Level in Mountain Pools

HU Zhenfeng

（Chongqing Creation Vocational College，Chongqing 402160）

Abstract： With the advent of the “Industry 4.0” era， wireless measurement and control technology has played an important role in the power plant， steel manufacturing， photovoltaic， water supply and drainage logistics and construction industries. Taking the water level control of the mountain pool as an example， this paper proposed a smart and environmentally-friendly ultra-long-range wireless transmission remote control design， and analyzed its control principle and characteristics， which proved that the design had strong reliability and superiority in practical applications.

Keywords： wireless transmission;mountain pool water level;remote control

“工業(yè)4.0”三個重要組成部分為智能工廠、智能生產(chǎn)和智能物流，而無線測控是實現(xiàn)智能化工廠的重要技術(shù)。在發(fā)電廠、光伏及工業(yè)園區(qū)供水領(lǐng)域，蓄水池擔負著重要職責任，必須安裝液位開關(guān)。傳統(tǒng)解決方法是從泵站到山上蓄水池鋪設(shè)控制電纜線，這樣不僅成本較高，而且在山上開挖電纜溝難度大、耗時長，且后續(xù)檢查維修工作不易開展。如果液位控制采用無線測控，查看蓄水池液位改為手機短信自動報警，上述問題可迎刃而解。基于此，本文研究了一種智能環(huán)保的山上水池水位超遠距離無線傳輸遙控設(shè)計方案。

1 山上水池水位無線控制系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 超遠距離無線傳輸遙控設(shè)計思想

南陽硅工業(yè)園區(qū)位于二郎山下，用水量大且對水質(zhì)有著較高要求。因此，在二郎山山頂建立了一個蓄水池，蓄水池距山下中心監(jiān)控室約2 000m，且在山下監(jiān)控區(qū)安裝了水泵和控制器。在山上蓄水池安裝液位開關(guān)，當液位開關(guān)指示蓄水池液面低位時，開關(guān)控制山下水泵運行，為蓄水池供水;當液位開關(guān)指示蓄水池液面高位時，開關(guān)控制山下水泵停止運行，停止供水[1]。但是，該設(shè)計思路存在以下限制條件：首先，液位開關(guān)需要電源，而山上沒有動力電源;其次，如要敷設(shè)電纜，就需要開挖電纜溝布線，工程量浩大;最后，值班人員需要定期查看蓄水池液位情況，難以做到無人值守。

1.2 超遠距離無線傳輸遙控設(shè)計系統(tǒng)組成

針對以上條件，采用“水位無線傳輸控制器+短信報警”設(shè)計方案可以滿足上述要求，該方案不需要挖溝布線，水池與泵房之間通過無線電開關(guān)量傳輸器實現(xiàn)。水池邊采用太陽能電源供電，在水泵房通過無線接收器控制水泵啟停，同時采用一體化短信報警器向值班人員手機發(fā)送水位報警短信[2]。

本設(shè)計方案的核心控制器是DTD110HY開關(guān)量信號無線傳輸器，在山上蓄水池中安裝水位開關(guān)，用一個DTD110HCW水位開關(guān)監(jiān)測終端實現(xiàn)水位無線傳輸。由于山上沒有電源，所以采用太陽能和蓄電池供電的方式。在山下控制室也安裝一個DTD110HCRY水泵控制終端，并配備一臺DTP-RE短信報警終端，收到山上水位報警信號后，向工作人員手機發(fā)送報警短信。具體流程如圖1所示。

1.2.1 山上水池水位監(jiān)測無線發(fā)射設(shè)備。該設(shè)備利用太陽能進行供電，適合于水池附近沒有電的情況，空曠距離要大于3 000m。無線發(fā)射設(shè)備型號為RTC110HE-TW：當液位到達高、低位時，RTC110HE-TW會發(fā)射出無線信號傳至山下泵房，通過無線接收端接受處理后，發(fā)出信號控制水泵運行[3]。

1.2.2 山上蓄水池浮球開關(guān)。蓄水池浮球開關(guān)如圖2所示。將蓄水池分為兩段，代表兩個不同的水位高度，每段安裝一個浮球開關(guān)，用這兩個浮球狀態(tài)表示蓄水池當前水位大體高度。2路浮球開關(guān)分別表示“高、低”兩種情況，通過浮球變化，判定水位高度，從而發(fā)送水位高度信號，完成后續(xù)無線操作。

1.2.3 水泵控制室無線接收設(shè)備。水泵控制室無線接受設(shè)備型號為RTR110HE-RPY。當RTR110HE-RPY接收到山上水池水位無線發(fā)射設(shè)備RTC110HE-T發(fā)射的水位開關(guān)閉合或關(guān)斷信號后，會通過控制水泵開關(guān)控制水泵的啟動或停止運行[4]。

1.2.4 短信報警模塊。本文設(shè)計方案中的報警模塊為型號RTU5023的設(shè)備。該裝置通過手機接收短信實現(xiàn)檢測現(xiàn)場開斷控制器功能，并對水位高限報警和低限報警值做出回應(yīng)，即當出現(xiàn)高低限報警值時，立即發(fā)送報警短信通知用戶，用戶通過授權(quán)號碼手機撥打設(shè)備號碼，設(shè)備檢測到撥打信號后拒聽，立即發(fā)送當前設(shè)備狀態(tài)，如水位、供電電壓以及布撤防等[5]。

2 運行效果

該控制系統(tǒng)自2009年投入運行，至今運行效果良好。該超遠距離無線傳輸遙控設(shè)計節(jié)省了大量人力、財力，未曾發(fā)生供水中斷情況，具有較強的實用性，值得進一步推廣。

3 結(jié)論

該設(shè)計簡單、經(jīng)濟、實用，除了無線發(fā)射、接收裝置與太陽能電池板短線報警器價格稍高之外，其他組成部分造價普遍較低，節(jié)省了大量電纜鋪設(shè)物料與人工費用，總體投入顯著減少，且該系統(tǒng)操作簡單，容易理解，普通技術(shù)人員可以短時間內(nèi)掌握操作方法。另外，經(jīng)過數(shù)年的應(yīng)用反饋，驗證該系統(tǒng)運行可靠，維修簡便，硬件故障容易查找，軟件參數(shù)經(jīng)過培訓(xùn)即可掌握，能夠很好實現(xiàn)無人值守、智能報警與智能控制功能，達到了“智能、節(jié)能、綠色、環(huán)保”的設(shè)計目的。本設(shè)計不足之處是沒有遠程畫面監(jiān)控，在未來需要進一步完善。

參考文獻：

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