太陽能閘控系統--一體化閘控系統--一體化閘門流量計

為建立健全農業水價形成機制，促進農業節水和農業可持續發展，保障水利工程良好，根據《關于推進農業水價綜合改革的意見》精神，結合新疆智道信息科技有限公司項目的實際情況，和工程實施的地域環境等綜合因素，特制定本方案。

建設主導思想

充分利用灌區現有的主渠道閘門、節制閘和分水涵管，通過對個閘門、涵管的自動化控制建設，達到水資源合理分配、計量和落實節水方針，加強供給結構*改革和農業用水需求管理，堅持政府和市場協同發力，以完善農田水利工程體系為基礎，以健全農業水價形成機制為核心，以創新體制為動力，逐步建立農業灌溉用水總量控制和耳釘管理制度，提高農業用水效率。

1.2建設主要任務

1)具備市電供電閘門自動化改造：實現監測水位、實現遠程自動化控制閘門、實現過閘流量的計量功能；

2)現有手動閘門自動化改造：對線有的閘門拆除從建，通過成熟的光伏產業，實現光能轉換成電能，利用蓄電池蓄能，達到直流電機驅動閘門，監測水位，計量流量功能；

3)灌區水資源水量計量：水量計量作為本工程建設重中之重，主要通過以下方式實現計量功能：

A.過閘流量監測：根據《水力學》規范，通過監測閘前水位、閘門開度和水勢流態，統計過閘流量；

B.管道流量：通過國內成熟的流量監測設備，對現有涵管渠道增設管道，在管道中安設流量儀，統計其流量；

C.閘堰流量：對分水口，不具備管道的明渠，采用分水口設置閘門，明渠設計量水堰形式，監測與統計其流量。

4)水資源合理分配與調度：本方案，為了**達到灌區的智能化管理與節約用水原則，采用以總渠為水源頭，分渠道以農田灌溉用水量為基礎原則，采取聯動*機制，即：水源頭總放水量是個分渠道累計總合，分渠道個閘門、涵管需依據各管轄地域為數據基礎，嚴格控制閘門開啟的高度，管道開啟的時間，做到水資源下放時，無過量、無外泄等情況的發生。

2系統構成

2.1 系統架構

本灌區主要設備構成分為：具備市電的自動化控制部分、太陽能自動控制部分和遠程調度中心。本方案主要介紹太陽能自動化控制部分，詳細拓撲結構圖如下：

系統架構主要有現地設備、通信鏈路和調度中心構成。

2.2 現地設備

本系統方案中，現地設備有太陽能供電單元、鏈路通信單元、數據采集單元、智能控制單元和閘門機械機構組成。

2.3太陽能供電單元

本方案中,為了從經濟角度出發，避免大面積敷設電纜，采用采用太陽能轉電能模式供電，通過蓄電池蓄能，配合直流電機，驅動閘門運行。從閘門尺寸、電機公路、電池容量，易維護和穩定可靠角度出發，配備不同功率的太陽能板和不同數量的天能蓄電池。

2.4通訊鏈路單元

為了能確保數據傳輸的穩定*，在數據傳輸單元中，采用兩種模式：GPRS模式和短程無線模式。

2.5數據采集單元

數據采集單元主要是采集閘門開度，閘前水位，量水堰水位和管道流量等數據，將數據匯集到智能控制單元，智能控制單元采取同步處理模式：數據上報和數據接收半雙工方式，根據所采集的數據和中心站下發的運行指令，對閘門執行相應操作；

2.6智能控制單元

智能控制單元主要功能是分析采集單元所采集的數據，對其校驗后，同時執行中心站下發的指令，對閘門執行相應的動作，在執行過程中，做到自檢測，自診斷和故障分析等功能。

2.7閘門機械機構

主要包括電氣控制柜、直流電機、啟閉機、閘門和野外機箱等。

1)電氣控制柜

閘門電氣控制柜

電氣作為閘門運行時基本部分，其穩定*、可靠*和使用壽命直接決定了整套系統的穩定與可靠，為了解決此類問題，在設計時，均采用法國施耐德公司出品的電氣部件，如：直流接觸器、繼電器、按鈕與指示燈等。控制柜具備遠方控制和現地控制兩種模式：

現地模式：操作員可在閘門現場通過點擊按鈕開關，對閘門操作，同時指示燈顯示相應的動作。

遠方模式：調度中心通過計算機平臺控制閘門運行。

通過以上兩種方式可大大提高閘門運行的可靠*，避免了閘門無法開關情況的發生。

2)直流電機

直流串勵電機

單相串勵電動機屬于單相交流異步電動機，是交直流兩用的，所以又稱為交直流兩用串勵電動機。由于它轉速高、體積小、啟動轉矩大、轉速可調，既可在直流電源上使用，又可在單相交流電源上使用，因而在電動工具中得到廣泛的應用。電機主要由定子轉子及支架三部分組，定子由凸極鐵心和勵*繞組組成，轉子由隱極鐵心、電樞繞組、換向器及轉軸等組成。勵*繞組與電樞繞組之間通過電刷和換向器形成串聯回路。

串勵電機因轉速可調范圍廣，啟動力矩大的特點被廣泛的應用于車輛牽引，太陽能閘門控制和電動工具等領域 。

3)啟閉機：啟閉機主要包括兩種類型，一種是螺桿上升型啟閉機，一類是螺母螺桿直升式啟閉機。

4)野外機箱

野外機箱主要是保護啟閉機和放置現地電氣控制柜，材質選用國標304不銹鋼。