鄧小剛，張巧惠，陶海濤，劉小恒

（中國水利水電科學(xué)研究院 北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038）

大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

鄧小剛，張巧惠，陶海濤，劉小恒

（中國水利水電科學(xué)研究院 北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038）

本文結(jié)合具體工程使用案例，對大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)的研究。首先簡要地介紹了灌區(qū)自動(dòng)化控制基本情況、具體工程案例的項(xiàng)目背景及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則；然后分別對大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)配置、控制安全、輪灌技術(shù)、無線網(wǎng)橋傳輸、無線數(shù)傳技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并給出了具體工程案例。系統(tǒng)所采用的關(guān)鍵技術(shù)在工程中取得了成功應(yīng)用。

大中型灌區(qū)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

我國大型灌區(qū)有 434個(gè)（2萬hm2以上），中型灌區(qū)有5500多個(gè)，重點(diǎn)灌區(qū)有 1500個(gè)。灌區(qū)的自動(dòng)化控制是提高工程安全運(yùn)行保證的關(guān)鍵措施，是提高科學(xué)管理水平、提高水的利用效率的重要途徑。目前我國部分灌區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)閥門狀態(tài)、流量和壓力等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T，但灌區(qū)自動(dòng)控制技術(shù)研究與應(yīng)用起步較晚，遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測和控制方面的經(jīng)驗(yàn)也非常少，相關(guān)文獻(xiàn)資料也較少。

隨著PLC、無線技術(shù)應(yīng)用在控制領(lǐng)域中越來越成熟，有關(guān)學(xué)者在灌區(qū)自動(dòng)化控制領(lǐng)域做了大量的研究和試驗(yàn)，利用有線、無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通訊，達(dá)到實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制目的。

本文以新疆蘇塘灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究為例，通過在蘇塘灌區(qū)的成功投運(yùn)，驗(yàn)證新技術(shù)應(yīng)用于大中型灌區(qū)的可行性、先進(jìn)性、可靠性和適用性。該灌區(qū)的灌溉面積為1.2萬hm2，種植農(nóng)作物以林果業(yè)為主，輸配水工程主要由引水干渠、沉砂池、骨干管網(wǎng)和田間管網(wǎng)組成，自動(dòng)化控制系統(tǒng)共監(jiān)控35處骨干管網(wǎng)、327個(gè)田間系統(tǒng)和96個(gè)田間微灌試驗(yàn)系統(tǒng)。

1 設(shè)計(jì)原則

大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)目前按現(xiàn)地閘站、閥門等設(shè)備“無人值班”（少人值守）的原則進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和配置，在中央控制室實(shí)現(xiàn)對所有輸配水自動(dòng)化設(shè)備的遠(yuǎn)方集中控制，以及對輸配水管網(wǎng)閥門狀態(tài)、流量、壓力等信息的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測。通過在控制中心對整個(gè)灌區(qū)的遠(yuǎn)方遙控、遙調(diào)、遙信和遙測，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水利工程設(shè)施的統(tǒng)一自動(dòng)控制和監(jiān)測，加強(qiáng)對水資源的統(tǒng)一調(diào)度和科學(xué)利用。

大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體必須安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)，易于維護(hù)和易于擴(kuò)充。

具體設(shè)計(jì)原則如下：（1）系統(tǒng)的可靠性。為達(dá)到“無人值班”（少人值守），灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具有極高的可靠性，應(yīng)采用成熟而可靠的、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和漢化操作系統(tǒng)；（2）系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)化的高性能產(chǎn)品，監(jiān)控軟件功能完善并模塊化，系統(tǒng)軟件采用成熟正版軟件，應(yīng)具有完備的確保硬件及軟件的安全性措施，防止灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件或軟件的故障或缺陷對現(xiàn)場設(shè)備的危害。針對灌區(qū)遠(yuǎn)方集中監(jiān)控的特點(diǎn)，在保證操作安全、數(shù)據(jù)安全、控制閉鎖和通訊安全方面也應(yīng)采用相應(yīng)的可靠性措施；自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行在控制專網(wǎng)上，與其他系統(tǒng)之間有網(wǎng)絡(luò)方式互聯(lián)時(shí)，均應(yīng)采取經(jīng)國家有關(guān)部門認(rèn)證的專用、可靠的安全隔離設(shè)施，保證網(wǎng)絡(luò)的安全性；（3）系統(tǒng)的開放性與可擴(kuò)性。系統(tǒng)主要硬件設(shè)備選型符合計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，采用全分布開放式系統(tǒng)，具有良好的開放性與可擴(kuò)性，并具有成功的系統(tǒng)軟硬件擴(kuò)展和與第三方系統(tǒng)開放互聯(lián)的豐富經(jīng)驗(yàn)，能在現(xiàn)場環(huán)境下長期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；（4）系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集與控制為基礎(chǔ)，通過分布配置冗余的高性能實(shí)時(shí)監(jiān)控和通信服務(wù)，并合理優(yōu)化配置系統(tǒng)軟硬件及功能，以確保系統(tǒng)實(shí)時(shí)性與可靠性；在此基礎(chǔ)上，以實(shí)用、經(jīng)濟(jì)并適度超前為設(shè)計(jì)原則；（5）系統(tǒng)的友善性與可維護(hù)性。人機(jī)接口注重人性化設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)，操作方便，面向?qū)ο蟮娜珴h化界面。并向用戶提供強(qiáng)有力的組態(tài)開發(fā)工具，方便進(jìn)行系統(tǒng)集成、修改完善、升級、擴(kuò)張和集中維護(hù)管理；（6）現(xiàn)地手動(dòng)操作與控制。為滿足灌區(qū)運(yùn)行維護(hù)的安全、可靠要求?，F(xiàn)地灌區(qū)監(jiān)控控制單元應(yīng)具有主要設(shè)備狀態(tài)現(xiàn)地顯示及必要的常規(guī)操作功能，使運(yùn)行人員在現(xiàn)地能完成必要的運(yùn)行和調(diào)試過程中的操作。

2 關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

考慮到大中型灌區(qū)自動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)地單元多、距離遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)分散和控制復(fù)雜等特點(diǎn)，從下列幾個(gè)方面進(jìn)行考慮，確保自動(dòng)控制系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式冗余開放結(jié)構(gòu)，不同的功能分布于各個(gè)層次，不同的數(shù)據(jù)流在各自的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行交換。大中型灌區(qū)可按照現(xiàn)地控制層、中央控制層和生產(chǎn)管理層3層設(shè)計(jì)。設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全灌區(qū)計(jì)算機(jī)主機(jī)與自動(dòng)化設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)場總線網(wǎng)、控制網(wǎng)和管理網(wǎng)。確保自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)任一節(jié)點(diǎn)的故障不影響其余節(jié)點(diǎn)的正常工作，各類數(shù)據(jù)分流互不干擾，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性。

各分層和網(wǎng)絡(luò)的具體分工如下：

（1）現(xiàn)地控制層。完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、處理和現(xiàn)場控制，可獨(dú)立手動(dòng)完成相關(guān)設(shè)備的監(jiān)視和控制；（2）中央控制層。完成灌區(qū)數(shù)據(jù)采集、處理、控制、應(yīng)用和報(bào)警等運(yùn)行監(jiān)視控制功能；（3）生產(chǎn)管理層。完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合計(jì)算、運(yùn)行日志和報(bào)表等生產(chǎn)管理功能；（4）現(xiàn)場總線網(wǎng)。連接現(xiàn)地控制層和自動(dòng)化設(shè)備，完成采集現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)和控制自動(dòng)化設(shè)備功能；（5）控制網(wǎng)。連接中央控制層和現(xiàn)地控制層，完成所有數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。由于灌區(qū)地廣，節(jié)點(diǎn)分散，可采用光纖網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)橋相結(jié)合的方式；（6）管理網(wǎng)。連接生產(chǎn)管理層和中央控制層，完成與生產(chǎn)有關(guān)的設(shè)備數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)和打印等管理類數(shù)據(jù)的傳輸。

2.2 軟件結(jié)構(gòu)自動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)軟件應(yīng)建立在三層體系架構(gòu)上，可滿足系統(tǒng)強(qiáng)壯、安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易于維護(hù)和擴(kuò)展的應(yīng)用需求，完成統(tǒng)一的遠(yuǎn)方集中數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)測報(bào)警、灌區(qū)控制、權(quán)限判別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢等。平臺(tái)軟件包括以下三大部分：（1）基本軟件。是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本監(jiān)控功能所必須的軟件，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、設(shè)備操作控制、數(shù)據(jù)庫管理、圖形顯示、報(bào)表生成及語音報(bào)警等；（2）工具軟件。是提高系統(tǒng)開發(fā)效率與可維性、方便最終用戶使用的軟件，可以減輕軟件開發(fā)與維護(hù)強(qiáng)度，使系統(tǒng)真正地向用戶開放；（3）高級應(yīng)用軟件。是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化操作或控制功能的軟件，應(yīng)隨著應(yīng)用系統(tǒng)特性的不同、功能要求的不同，采用相應(yīng)的應(yīng)用軟件。

自動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)軟件應(yīng)具有以下基本特點(diǎn)：（1）操作方便。目前各灌區(qū)技術(shù)力量普遍薄弱，需要操作簡單、面向?qū)ο蟮娜珴h化界面，便于運(yùn)行人員操作及維護(hù)人員維護(hù)；（2）功能實(shí)用。從灌區(qū)實(shí)際出發(fā)，綜合考慮各種灌溉需求，使軟件滿足實(shí)用化要求；（3）安全灌溉。輸水管道一般為封閉式管道，容易產(chǎn)生水錘，自動(dòng)灌溉過程中需要以安全為主，否則容易造成設(shè)備損壞，影響系統(tǒng)供水；（4）預(yù)留接口、接入方便。大中型灌區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)通常按分期分批的方式實(shí)施，因此為了將其他田間系統(tǒng)方便地接入，軟件需預(yù)留接口，做到靈活配置。

2.3 系統(tǒng)配置考慮到灌區(qū)面積廣、現(xiàn)地控制單元多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及系統(tǒng)龐大和資金短缺等特點(diǎn)，既要確保系統(tǒng)的可靠性，又要兼顧經(jīng)濟(jì)實(shí)用，進(jìn)行系統(tǒng)硬件配置。

對自動(dòng)化控制系統(tǒng)的中央控制層重要設(shè)備采用冗余配置，如操作服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器等，并通過軟硬件措施保證在設(shè)備故障時(shí)可實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換，保障灌區(qū)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建覆蓋各節(jié)點(diǎn)的通信平臺(tái)，保證各種信息的實(shí)時(shí)、高效、安全和準(zhǔn)確傳遞，各種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，為全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)提供語音、數(shù)據(jù)、圖像通信業(yè)務(wù)。對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可采用光纖通信與無線通信相結(jié)合的方式，更好地處理網(wǎng)絡(luò)安全與投資的關(guān)系。主干網(wǎng)絡(luò)一般可采用星型網(wǎng)絡(luò)或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的光纖傳輸信號，有著高速、穩(wěn)定和可靠等特點(diǎn)；考慮到子系統(tǒng)分布比較分散，敷設(shè)有線成本高、不方便，子系統(tǒng)一般采用無線網(wǎng)橋傳輸信號。

大中型灌區(qū)的現(xiàn)地控制層LCU數(shù)量多，I/O點(diǎn)數(shù)并不多，因此對現(xiàn)地控制層LCU的配置重點(diǎn)在于配置的PLC應(yīng)具有高性價(jià)比、高可用性、小型化、低功耗、可靠性高、集成度高、開發(fā)簡單、快速啟動(dòng)和精確監(jiān)控等特點(diǎn)。

2.4 控制安全若大中型灌區(qū)的輸水管道采用的是封閉式管道，開、關(guān)管道閥門過快容易引起水錘，故其安全運(yùn)行對整個(gè)灌區(qū)設(shè)備是至關(guān)重要的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)，必須從硬件和軟件兩個(gè)方面考慮，以保障灌區(qū)安全運(yùn)行。

灌區(qū)自動(dòng)控制系統(tǒng)還應(yīng)考慮以下兩點(diǎn)：（1）分段控制閥門。采用分段開啟關(guān)閉閥門原理，開啟閥門是先慢開后快開，關(guān)閉閥門是先慢關(guān)后快關(guān)，注意每段開啟關(guān)閉的開度，以及每段間隔的時(shí)間；（2）分時(shí)控制閥門。對一片區(qū)域的小口徑閥門同時(shí)開啟關(guān)閉，容易導(dǎo)致水錘。在開啟關(guān)閉一片區(qū)域的閥門時(shí)，采用分時(shí)控制閥門，避免引起水錘破壞力。

2.5 輪灌技術(shù)為了科學(xué)合理地調(diào)配全灌區(qū)用水，提高水的利用率，降低成本，確保設(shè)備的安全，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物定時(shí)、定量的精準(zhǔn)灌溉，自動(dòng)控制系統(tǒng)采用灌區(qū)輪灌技術(shù)。

其基本功能如下：（1）功能的投入/退出。當(dāng)功能投入時(shí)，自動(dòng)灌溉程序按設(shè)定的周期，自動(dòng)計(jì)算，對參與輪灌的閥門下達(dá)開啟、關(guān)閉命令；（2）控制方式的選擇。定時(shí)與定量兩種控制方式的選擇；（3）多種控制模式。控制模式分為自動(dòng)、半自動(dòng)以及手動(dòng)共3種控制模式。自動(dòng)方式下，整個(gè)灌區(qū)的閥門開啟關(guān)閉，按照運(yùn)行人員事先設(shè)置好的控制方式，進(jìn)行定時(shí)或者定量的精準(zhǔn)灌溉；（4）微灌系統(tǒng)輪灌成組的實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行人員可以按照田間微灌系統(tǒng)灌溉的特點(diǎn)，隨意的組合閥門，使閥門定時(shí)或者定量的成組開啟或者關(guān)閉。任意一組閥門通過“參與輪灌”“退出輪灌”可自由退出整個(gè)輪灌的規(guī)則設(shè)定；（5）時(shí)間模塊。運(yùn)行人員可以非常方便地對定義的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定。自由設(shè)置任意一個(gè)閥門來進(jìn)行定時(shí)的開啟和關(guān)閉；（6）輪灌次數(shù)的設(shè)定。設(shè)定一定的輪灌規(guī)則后，輪灌軟件按照預(yù)先設(shè)定好的規(guī)則進(jìn)行閥門開啟或關(guān)閉，軟件自動(dòng)記錄輪灌的次數(shù)，當(dāng)輪灌次數(shù)自動(dòng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的次數(shù)時(shí)，相應(yīng)的輪灌組停止控制；（7）閥門開啟周期的設(shè)定。成組閥門通過設(shè)定周期來進(jìn)行周期開啟關(guān)閉輪灌組單個(gè)閥門，有效避免了同一時(shí)間開啟或者關(guān)閉閥門對管道造成的損壞；（8）執(zhí)行/掛起安全措施。綜合考慮各種運(yùn)行過程中的故障，判斷數(shù)據(jù)的合理性等，條件均滿足時(shí)才真正執(zhí)行，并下達(dá)命令；否則自動(dòng)灌溉程序處于掛起狀態(tài)，防止誤發(fā)令。

2.6 無線網(wǎng)橋傳輸無線網(wǎng)橋連接的通訊方式主要應(yīng)用于骨干管網(wǎng)與田間分水口之間，從分布上來分析，所有田間分水口以骨干管網(wǎng)為中心成線性分布，每個(gè)分水口之間距離一般為500～800 m；從設(shè)備供電能力上分析，田間分水口分布在灌區(qū)內(nèi)部，比較分散，同時(shí)與電力電纜相距較遠(yuǎn)，有農(nóng)作物混雜其中，不適合電力電纜和通訊電纜的架設(shè)；從重要性上分析，每個(gè)田間分水口只負(fù)責(zé)小面積的土地灌溉，不影響整個(gè)灌區(qū)系統(tǒng)的運(yùn)行。無線網(wǎng)橋無需架設(shè)通訊電纜，同時(shí)具備低功耗、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，與灌區(qū)分水口太陽能供電特點(diǎn)匹配，綜合考慮可采用無線網(wǎng)橋的通訊方式。

無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備如下優(yōu)勢及特點(diǎn)：（1）高可靠性。無線局域網(wǎng)的信道誤比特率低于10-8，這樣保證了通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；（2）良好的兼容性。對于室內(nèi)應(yīng)用的無線局域網(wǎng)，與現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)兼容，能夠做到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件在無線局域網(wǎng)上不加修改地正常運(yùn)行；（3）簡單性。無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的安裝、配置和管理簡單易行，不必頻繁的更改網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，便于漫游；（4）高數(shù)據(jù)速率。無線局域網(wǎng)解決方案，系統(tǒng)可以最高54 Mbps的速度發(fā)送和接收信息。

2.7 無線數(shù)傳技術(shù)無線數(shù)傳（WIFI）的通訊方式主要應(yīng)用于灌區(qū)系統(tǒng)的微灌示范地，負(fù)責(zé)閥控器子站與田間分水口閥控器中心站的數(shù)據(jù)傳輸。從分布上分析，閥控器子站廣泛平均分布在小范圍示范地中，站點(diǎn)多而分散。從設(shè)備供電能力上分析，采用單片機(jī)工作原理的閥控器功率微小。從重要性上分析，每個(gè)閥控器子站只負(fù)責(zé) 2 hm2左右土地。無線數(shù)傳的通訊方式，具備超低功耗，使用干電池即可工作6個(gè)月之久，傳輸數(shù)據(jù)雖小但成本低，綜合考慮微灌示范地可采用無線數(shù)傳（WIFI）的通訊方式。

3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)案例

蘇塘灌區(qū)在中控室計(jì)算機(jī)房設(shè)1臺(tái)高性能千兆級工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作中心交換機(jī)，控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用雙切環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以中控室為核心，引水干渠及沉沙池各監(jiān)控站組一個(gè)環(huán)、總干管及東干管各監(jiān)控站組一個(gè)環(huán)，兩個(gè)環(huán)均采用光纖傳輸，連接起35處骨干管網(wǎng)控制站，如圖1所示。

圖1 蘇塘灌區(qū)主干光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

骨干管網(wǎng)控制站至田間系統(tǒng)進(jìn)水口基站采用無線網(wǎng)橋傳輸信號，如圖2所示，以控制站中心點(diǎn)為A點(diǎn)。二邊的B、C、D、E、F、G、H、I等點(diǎn)要和A點(diǎn)進(jìn)行通信。由圖2可以看出，遠(yuǎn)端點(diǎn)分布在中心點(diǎn)的二邊，并且在同一個(gè)直線上，可以采用中心點(diǎn)通過功分器連接2個(gè)天線，分別對準(zhǔn)遠(yuǎn)端點(diǎn)，采用點(diǎn)對多點(diǎn)的通信方式。田間系統(tǒng)進(jìn)水口基站至田間閥控器采用微功率無線數(shù)傳模塊傳輸信號，如圖3所示。

圖2 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

蘇塘灌區(qū)的系統(tǒng)平臺(tái)采用中水科技H9000系統(tǒng)，是先進(jìn)、成熟的水利水電工程自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，已成功應(yīng)用于國際、國內(nèi)多個(gè)大型水利水電工程。根據(jù)以往的水閘、泵站、水電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，以及大中型灌區(qū)節(jié)點(diǎn)多、節(jié)點(diǎn)分散、區(qū)域廣等特點(diǎn)，本文提出了適應(yīng)于大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。蘇塘灌區(qū)一期工程0.4萬hm2，于 2010年3月開始實(shí)施，自該項(xiàng)目的自動(dòng)化控制系統(tǒng)投運(yùn)以來，該系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定，表明了所提出的設(shè)計(jì)原則和采用的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是成功的，同時(shí)表明光纖環(huán)網(wǎng)、無線網(wǎng)橋和無線數(shù)傳混合結(jié)構(gòu)運(yùn)用是成功的。通過該項(xiàng)目的成功實(shí)施，中水科技在大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)方面積累了經(jīng)驗(yàn)，為以后的大中型灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)推廣奠定了基礎(chǔ)。

圖3 田間系統(tǒng)的無線數(shù)傳通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

［1］ 張毅，王德寬，王桂平，等.面向巨型機(jī)組特大型水電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制開發(fā)［J］.水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測，2008，32（1）：1-6.

Research on the key technologies of automatic control system for large and medium-sized irrigation districts

DENG Xiao-gang，ZHANG Qiao-hui，TAO Hai-tao，LIU Xiao-heng
（China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing IWHR Technology Co.，Ltd，Beijing 100038，China）

Based on an actual project case，research on the key technologies of the automatic irrigation control system is discussed in this paper，F(xiàn)irst，the basic information of the irrigation automation control system，the project background of a practical engineering case and the design principle of automatic control system are intro?duced briefly.And then，some key technologies used in the irrigation control system are described，such as：the system structure，software structure，system configuration，control security，irrigation schedule，wireless bridge telecommunication technology，wireless data transmission technology，etc.Finally，a specific engineering case is given.These key technologies have been successfully applied in a practical project.

large and medium irrigation；automatic control system；key technology

TP272/278

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.02.015

1672-3031（2014）02-0206-05

（責(zé)任編輯：王成麗）

2013-01-07

鄧小剛（1976-），男，江西新余人，學(xué)士，工程師，主要從事水電廠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及自動(dòng)化系統(tǒng)研制、開發(fā)等研究。E-mail：jkdengxg@iwhr.com