山上水池水位超遠距離無線傳輸遙控設計

戶振峰

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

關鍵詞：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4.0”三個重要組成部分為智能工廠、智能生產和智能物流，而無線測控是實現智能化工廠的重要技術。在發電廠、光伏及工業園區供水領域，蓄水池擔負著重要職責任，必須安裝液位開關。傳統解決方法是從泵站到山上蓄水池鋪設控制電纜線，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保的山上水池水位超遠距離無線傳輸遙控設計方案。

1 山上水池水位無線控制系統的構成

1.1 超遠距離無線傳輸遙控設計思想

南陽硅工業園區位于二郎山下，用水量大且對水質有著較高要求。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控室約2 000m，且在山下監控區安裝了水泵和控制器。在山上蓄水池安裝液位開關，當液位開關指示蓄水池液面低位時，開關控制山下水泵運行，為蓄水池供水;當液位開關指示蓄水池液面高位時，開關控制山下水泵停止運行，停止供水[1]。但是，該設計思路存在以下限制條件：首先，液位開關需要電源，而山上沒有動力電源;其次，如要敷設電纜，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計系統組成

針對以上條件，采用“水位無線傳輸控制器+短信報警”設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量傳輸器實現。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送水位報警短信[2]。

本設計方案的核心控制器是DTD110HY開關量信號無線傳輸器，在山上蓄水池中安裝水位開關，用一個DTD110HCW水位開關監測終端實現水位無線傳輸。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，向工作人員手機發送報警短信。具體流程如圖1所示。

1.2.1 山上水池水位監測無線發射設備。該設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。無線發射設備型號為RTC110HE-TW：當液位到達高、低位時，RTC110HE-TW會發射出無線信號傳至山下泵房，通過無線接收端接受處理后，發出信號控制水泵運行[3]。

1.2.2 山上蓄水池浮球開關。蓄水池浮球開關如圖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，用這兩個浮球狀態表示蓄水池當前水位大體高度。2路浮球開關分別表示“高、低”兩種情況，通過浮球變化，判定水位高度，從而發送水位高度信號，完成后續無線操作。

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

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

2 運行效果

該控制系統自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計節省了大量人力、財力，未曾發生供水中斷情況，具有較強的實用性，值得進一步推廣。

3 結論

該設計簡單、經濟、實用，除了無線發射、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，節省了大量電纜鋪設物料與人工費用，總體投入顯著減少，且該系統操作簡單，容易理解，普通技術人員可以短時間內掌握操作方法。另外，經過數年的應用反饋，驗證該系統運行可靠，維修簡便，硬件故障容易查找，軟件參數經過培訓即可掌握，能夠很好實現無人值守、智能報警與智能控制功能，達到了“智能、節能、綠色、環保”的設計目的。本設計不足之處是沒有遠程畫面監控，在未來需要進一步完善。

參考文獻：

[1]江錦洲，李立林，李靜，等.基于無線傳輸的工業遠程遙控器設計[J].電子世界，2015（15）：126-127.

[2]呂堃，張利芳.基于無線數傳模塊的工業遙控器的設計[J].工業控制計算機，2004（8）：24-25.

[3]陳滿儒，馬衛靜，李強.太陽能電池板的運輸包裝設計[J].包裝工程，2010（19）：46-49.

[4]姚寧剛，劉世元.淺論通訊設備的生態設計[J].綠色科技，2013（7）：307-309.

[5]張文安，徐建明，俞立.PID-DMC算法及其在液位控制系統中的應用[J].控制工程，2005（1）：22-24.