山上水池水位超远距离无线传输遥控设计

户振峰

摘 要：随着“工业4.0”时代的来临，无线测控技术在发电厂、钢铁制造、光伏、给排水物流及建筑等行业领域发挥了重要作用。本文以山上水池水位控制为例，提出了一种智能环保的超远距离无线传输遥控设计方案，并对其控制原理、特点进行分析，证明该设计在实际应用中具有较强的可靠性和优越性。

关键词：无线传输;山上水池水位;遥控

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：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

“工业4.0”三个重要组成部分为智能工厂、智能生产和智能物流，而无线测控是实现智能化工厂的重要技术。在发电厂、光伏及工业园区供水领域，蓄水池担负着重要职责任，必须安装液位开关。传统解决方法是从泵站到山上蓄水池铺设控制电缆线，这样不仅成本较高，而且在山上开挖电缆沟难度大、耗时长，且后续检查维修工作不易开展。如果液位控制采用无线测控，查看蓄水池液位改为手机短信自动报警，上述问题可迎刃而解。基于此，本文研究了一种智能环保的山上水池水位超远距离无线传输遥控设计方案。

1 山上水池水位无线控制系统的构成

1.1 超远距离无线传输遥控设计思想

南阳硅工业园区位于二郎山下，用水量大且对水质有着较高要求。因此，在二郎山山顶建立了一个蓄水池，蓄水池距山下中心監控室约2 000m，且在山下监控区安装了水泵和控制器。在山上蓄水池安装液位开关，当液位开关指示蓄水池液面低位时，开关控制山下水泵运行，为蓄水池供水;当液位开关指示蓄水池液面高位时，开关控制山下水泵停止运行，停止供水[1]。但是，该设计思路存在以下限制条件：首先，液位开关需要电源，而山上没有动力电源;其次，如要敷设电缆，就需要开挖电缆沟布线，工程量浩大;最后，值班人员需要定期查看蓄水池液位情况，难以做到无人值守。

1.2 超远距离无线传输遥控设计系统组成

针对以上条件，采用“水位无线传输控制器+短信报警”设计方案可以满足上述要求，该方案不需要挖沟布线，水池与泵房之间通过无线电开关量传输器实现。水池边采用太阳能电源供电，在水泵房通过无线接收器控制水泵启停，同时采用一体化短信报警器向值班人员手机发送水位报警短信[2]。

本设计方案的核心控制器是DTD110HY开关量信号无线传输器，在山上蓄水池中安装水位开关，用一个DTD110HCW水位开关监测终端实现水位无线传输。由于山上没有电源，所以采用太阳能和蓄电池供电的方式。在山下控制室也安装一个DTD110HCRY水泵控制终端，并配备一台DTP-RE短信报警终端，收到山上水位报警信号后，向工作人员手机发送报警短信。具体流程如图1所示。

1.2.1 山上水池水位监测无线发射设备。该设备利用太阳能进行供电，适合于水池附近没有电的情况，空旷距离要大于3 000m。无线发射设备型号为RTC110HE-TW：当液位到达高、低位时，RTC110HE-TW会发射出无线信号传至山下泵房，通过无线接收端接受处理后，发出信号控制水泵运行[3]。

1.2.2 山上蓄水池浮球开关。蓄水池浮球开关如图2所示。将蓄水池分为两段，代表两个不同的水位高度，每段安装一个浮球开关，用这两个浮球状态表示蓄水池当前水位大体高度。2路浮球开关分别表示“高、低”两种情况，通过浮球变化，判定水位高度，从而发送水位高度信号，完成后续无线操作。

1.2.3 水泵控制室无线接收设备。水泵控制室无线接受设备型号为RTR110HE-RPY。当RTR110HE-RPY接收到山上水池水位无线发射设备RTC110HE-T发射的水位开关闭合或关断信号后，会通过控制水泵开关控制水泵的启动或停止运行[4]。

1.2.4 短信报警模块。本文设计方案中的报警模块为型号RTU5023的设备。该装置通过手机接收短信实现检测现场开断控制器功能，并对水位高限报警和低限报警值做出回应，即当出现高低限报警值时，立即发送报警短信通知用户，用户通过授权号码手机拨打设备号码，设备检测到拨打信号后拒听，立即发送当前设备状态，如水位、供电电压以及布撤防等[5]。

2 运行效果

该控制系统自2009年投入运行，至今运行效果良好。该超远距离无线传输遥控设计节省了大量人力、财力，未曾发生供水中断情况，具有较强的实用性，值得进一步推广。

3 结论

该设计简单、经济、实用，除了无线发射、接收装置与太阳能电池板短线报警器价格稍高之外，其他组成部分造价普遍较低，节省了大量电缆铺设物料与人工费用，总体投入显著减少，且该系统操作简单，容易理解，普通技术人员可以短时间内掌握操作方法。另外，经过数年的应用反馈，验证该系统运行可靠，维修简便，硬件故障容易查找，软件参数经过培训即可掌握，能够很好实现无人值守、智能报警与智能控制功能，达到了“智能、节能、绿色、环保”的设计目的。本设计不足之处是没有远程画面监控，在未来需要进一步完善。

参考文献：

[1]江锦洲，李立林，李静，等.基于无线传输的工业远程遥控器设计[J].电子世界，2015（15）：126-127.

[2]吕堃，张利芳.基于无线数传模块的工业遥控器的设计[J].工业控制计算机，2004（8）：24-25.

[3]陈满儒，马卫静，李强.太阳能电池板的运输包装设计[J].包装工程，2010（19）：46-49.

[4]姚宁刚，刘世元.浅论通讯设备的生态设计[J].绿色科技，2013（7）：307-309.

[5]张文安，徐建明，俞立.PID-DMC算法及其在液位控制系统中的应用[J].控制工程，2005（1）：22-24.