本发明涉及水利远程监控技术领域，是一种水利枢纽远程测控系统、装置及装置的使用方法。
背景技术：
目前，随着我国水电站“无人值守”要求的不断深入以及自动监控技术的不断发展，水电站多功能控制系统越来越被重视。控制系统的自动化程度和网络化程度直接影响到水电站平时业务运作的安全性和高效性。传统的手动控制方式采用继电器控制回路对相应设备进行操作，其功能单一、可扩展性较差，电路结构复杂，导致电气设备维护和更新的难度较大。同时，由于水利行业监测点和控制点的覆盖地域较为广泛，水质监测、流量、压力、液位等监测点大多数安装位置较为偏远，无电源无通讯网络，工作人员较少，无法实时到达现场读取相关参数。
技术实现要素：
本发明提供了一种水利枢纽远程测控系统、装置及装置的使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的水利枢纽远程监测存在电源供电不足导致数据传输中断以及网络不稳定导致数据传输报错的问题；更进一步解决了现有的水利枢纽的进出水管没有监测水质的设备，监测功能单一的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种水利枢纽远程测控系统包括信号采集装置、上位机、通信模块、太阳能供电装置以及控制箱，所述信号采集装置包括液位仪、压力仪、浊度仪、余氯仪、ph检测仪和流量仪，在控制箱内设置有信号分配器、多功能数显表、a/d转换模块、可编程控制器、温控防潮装置和电源接线端子排，所述液位仪、压力仪均与信号分配器电连接，信号分配器分别与a/d转换模块和多功能数显表电连接，浊度仪、余氯仪、ph检测仪和流量仪均与a/d转换模块电连接，a/d转换模块与可编程控制器电连接，可编程控制器通过通信模块与上位机通信连接，所述多功能数显表用于分别显示液位仪和压力仪监测的液位值和压力值，温控防潮装置用于控制控制箱内的温度保持在设定的范围内，太阳能供电装置的输出端上分别电连接有第一欠压保护装置、第二欠压保护装置和第三欠压保护装置，第一欠压保护装置与温控防潮装置电连接，第二欠压保护装置与可编程控制器电连接，第三欠压保护装置与电源接线端子排电连接。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述还包括安装在上位机上的控制系统，控制系统用于对可编程控制器发送的各监测数据信号进行编译后以文字或曲线的方式结合模拟画面展现在上位机上，将现场设备采集的数据进行实时监控和存档，对现场设备进行远程控制，控制系统包括权限设置模块、监测数据处理模块、模拟管线画图模块、数据报表输出模块和历史数据曲线显示模块。
上述温控防潮装置包括温度传感器、控制芯片和电加热板，温度传感器的信号输出端与控制芯片的输入接口电连接，所述电加热板的信号接收端与控制芯片的输出端电连接。
上述太阳能供电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，太阳能电池板和蓄电池均与太阳能控制器电连接。
上述还包括安装在控制箱外侧上方的避雷器，所述避雷器的输入端分别与接地线、太阳能控制器的正极、负极电连接。
上述还包括安装在控制箱外侧的防盗保护报警设备和蜂鸣器，防盗保护报警设备和蜂鸣器均与可编程控制器电连接
上述第一欠压保护装置、第二欠压保护装置和第三欠压保护装置均为断路器。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种水利枢纽远程测控装置，包括水利枢纽远程测控系统、蓄水装置、进水管、出水管和控制面板，进水管的出水口与蓄水装置相连通，出水管的进水口与蓄水装置相连通，在蓄水装置内分别安装有ph检测仪和与液位仪电连接的液位探头，在进水管上分别安装有浊度仪和余氯仪，在余氯仪后端的进水管上安装有消毒设备，在浊度仪后端的进水管上安装有过滤器，在出水管上分别安装有电动阀、流量仪、压力仪、压力表和至少一个增压水泵，每个增压水泵均与控制面板电连接，增压水泵、电动阀、控制面板、消毒设备和过滤器均与可编程控制器电连接。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种上述水利枢纽远程测控装置的控制方法，包括以下步骤：
第一步，通过液位仪和ph检测仪分别采集蓄水装置内的水液位和ph值，通过压力仪测量出水管内的水压，通过流量仪检测出水管内的水流量，通过浊度仪和余氯仪检测进水管内的实时水质监测值，之后进入第二步；
第二步，可编程控制器接收液位、ph值、水压信号、压力信号、流量值和水质监测值，可编程控制器将液位、ph值、水压信号、压力信号、流量值和水质监测值发送至控制系统，之后进入第三步；
第三步，控制系统判断出水管内的压力是否超过阈值，若出水管内的水压超过阈值，则控制系统向可编程控制器发送控制命令，可编程控制器控制增压水泵逐个关闭，直至水压降至正常的范围值内；
若出水管内的水压小于阈值，则可编程控制器控制增压水泵逐个开启，直至水压降至正常的范围值内；每个增压水泵关闭和开启的间隔时间均为5至10分钟；
判断水流量是否在正常范围内，若检测的实时水流量过大或过小，则通过控制系统向可编程控制器发送控制命令，可编程控制器控制电动阀的开启度，改变出水管内的水流量；若在正常范围内，则电动阀不动作。
控制系统将实时水质监测值与标准值进行对比，若实时水质监测值低于标准值，则控制系统向可编程控制器发送控制命令，可编程控制器控制消毒设备和过滤器开启，优化进水管内的水质；结束。
本发明通过采用太阳能供电装置满足野外供电的需求，在太阳能供电装置内设蓄电池，蓄电池将太阳能电池板所提供的电能储存起来，需要时再向其他需要供电的设备提供电能；有效解决了取电困难的问题。可编程控制器将各个检测仪器监测采集的数据通过通信模块发送至上位机，实现了远程测控的目的。通信模块采用lora模块，采用lora调制技术，结合发射功率多级可调、多级休眠、空中唤醒等多重功耗优化技术，可在超低功耗下实现超长距离传输，在电池供电应用中优势明显，技术人员无需亲临项目现场，就可对实现远程维护，节省人工成本，极大提升管理效率。
附图说明
附图1为本发明实施例1的电路控制框图。
附图2为本发明实施例1的太阳能供电装置供电电路框图。
附图3为本发明实施例2的管线工艺流程图。
附图4为本发明实施例2的电路控制框图。
附图5为本发明实施例3的方法流程图。
附图中的编码分别为：sc1为电源接线端子排,qf1为第一欠压保护装置，qf2为第二欠压保护装置，qf3为第三欠压保护装置，1为蓄水装置，2为进水管，3为出水管，4为控制面板，5为测控柜，6为ph检测仪，7为液位探头，8为浊度仪，9为余氯仪，10为消毒设备，11为过滤器，12为电动阀，13为流量仪，14为压力仪，15为增压水泵，16、压力表。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1、2所示，该水利枢纽远程测控系统包括信号采集装置、上位机、通信模块、太阳能供电装置以及控制箱5，所述信号采集装置包括液位仪、压力仪14、浊度仪8、余氯仪9、ph检测仪6和流量仪13，在控制箱5内设置有信号分配器、多功能数显表、a/d转换模块、可编程控制器、温控防潮装置和电源接线端子排sc1，所述液位仪、压力仪14均与信号分配器电连接，信号分配器分别与a/d转换模块和多功能数显表电连接，浊度仪8、余氯仪9、ph检测仪6和流量仪13均与a/d转换模块电连接，a/d转换模块与可编程控制器电连接，可编程控制器通过通信模块与上位机通信连接，所述多功能数显表用于分别显示液位仪和压力仪14监测的液位值和压力值，温控防潮装置用于控制控制箱5内的温度保持在设定的范围内，太阳能供电装置的输出端上分别电连接有第一欠压保护装置qf1、第二欠压保护装置qf2和第三欠压保护装置qf3，第一欠压保护装置qf1与温控防潮装置电连接，第二欠压保护装置qf2与可编程控制器电连接，第三欠压保护装置qf3与电源接线端子排sc1电连接。
可编程控制器为现有公知技术，可采用德国西门子s7-200小型可编程序控制器，采用ld和stl编程语言对可编程控制器进行编程，将各个检测仪器监测采集的数据通过通信模块发送至上位机，从而实现远程测控的目的。a/d转换模块主要实现将电流信号、电压信号转换成数字信号，之后发送至可编程控制器。这里的第一欠压保护装置qf1、第二欠压保护装置qf2和第三欠压保护装置qf3均为设备保护装置，避免因电力系统不稳定，造成设备损坏。欠压保护装置既可测试电网是否正常，又可避免设备被损坏。当太阳能供电装置提供的电压不在检测设备和可编程控制器的工作范围时，通过第一欠压保护装置qf1、第二欠压保护装置qf2和第三欠压保护装置qf3阻止输出电能。
这里的信号分配器是用于将压力仪14和液位仪采集的液位信号和压力信号的变送、转换、隔离、传输、运算的仪表，通过与压力仪和液位仪配合工作，取回参数信号，隔离变送传输，可满足用户本地监视远程数据采集的需求。
这里的通信模块可采用lora模块，采用lora调制技术，实测通信距离大于11.5km，结合发射功率多级可调、多级休眠、空中唤醒等多重功耗优化技术，可在超低功耗下实现超长距离传输，在电池供电应用中优势明显，技术人员无需亲临项目现场，就可对实现远程维护，节省人工成本，极大提升管理效率。lora网络可以接入上万个节点，可根据需要灵活增减数量，网络扩展性好。
可根据实际需要，对上述水利枢纽远程测控系统作进一步优化或/和改进：
如附图1、2所示，还包括安装在上位机上的控制系统，控制系统用于对可编程控制器发送的各监测数据信号进行编译后以文字或曲线的方式结合模拟画面展现在上位机上，将现场设备采集的数据进行实时监控和存档，对现场设备进行远程控制，控制系统包括权限设置模块、监测数据处理模块、模拟管线画图模块、数据报表输出模块和历史数据曲线显示模块。
这里为了保证控制系统的安全运行，对画面的图形对象设置了访问权限，同时给用户分配了访问优先级和安全区，只有用户的优先级大于对象的优先级且操作者的安全区在对象的安全区内时才可访问，否则不能访问画面中的图像对象。
监测数据处理模块结合gis地图，将所有监测点的地理信息和管道走向信息直观的展现在地图界面上，用户使用起来更加方便更加直观，一目了然的掌握各个设备的运行情况。
控制系统内也可设置有报警提示模块，各个监测点的数据异常时，控制系统会自动弹出报警窗口，提醒用户该监测点可能出现故障，让用户第一时间发现，第一时间处理。
模拟管线画图模块利用控件和图素绘制模拟监测点的设备及管道，全面的反应局部范围设备的详细运行情况。
数据报表输出模块利用report报表控件，结合静态文字和动态变量以及用户的实际需求绘制而成，该数据报表可反应生产过程中的过程数据、运行状态等，并对数据进行记录、统计。同时针对报表开发了查询功能，根据查询条件匹配筛选出数据结果，控制系统还设置了打印机虚拟接口，通过打印机与上位机连接，实现对数据报表的打印。用户利用报表既能反应系统实时的生产情况又能对长期的生产过程数据进行统计、分析，使管理人员能够掌握和分析生产过程情况。
该历史数据曲线显示模块是利用activex控件结合变量自动绘制，通过该控件不但可以实现历史曲线的绘制，而且可以实现数据记录的曲线绘制，在运行状态下，可以实现在线动态增加/删除/隐藏曲线、曲线图表的无级缩放、曲线的动态比较、曲线的打印等。该曲线控件最多可以同时绘制16条曲线。
如附图1、2所示，温控防潮装置包括温度传感器、控制芯片和电加热板，温度传感器的信号输出端与控制芯片的输入接口电连接，所述电加热板的信号接收端与控制芯片的输出端电连接。实际使用时，控制箱5安装在野外，常常会遭受外界高温和低温的气候的影响，温控防潮装置通过闭环方式控制，达到控制箱5恒温的目的；即通过温度传感器检测控制箱5内的温度，并将温度值直接反馈至控制芯片，控制芯片与设定的温度值进行比较，如果控制箱5内的温度过低，则控制芯片发送控制命令至加热板，控制加热板工作，完成简单的闭环温控。
如附图1、2所示，太阳能供电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，太阳能电池板和蓄电池均与太阳能控制器电连接。
通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，通过太阳能控制器将电能输送至蓄电池中存储，需要时，通过太阳能控制器控制蓄电池向负载提供工作电能。太阳能控制器的作用是控制整个太阳能供电装置的工作状态，同时对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，太阳能控制器还具备温度补偿的功能。蓄电池常规是采用为铅酸电池，也可采用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。蓄电池的作用是将太阳能电池板所提供的电能储存起来，需要时再向其他需要供电的设备提供电能。
如附图1、2所示，还包括安装在控制箱5外侧上方的避雷器，所述避雷器的输入端分别与接地线、太阳能控制器的正极、负极电连接。避雷器的防雷接地分为两个部分，一是防雷，防止因雷击而造成损害；二是静电接地，防止静电发生危险。避雷器用于对控制箱5起保护的作用，控制箱5为弱电箱，防雷接地至关重要；因此，采用智能避雷器作为防雷设备。
如附图1、2所示，还包括安装在控制箱5外侧的防盗保护报警设备和蜂鸣器，防盗保护报警设备和蜂鸣器均与可编程控制器电连接。防盗保护报警设备可采用红外感应探测仪，当非正常打开设备时，红外感应探测仪将触发信号发送至可编程控制器，可编程控制器触发蜂鸣器报警；可实现无人值守监控的的功能，便于提示值班人员注意检查。
如附图1、2所示，第一欠压保护装置、第二欠压保护装置和第三欠压保护装置均为断路器。
实施例2：如附图1、2、3、4所示，该水利枢纽远程测控装置，包括水利枢纽远程测控系统、蓄水装置1、进水管2、出水管3和控制面板4，进水管2的出水口与蓄水装置1相连通，出水管3的进水口与蓄水装置1相连通，在蓄水装置1内分别安装有ph检测仪6和与液位仪电连接的液位探头7，在进水管2上分别安装有浊度仪8和余氯仪9，在余氯仪9后端的进水管2上安装有消毒设备10，在浊度仪8后端的进水管2上安装有过滤器11，在出水管3上分别安装有电动阀12、流量仪13、压力仪14、压力表16和至少一个增压水泵15，每个增压水泵15均与控制面板4电连接，增压水泵15、电动阀12、控制面板4、消毒设备10和过滤器11均与可编程控制器电连接。
控制面板4上设置有控制增压水泵15启停的启动按钮和停止按钮，可实现手动开启或者关闭增压水泵15。这里的蓄水装置1可为蓄水池或者其他水利枢纽，蓄水装置1主要用于对水源进行集中和增压调节，也方便进行水质检测，利于远程测控。在实际安装时，根据现场的工作需要，出水管3上可设置多个分支，每个出水管3的分支上均需要安装一个电动阀12，电动阀12的关闭和开启用于控制出水管3分支内是否有水。这里的压力仪14可为压力变送器，用于采集出水管3内的压力信号，并将压力信号发送至可编程控制器，可编程控制器通过通信模块发送至上位机，用户通过控制系统显示在上位机上，方便用户查看。压力表用于用户现场查看出水管3内的水压，方便快捷。
实施例3：如图1、2、3、4、5所示，该上述水利枢纽远程测控装置的使用方法，包括以下过程：
第一步，通过液位仪和ph检测仪6分别采集蓄水装置1内的水液位和ph值，通过压力仪14测量出水管3内的水压，通过流量仪13检测出水管3内的水流量，通过浊度仪8和余氯仪9检测进水管2内的实时水质监测值，之后进入第二步；
第二步，可编程控制器接收液位、ph值、水压信号、压力信号、流量值和水质监测值，可编程控制器将液位、ph值、水压信号、压力信号、流量值和水质监测值发送至控制系统，之后进入第三步；
第三步，控制系统判断出水管3内的压力是否超过阈值，若出水管3内的水压超过阈值，则控制系统向可编程控制器发送控制命令，可编程控制器控制增压水泵15逐个关闭，直至水压降至正常的范围值内；
若出水管3内的水压小于阈值，则可编程控制器控制增压水泵15逐个开启，直至水压降至正常的范围值内；每个增压水泵15关闭和开启的间隔时间均为5至10分钟；
判断水流量是否在正常范围内，若检测的实时水流量过大或过小，则通过控制系统向可编程控制器发送控制命令，可编程控制器控制电动阀12的开启度，改变出水管3内的水流量；若在正常范围内，则电动阀12不动作。
控制系统将实时水质监测值与标准值进行对比，若实时水质监测值低于标准值，则控制系统向可编程控制器发送控制命令，可编程控制器控制消毒设备10和过滤器11开启，优化进水管2内的水质；结束。
根据用户的监测需求，用户可以在上位机上通过控制系统查看实时的水压、水流量和水质的情况，可实现远程控制电动阀12和增压水泵15改变水压和水流量，通过开启消毒设备10和过滤器11能够改善流入蓄水装置1的水质的情况。根据实际的蓄水装置1的容积大小设置出水管3的压力阈值。水质标准值一般设置为国标值。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。