随着我国经济的快速发展,农业水资源的日趋紧缺,为保证农业生产的持续、稳定和高效发展,对灌溉水资源进行综合利用和优化管理,显得尤为必要。本课题以扬州市江都沿运自流灌区项目为背景,设计并开发了灌区自动化监控系统。该灌区监控系统采用先进的工业控制计算机、可编程控制器(PLC)、网络通信以及工业自动化组态软件等技术实现了灌区闸站机组运行状态和现场工况参数的自动检测,闸门的现场与远程控制,并运用优化调度策略,对灌区水资源进行优化配置、科学管理。本文首先介绍了灌区现代化建设的国内外发展现状及趋势,然后通过对江都沿运自流灌区自动化监控项目的需求分析,按照相应的设计规范,结合分布式控制系统的思想,进行系统的集成设计。该监控系统采用分层分布式结构,按功能分为三个层次,分别为闸站现场控制层、数据处理层和远程监督控制层。闸站现场控制层的基本组成为现地测控单元,而现地测控单元的设计以可编程控制器(PLC)为核心,实现对现场闸门设备的控制以及现场闸位、水位、电量等相关数据的采集。系统网络设计采用标准化、开放化且抗干扰性强、经济性高的光纤以太网,并根据项目的实际情况,采用星型的网络拓扑结构,构成了闸门现场测量控制站的分布式网络。数据处理层选用高性能服务器,作为工程师站配置在监控中心,采用组态王软件编写上位机界面,工程师站可以实现远程组态与数据库的管理。另外在监控中心配置有监控工作站与视频工作站,两者功能互为补充。监控工作站安装有灌区自动化监控系统的客户端,管理人员可以通过现场返回的信息对机组运行状况与工况参数进行实时监测,并可以在切换到远程控制的状态下,实现对闸门的远程控制。同时,监控系统可以实现实时曲线显示、实时报表管理、历史报表查询等功能。做好灌区灌溉用水的科学调度工作、减少输水损失是节水农业的一个重要技术手段。传统的配水模型一般是建立在下级渠道流量相等的前提下,改变输水历时为水资源配置的优化调度手段,但这种情况与大多数渠道水资源配置的实际要求不相符,本文为解决这一问题,从灌区实际情况出发,克服“定流量,变历时”的局限性,设计了一种基于遗传算法的非等流量渠道配水策略,实现下级渠道在引水环节中,以弃水最少为目标,保持渠道水流的相对稳定,达到灌区优化配置水资源的效果。