1  前言
    天津市引滦工程尔王庄管理处（以下简称为尔王庄管理处）是引滦入津工程的枢纽所在，通过一座水库、八座泵站和十七座闸站担负着向天津市区、天津市开发区、塘沽区、汉沽区、大港区（包括军粮城电厂、大无缝钢管厂、大港油田）和武清逸仙园开发区供水的任务。年平均供水量在5.8亿立方米左右，二十多年累计供水近120亿立方米。随着工程管理工作的不断深化，管理处将所辖泵站和闸涵水情测报点联网建成了微机监测系统，在此基础上，完成了供水优化调度系统的开发及应用。在调试校核优化调度系统中的经济运行计算子程序时发现，水位计、闸位计的精度严重影响着测量和计算结果的精度。例如：水库库容计算，水位误差1cm，将使计算出的库容误差11万立方米；输水暗渠闸门过流计算，在水位差为6m时，闸门起落高度误差1cm，将使计算出的过流量误差0.2m³/s，日流量误差17280m³，这个问题必须引起重视并得到解决。在广泛分析研究了国内水位计、闸位计的技术资料之后发现，国内常用的水位计、闸位计测量精度均为±1cm，虽满足水利部水文测验技术规程的要求，但这样的精度对引水工程的水量计量等领域是不够的。解决的办法就是设计开发新一代科技含量高、测量精度高的智能化水位计、闸位计。为此，尔王庄管理处、引滦工程工管处与河北工业大学联合，成功研制了SW-2000系列水位计、闸位计，使测量精度提高了一个等级，填补了国内高精度水位、闸位测量设备的空白。
2  SW-2000系列水位计、闸位计的硬件组成

    SW-2000系列水位计、闸位计的软件功能如图3所示。
4  SW-2000系列水位计、闸位计的功能特点
?  SW-2000系列水位计、闸位计，具有高集成度、强抗干扰、低功耗；
?  配有RS485/232通信接口，波特率由面板上设定，输出参数有日期、时间、水位（闸位）、上下限状态信号与上下限值。通过串口与上位机联接实现数据远传和远程服务及参数远程在线修改；
?  具有4~20mA AD的模拟量输出功能；
?  能够检测多种形式的信号源，标准或非标准的电压、电流、电阻、脉冲、编码数据或串口联接；
?  具有高程预设功能（黄海、大沽、85高程）；
?  具有水位初始值预设功能；
?  具有量程设定功能；
?  可在面板上预设4路输出的上下限（4路输出均为继电器开关量信号），水位计下限为低水位1、低水位2，上限为高水位1、高水位2。闸位计下限为低闸位1、低闸位2，上限为高闸位1、高闸位2；
?  具有数据存储功能，可用笔记本电脑现场提取数据；
?  具有实时时钟及时钟修改功能。
5  SW-2000系列水位计、闸位计的鉴定结论
    在将研制成功的SW-2000系列水位计、闸位计应用于工程实际之前，天津市计量技术研究所对该系列的高精度水位、闸位测量设备进行了权威的鉴定，鉴定结论如下：
(1)  SW-2000Z 旋转编码式
    分辨力：0.1cm；量程：0~10m；水（闸）位变化率：不低于40cm/s；准确度等级：0.2级。
(2)  SW-2000F浮子式
    分辨力：0.1cm；量程：0~10m；水（闸）位变化率：不低于40cm/s；准确度等级：0.3级。
(3)  SW-2000Y压力式
    分辨力：0.1cm；量程：0~10m；水（闸）位变化率：不低于40cm/s；准确度等级：0.5级。
6  SW-2000系列水位计、闸位计的应用效果、经济效益和推广前景
    SW-2000系列水位计、闸位计荣获天津水利科技进步奖，在可靠性、先进性、实用性、经济性等方面具有明显优势，其应用效果良好、经济效益显著、推广前景广阔，简析如下：
    SW-2000系列水位计、闸位计的先进性能、高可靠性和极高的计量精度，可使水利工程管理现代化水平提高一个等级。这一点在大量成功应用该系列设备的引滦泵站和闸站已得到了证实。以尔王庄输水暗渠输水量计算为例，将闸位的计量精度由厘米级提高到毫米级，每日减小水量流失为17280m³，每立方米水按照0.4元计算可挽回经济损失17280×0.4=6912元。
    由于CPU的使用温度在-45℃与+85℃之间，特别适合水利行业野外测量的场合，与老式的运放集成电路仪表相比可节省相应的防寒设施。就以简易防冻房和必要的取暖设备计算，每一套简易房也要近万元，同时也节省了每年的取暖费用。
SW-2000水位计、闸位计的所有参数可通过串口传送给上位机，比老式水位计、闸位计需加接口电路更方便、更经济。SW-2000系列仪表，远远优于运放集成电路仪表，而价格相当。
    目前，国内大多数水位计、闸位计为运放集成电路仪表，而且精度都在±1cm，正在逐步更新。另外，由于工程管理的现代化要求和计算机监控系统的应用，老式的水位、闸位计量仪表已不能满足需要，因此在水利事业飞速发展的今天，SW-2000水位计、闸位计将大有用武之地。
7  结语
    SW-2000系列仪表是工程管理单位与高等院校进行产学研结合的成果，它吸收了国内最新智能化仪表的设计经验，采用工业控制单片机，集水（闸）位采集、存储、显示及远程联网于一体，适用于各种液位、闸门开度的测量、存储、显示和数据远传联网，同样也适用于其他物体位移测量、存储、显示和数据远传联网，具有高精度、高可靠、多功能、智能化等特点。