大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)
立方科技
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水利信息化 - 數(shù)字水利
一、 主要性能
（一） 總體性能
采用分布式自動化監(jiān)測系統(tǒng)加遠程通信管理方案。監(jiān)測中心站設(shè)在中控室內(nèi)，數(shù)據(jù)采集裝置(MCU)安裝在各個監(jiān)測站。MCU之間(或監(jiān)測站之間) 通過通信電纜連接，MCU與監(jiān)測中心站之間通過通信電纜連接，以RS-485方式聯(lián)接組成分布式網(wǎng)絡(luò)。
（二） 常規(guī)性能
本工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，具有下列特點
1) 為保證系統(tǒng)建設(shè)的成功，所選用的自動化系統(tǒng)設(shè)備具有著作權(quán)證。所選產(chǎn)品在國內(nèi)多個工程中成功應(yīng)用。
2) 功能與技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求：功能與技術(shù)指標(biāo)滿足SL60-94《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、SL268-2001《大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件》的技術(shù)及精度要求，滿足已頒布執(zhí)行的《大壩安全監(jiān)測自動化技術(shù)規(guī)范》。
3) 測控單元達到工業(yè)級防護等級：采集模塊安裝專用機箱內(nèi)，安裝方式可靠、支撐牢固。有良好的環(huán)境適應(yīng)能力。它設(shè)有防潮、防塵、防霉、防腐蝕、加熱等措施，能長期適應(yīng)潮濕、惡劣的工作環(huán)境。內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，不用日常維護。
4) 有專門的冗余設(shè)計，系統(tǒng)具有高可靠性：各模塊均能存儲主控計算機對其測量周期、測量時間、測量測點、時鐘的設(shè)置，還可存儲300測次正常測量的測值。即使停電，存儲器中的測值也不會丟失，系統(tǒng)可靠性很高。
5) 具有專門的電源管理模塊和免維護備用電池：適應(yīng)電壓范圍廣。測控單元中設(shè)有專門的免維護蓄電池作后備電源，在市電停電時可連續(xù)工作一周以上。
6) 監(jiān)測系統(tǒng)具有自診斷、掉電保護、軟件監(jiān)測及復(fù)位等功能：能夠自動查出系統(tǒng)上可能存在的故障并發(fā)出信息和預(yù)警的功能，以便維修和管理。
7) 標(biāo)準(zhǔn)接口通訊方式：采用RS485標(biāo)準(zhǔn)接口通訊方式，同時支持CANbus、Lonworks通訊協(xié)議；數(shù)據(jù)傳輸速率1200 bps、4800 bps、9600 bps。
8)良好的抗干擾、防雷電能力強。通過國家實驗室電磁兼容測試(GB/T17626.3-1998射頻電磁場輻射抗擾度實驗3級及GB/T17626.5-1998浪涌(沖擊)抗擾度實驗3級)。
二、 技術(shù)參數(shù)
自動化系統(tǒng)采用分布式采集結(jié)構(gòu)模式，這種模式是一種分散采集、集中管理的結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集單元分布在傳感器附近，與各傳感器通過RS485或RS232通信，而數(shù)據(jù)采集單元分別與監(jiān)控中心站通過光纖通信。該系統(tǒng)的優(yōu)點是：數(shù)據(jù)采集單元就近傳感器，縮短了傳感器信息的傳輸距離，由數(shù)據(jù)采集單元傳輸出去的都是數(shù)字量，通過光纖通信方式實現(xiàn)向中心站傳輸數(shù)據(jù)，即使一個子數(shù)據(jù)采集單元發(fā)生故障也不會影響整個系統(tǒng)運行。并提供以下幾方面功能：
（1） 監(jiān)測功能
①數(shù)據(jù)采集單元定時測量方式（即無人值班方式）。根據(jù)監(jiān)控主機所設(shè)定的測量時間，數(shù)據(jù)采集單元能自動定時地進行選測和巡測。
②人工干預(yù)測量方式。必要時，大壩安全管理人員可通過監(jiān)控主機任意進行測量。該測量方式的優(yōu)先權(quán)高于其它任何方式，主要用于在特殊情況下（如大洪水、地震等）可任意加密測次及對重點監(jiān)測部位實施任意頻次的測量；
③遠程控制測量方式。當(dāng)大壩安全管理人員遠離工地現(xiàn)場辦公但又必須隨時了解大壩的安全狀態(tài)和系統(tǒng)的運行情況，或上級管理部門希望經(jīng)常了解大壩的安全狀況時，系統(tǒng)具有遠程控制測量功能，通過遠方辦公室的計算機，管理人員也可自如地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和通信；
④人工測量方式。作為一種后備方式，當(dāng)測控裝置（數(shù)據(jù)采集單元）發(fā)生故障不能測量時，在恢復(fù)自動測量之前采用便攜式測量儀表通過數(shù)據(jù)采集單元預(yù)留的專用接口實施人工數(shù)據(jù)采集。
（2）顯示功能
顯示建筑物及監(jiān)測系統(tǒng)的總貌、各監(jiān)測子系統(tǒng)概貌、監(jiān)測布置圖、過程曲線、分布圖、相關(guān)圖及報警狀態(tài)顯示窗口等；
（3）操作功能
在監(jiān)控中心站的監(jiān)控主機上可實現(xiàn)多種操作功能：監(jiān)視操作、輸入／輸出、顯示打印、報告現(xiàn)在測值狀態(tài)、調(diào)用歷史數(shù)據(jù)、評估運行狀態(tài)等；
①根據(jù)程序執(zhí)行狀況或系統(tǒng)工作狀況發(fā)出相應(yīng)的音響；
②進行整個系統(tǒng)的運行管理：包括系統(tǒng)調(diào)度、過程信息文件的形成、進庫、通訊等；
③利用鍵盤調(diào)度各級顯示畫面及修改相應(yīng)的參數(shù)等；
④修改系統(tǒng)配置、進行系統(tǒng)測試、系統(tǒng)維護等；
（4）數(shù)據(jù)存儲功能
各數(shù)據(jù)采集單元具有存儲器和掉電保護模塊，能暫存采集來的數(shù)據(jù)，并在突然斷電的情況下不丟失數(shù)據(jù)。
（5）數(shù)據(jù)通訊功能
①現(xiàn)場級通信：現(xiàn)場級通訊為數(shù)據(jù)采集單元（現(xiàn)場測站）與監(jiān)控主機（中心站）之間的雙向數(shù)據(jù)通訊；
②管理級通信：管理級通訊為監(jiān)控主機監(jiān)控主機（中心站）與管理主機及上級主管部門微機之間的雙向數(shù)據(jù)通訊；
（6）綜合信息管理功能
在線監(jiān)測、離線分析、安全管理、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、遠程監(jiān)測及遠程輔助服務(wù)系統(tǒng)。圖象管理、報表制作、圖形制作、幫助系統(tǒng)等日常大壩安全管理的全部內(nèi)容；
（7）系統(tǒng)自檢功能
系統(tǒng)具有自檢功能，能在管理主機上顯示故障部位及類型，為及時維修提供方便；
（8）遠程控制及數(shù)據(jù)通信功能
具有在中心站監(jiān)控主機上實現(xiàn)對布置在監(jiān)測現(xiàn)場的測控單元（數(shù)據(jù)采集單元）進行遠程控制的功能。也可實現(xiàn)監(jiān)控主機與管理主機及上級主管部門微機之間的數(shù)據(jù)及信息的通信，且能按需求傳輸。
（9）安全管理功能
系統(tǒng)界面友好、操作方便的安全監(jiān)測管理分析系統(tǒng)軟件。軟件包括在線監(jiān)測、離線分析、安全管理、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、遠程監(jiān)測及遠程輔助服務(wù)系統(tǒng)等部分。
（10）防雷、抗干擾能力強
系統(tǒng)具有防雷、抗干擾措施，保證系統(tǒng)在雷擊和電源波動等情況下能正常工作。系統(tǒng)接地電阻為4～10Ω，防雷電感應(yīng)不低于500-1500W；
（11）備有人工補、校測手段
自動化監(jiān)測系統(tǒng)備有與便攜式檢測儀表的接口，能夠使用便攜式檢測儀表采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，并送入監(jiān)測系統(tǒng)，可防止資料中斷；
（12）測量精度
自動化監(jiān)測系統(tǒng)的測量精度滿足《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》《大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件》、《大壩安全監(jiān)測自動化技術(shù)規(guī)范》中的各項要求。
三、 工程案例
板峽水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)
川江大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)
四、 應(yīng)用領(lǐng)域
適用于所有大壩
即時了解和掌握建筑物的工作狀態(tài)，以便綜合分析和評價建筑物安全性，為建成的大壩提供行之有效的數(shù)據(jù)支撐.
