分布式大壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 型號(hào)：DG
概 述
大壩的安全是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，大壩安全監(jiān)測(cè)是保證大壩安全、充分發(fā)揮工程效益的重要手段。為了提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)大壩管理現(xiàn)代化，我所開(kāi)展了DG型分布式大壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)，自從1994年第一套系統(tǒng)在葛洲壩二江泄水閘投入運(yùn)行以來(lái)，已先后為38座混凝土壩和土石壩建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首批優(yōu)先進(jìn)入三峽工程安裝在永久船閘。我所是國(guó)內(nèi)研制安裝分布式大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最多的單位，經(jīng)驗(yàn)豐富，業(yè)績(jī)顯著。
DG型分布式大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)擁有五項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)分別為ZL95239533.9；L95239535.5；ZL95239534.7；ZL95239536.3；ZL96431941.4）。系統(tǒng)以其先進(jìn)的技術(shù)水平，高度的可靠性、廣泛的實(shí)用性等優(yōu)越性能獲得用戶(hù)和專(zhuān)家的一致好評(píng)，榮獲1997年水利部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和1998年國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，是我國(guó)迄今唯一通過(guò)部級(jí)鑒定且獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于國(guó)內(nèi)各種大壩及巖石工程實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化。我所在陳村水電站建設(shè)的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲安徽省電力局科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。陳村大壩系統(tǒng)框圖附后。
系統(tǒng)組成
DG型分布式系統(tǒng)由中央控制裝置（或安裝DG型數(shù)據(jù)采集軟件的微機(jī)）、測(cè)控裝置、監(jiān)測(cè)儀器組成。
測(cè)控裝置是分布式系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是一種智能化、模塊化的多功能裝置，體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，具有控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、防潮、防雷、抗干擾等各種功能，可安裝在監(jiān)測(cè)儀器附近，能就近接入我國(guó)大壩上常用的十種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)巡測(cè)和選測(cè)。系統(tǒng)中的測(cè)控裝置由通訊總線(xiàn)連接到中央控制裝置或微機(jī)，組成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，便于擴(kuò)展和分期實(shí)施。中央控制裝置或微機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，可用不同的運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化。
系統(tǒng)運(yùn)行方式
● 中央控制方式（應(yīng)答式）
由CCU型中央控制裝置下達(dá)數(shù)據(jù)采集命令，可以選用四種采集方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，四種方式為：常規(guī)巡測(cè)、檢查巡測(cè)、常規(guī)選測(cè)、檢查選測(cè)。通過(guò)中央控制裝置也可實(shí)現(xiàn)定時(shí)巡測(cè)，在中央控制裝置上設(shè)定測(cè)量起始時(shí)間和時(shí)間間隔。到設(shè)定時(shí)間時(shí)，中央控制裝置自動(dòng)命令各測(cè)控裝置進(jìn)行巡測(cè)并送回?cái)?shù)據(jù)。這種運(yùn)行方式可以隨機(jī)進(jìn)行，也可以根據(jù)大壩安全監(jiān)測(cè)規(guī)程規(guī)定的測(cè)次（周期）進(jìn)行用于有人值班情況。
● 自動(dòng)控制方式（自報(bào)式）
在通用測(cè)控裝置中設(shè)定自動(dòng)巡測(cè)的起始時(shí)間和時(shí)間間隔，通用測(cè)控裝置按設(shè)定時(shí)間間隔自動(dòng)進(jìn)行巡回測(cè)量，并儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)向中央控制裝置發(fā)送所測(cè)數(shù)據(jù)。這種運(yùn)行方式在 無(wú)人值班或有人值班情況下均可應(yīng)用。
● 特殊自控方式
由于洪水、地震或人為損壞造成電源中斷、中央控制裝置或數(shù)據(jù)總線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，通用測(cè)控裝置在自備電源支持下仍可按設(shè)定時(shí)間間隔自動(dòng)進(jìn)行巡測(cè)并存儲(chǔ)所測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)行時(shí)間可達(dá)一周以上，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量可選64KB～1MB。排除故障后，由中央控制裝置提取數(shù)據(jù)。故障排除前，用筆記本電腦從測(cè)控裝置上直接提取數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)功能
● 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集功能
本系統(tǒng)能按運(yùn)行要求，對(duì)所有接入系統(tǒng)中的各類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行一定方式的自動(dòng)化測(cè)量，儲(chǔ)存所測(cè)數(shù)據(jù)，并傳送到中央控制裝置集中儲(chǔ)存或處理。
● 數(shù)據(jù)通訊功能
◇ 中央控制裝置與所有測(cè)控裝置，中央控制裝置與數(shù)據(jù)管理主機(jī)均具有雙向通訊功能
◇ 系統(tǒng)外數(shù)據(jù)通訊功能。本系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程通信接口，可以上網(wǎng)與各級(jí)管理部門(mén)的信息系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊
● 數(shù)據(jù)管理功能
中央控制裝置集中儲(chǔ)存系統(tǒng)內(nèi)的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分別按系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)排列及時(shí)間序排列，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，供運(yùn)行人員瀏覽、檢查、繪圖、打印
中央控制裝置和信息管理系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行時(shí)，可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入信息管理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)以供入庫(kù)存檔和進(jìn)一步分析處理。
● 系統(tǒng)自檢功能
系統(tǒng)具有自檢能力，當(dāng)系統(tǒng)中硬件設(shè)備或通訊線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)在中央控制裝置或信息管理主機(jī)顯示器上顯示故障信息，以便及時(shí)維修
軟件系統(tǒng)
● DG型遠(yuǎn)程通訊控制軟件
可通過(guò)各種媒介實(shí)現(xiàn)DG 型系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)DG型數(shù)據(jù)采集軟件的全部功能。
特點(diǎn)：可用微波、電話(huà)線(xiàn)、光纖、網(wǎng)絡(luò)等多種通訊介質(zhì)；多線(xiàn)程通訊設(shè)計(jì)；多CCU并發(fā)控制功能。
● MDAP監(jiān)測(cè)資料分析處理系統(tǒng)
對(duì)大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離線(xiàn)分析處理、為大壩安全評(píng)判和運(yùn)行管理提供監(jiān)控模型、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)圖表。
特點(diǎn)：采用ODBC及SQL等多項(xiàng)技術(shù)，使其層次清晰、可視化程度高、人機(jī)交互方便、開(kāi)放性更好；具有當(dāng)前水工資料分析的各種方法，新穎實(shí)用。
● DSIM大壩安全信息管理系統(tǒng)
對(duì)大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、工程文檔、巡查信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 庫(kù)等進(jìn)行綜合管理。
特點(diǎn)：可視化系統(tǒng)設(shè)置，可任意設(shè)置和擴(kuò)充系統(tǒng)；強(qiáng)大的資源瀏覽器，數(shù)據(jù)輸出更方便；報(bào)表、圖形制作工具；軟件自動(dòng)升級(jí)功能。
● DG型數(shù)據(jù)采集軟件
對(duì)DG型分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，具有控制、測(cè)量、通訊和數(shù)據(jù)管理等功能。
特點(diǎn)：運(yùn)行于Windows 98/NT 環(huán)境下，采用向?qū)崾静僮鞣绞�，易于掌握；界面友善，圖形直觀，易于操作；具有自檢、兩級(jí)故障顯示、數(shù)據(jù)分析判斷、超差數(shù)據(jù)報(bào)警功能。
系統(tǒng)特點(diǎn)
● 先進(jìn)性：系統(tǒng)的自動(dòng)化功能、技術(shù)性能和總體技術(shù)水平都與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)
● 可靠性：由于系統(tǒng)具有總體結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，并且在設(shè)計(jì)上采取了大量有效措施，從而保證了系統(tǒng)的高可靠性
● 準(zhǔn)確性：系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度高于或滿(mǎn)足大壩安全監(jiān)測(cè)規(guī)范的要求
● 適用性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全根據(jù)國(guó)內(nèi)水利和電力行業(yè)的實(shí)際需要和條件考慮，其數(shù)據(jù)采集功能和采集方式滿(mǎn)足了大壩正常情況和非正常情況下安全監(jiān)測(cè)的需要
● 環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)很好地解決了防雷、防電磁波干擾、防潮等問(wèn)題，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性
● 兼容性和通用性：系統(tǒng)是一種開(kāi)放式系統(tǒng)，其兼容性和通用性大大優(yōu)于國(guó)外系統(tǒng)�？山尤雵�(guó)內(nèi)土石壩和混凝土壩上常用的十種類(lèi)型幾十個(gè)品種的監(jiān)測(cè)儀器
● 可擴(kuò)性：系統(tǒng)采用RS-422/485數(shù)據(jù)總線(xiàn)，通訊光纜或其他通訊方式將MCU-30系列或MCU-M系列通用測(cè)控裝置連成網(wǎng)絡(luò)，便于擴(kuò)展和分期實(shí)施
● 易維修性：系統(tǒng)具有自檢自校功能，同時(shí)顯示故障信息，便于修復(fù)
● 經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)在使用壽命期內(nèi)的維修費(fèi)用低廉且由我所終身保修，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和測(cè)控裝置可優(yōu)化組合，因而其經(jīng)濟(jì)性最佳
主要技術(shù)指標(biāo)
● 可接入的監(jiān)測(cè)儀器類(lèi)型
本系統(tǒng)可直接接入下列10類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器：
◇ 步進(jìn)電機(jī)式儀器
◇ 差動(dòng)電阻式儀器
◇ 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的鋼弦式儀器
◇ 差動(dòng)電磁式儀器
◇ 差動(dòng)電容式儀器
◇ 差動(dòng)變壓器式儀器
◇ 可變電阻式儀器
◇ 浮子式水位計(jì)
◇ 翻斗式雨量計(jì)
◇ 其他輸出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的監(jiān)測(cè)儀器
● 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊速度：1200bps
● 系統(tǒng)工作環(huán)境
◇ 中央控制裝置、信息管理系統(tǒng) ◇ 測(cè)控裝置
環(huán)境溫度：20℃±5℃ 環(huán)境溫度：-10～+50℃；-30～+50℃
環(huán)境濕度：85%RH 環(huán)境濕度：≤98%RH 防雷電感應(yīng)：＜5000V
● 系統(tǒng)接地電阻
在安裝測(cè)控裝置、中央控制表裝置的位置附近有接地電阻小于4Ω的地線(xiàn)。
● 系統(tǒng)可靠性
可按兩種方式考核:
◇ 按數(shù)據(jù)采集缺失率（或完整率）考核：要求每周測(cè)量一次，年數(shù)據(jù)采集缺失率應(yīng)小
于或等于1%，或數(shù)據(jù)采集率大于或等于99%
◇ 按系統(tǒng)平均無(wú)故障工作時(shí)間考核：要求在試運(yùn)行一年內(nèi)按自動(dòng)控制方式（自報(bào)方式） 運(yùn)行，中央控制裝置和測(cè)控裝置的平均無(wú)故障時(shí)間應(yīng)大于或等于6300小時(shí).
● 常用大壩安全監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備及主要技術(shù)指標(biāo)
采集周期根據(jù)工程要求可在CCU型中央控制裝置中設(shè)定或修改。
采集速度：
◇ 不論系統(tǒng)規(guī)模大小，巡測(cè)一遍時(shí)間不大于10分鐘
◇ 選測(cè)一測(cè)點(diǎn)時(shí)間不超過(guò)10秒，步進(jìn)式和電磁式儀器不超過(guò)1分鐘
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