分布式大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng) 型號：DG
概 述
大壩的安全是關系到國計民生的大事，大壩安全監(jiān)測是保證大壩安全、充分發(fā)揮工程效益的重要手段。為了提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和實用性，實現(xiàn)大壩管理現(xiàn)代化，我所開展了DG型分布式大壩安全自動監(jiān)測系統(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行以來，已先后為38座混凝土壩和土石壩建設自動監(jiān)測系統(tǒng)。變形監(jiān)測系統(tǒng)首批優(yōu)先進入三峽工程安裝在永久船閘。我所是國內(nèi)研制安裝分布式大壩監(jiān)測系統(tǒng)最多的單位，經(jīng)驗豐富，業(yè)績顯著。
DG型分布式大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)擁有五項國家專利（專利號分別為ZL95239533.9；L95239535.5；ZL95239534.7；ZL95239536.3；ZL96431941.4）。系統(tǒng)以其先進的技術水平，高度的可靠性、廣泛的實用性等優(yōu)越性能獲得用戶和專家的一致好評，榮獲1997年水利部科技進步二等獎和1998年國家科技進步三等獎，是我國迄今唯一通過部級鑒定且獲得國家級獎勵的大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，適用于國內(nèi)各種大壩及巖石工程實現(xiàn)監(jiān)測自動化。我所在陳村水電站建設的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)獲安徽省電力局科技進步一等獎。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）、測控裝置、監(jiān)測儀器組成。
測控裝置是分布式系統(tǒng)的關鍵設備，是一種智能化、模塊化的多功能裝置，體積小巧，結構緊湊，具有控制、測量、數(shù)據(jù)存儲、防潮、防雷、抗干擾等各種功能，可安裝在監(jiān)測儀器附近，能就近接入我國大壩上常用的十種類型的監(jiān)測儀器，實現(xiàn)監(jiān)測儀器的自動巡測和選測。系統(tǒng)中的測控裝置由通訊總線連接到中央控制裝置或微機，組成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，便于擴展和分期實施。中央控制裝置或微機對網(wǎng)絡進行控制，可用不同的運行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化。
系統(tǒng)運行方式
● 中央控制方式（應答式）
由CCU型中央控制裝置下達數(shù)據(jù)采集命令，可以選用四種采集方式進行數(shù)據(jù)采集，四種方式為：常規(guī)巡測、檢查巡測、常規(guī)選測、檢查選測。通過中央控制裝置也可實現(xiàn)定時巡測，在中央控制裝置上設定測量起始時間和時間間隔。到設定時間時，中央控制裝置自動命令各測控裝置進行巡測并送回數(shù)據(jù)。這種運行方式可以隨機進行，也可以根據(jù)大壩安全監(jiān)測規(guī)程規(guī)定的測次（周期）進行用于有人值班情況。
● 自動控制方式（自報式）
在通用測控裝置中設定自動巡測的起始時間和時間間隔，通用測控裝置按設定時間間隔自動進行巡回測量，并儲存監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時向中央控制裝置發(fā)送所測數(shù)據(jù)。這種運行方式在 無人值班或有人值班情況下均可應用。
● 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)總線發(fā)生故障時，通用測控裝置在自備電源支持下仍可按設定時間間隔自動進行巡測并存儲所測數(shù)據(jù)，運行時間可達一周以上，存儲數(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，用筆記本電腦從測控裝置上直接提取數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)功能
● 監(jiān)測數(shù)據(jù)采集功能
本系統(tǒng)能按運行要求，對所有接入系統(tǒng)中的各類監(jiān)測儀器進行一定方式的自動化測量，儲存所測數(shù)據(jù)，并傳送到中央控制裝置集中儲存或處理。
● 數(shù)據(jù)通訊功能
◇ 中央控制裝置與所有測控裝置，中央控制裝置與數(shù)據(jù)管理主機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)具有遠程通信接口，可以上網(wǎng)與各級管理部門的信息系統(tǒng)之間實現(xiàn)遠程通訊
● 數(shù)據(jù)管理功能
中央控制裝置集中儲存系統(tǒng)內(nèi)的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別按系統(tǒng)測點排列及時間序排列，可以對數(shù)據(jù)進行初步處理，供運行人員瀏覽、檢查、繪圖、打印
中央控制裝置和信息管理系統(tǒng)聯(lián)機運行時，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入信息管理系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫以供入庫存檔和進一步分析處理。
● 系統(tǒng)自檢功能
系統(tǒng)具有自檢能力，當系統(tǒng)中硬件設備或通訊線路發(fā)生故障時在中央控制裝置或信息管理主機顯示器上顯示故障信息，以便及時維修
軟件系統(tǒng)
● DG型遠程通訊控制軟件
可通過各種媒介實現(xiàn)DG 型系統(tǒng)的遠程控制，實現(xiàn)DG型數(shù)據(jù)采集軟件的全部功能。
特點：可用微波、電話線、光纖、網(wǎng)絡等多種通訊介質；多線程通訊設計；多CCU并發(fā)控制功能。
● MDAP監(jiān)測資料分析處理系統(tǒng)
對大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)進行離線分析處理、為大壩安全評判和運行管理提供監(jiān)控模型、監(jiān)控數(shù)據(jù)圖表。
特點：采用ODBC及SQL等多項技術，使其層次清晰、可視化程度高、人機交互方便、開放性更好；具有當前水工資料分析的各種方法，新穎實用。
● DSIM大壩安全信息管理系統(tǒng)
對大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)、工程文檔、巡查信息、監(jiān)測數(shù)據(jù) 庫等進行綜合管理。
特點：可視化系統(tǒng)設置，可任意設置和擴充系統(tǒng)；強大的資源瀏覽器，數(shù)據(jù)輸出更方便；報表、圖形制作工具；軟件自動升級功能。
● DG型數(shù)據(jù)采集軟件
對DG型分布式監(jiān)測系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，具有控制、測量、通訊和數(shù)據(jù)管理等功能。
特點：運行于Windows 98/NT 環(huán)境下，采用向導提示操作方式，易于掌握；界面友善，圖形直觀，易于操作；具有自檢、兩級故障顯示、數(shù)據(jù)分析判斷、超差數(shù)據(jù)報警功能。
系統(tǒng)特點
● 先進性：系統(tǒng)的自動化功能、技術性能和總體技術水平都與國際先進水平相當
● 可靠性：由于系統(tǒng)具有總體結構上的優(yōu)越性，并且在設計上采取了大量有效措施，從而保證了系統(tǒng)的高可靠性
● 準確性：系統(tǒng)監(jiān)測項目的監(jiān)測準確度高于或滿足大壩安全監(jiān)測規(guī)范的要求
● 適用性：系統(tǒng)設計完全根據(jù)國內(nèi)水利和電力行業(yè)的實際需要和條件考慮，其數(shù)據(jù)采集功能和采集方式滿足了大壩正常情況和非正常情況下安全監(jiān)測的需要
● 環(huán)境適應性：系統(tǒng)很好地解決了防雷、防電磁波干擾、防潮等問題，具有良好的環(huán)境適應性
● 兼容性和通用性：系統(tǒng)是一種開放式系統(tǒng)，其兼容性和通用性大大優(yōu)于國外系統(tǒng)�？山尤雵鴥�(nèi)土石壩和混凝土壩上常用的十種類型幾十個品種的監(jiān)測儀器
● 可擴性：系統(tǒng)采用RS-422/485數(shù)據(jù)總線，通訊光纜或其他通訊方式將MCU-30系列或MCU-M系列通用測控裝置連成網(wǎng)絡，便于擴展和分期實施
● 易維修性：系統(tǒng)具有自檢自校功能，同時顯示故障信息，便于修復
● 經(jīng)濟性：系統(tǒng)在使用壽命期內(nèi)的維修費用低廉且由我所終身保修，系統(tǒng)網(wǎng)絡和測控裝置可優(yōu)化組合，因而其經(jīng)濟性最佳
主要技術指標
● 可接入的監(jiān)測儀器類型
本系統(tǒng)可直接接入下列10類監(jiān)測儀器：
◇ 步進電機式儀器
◇ 差動電阻式儀器
◇ 國內(nèi)外生產(chǎn)的鋼弦式儀器
◇ 差動電磁式儀器
◇ 差動電容式儀器
◇ 差動變壓器式儀器
◇ 可變電阻式儀器
◇ 浮子式水位計
◇ 翻斗式雨量計
◇ 其他輸出工業(yè)標準信號的監(jiān)測儀器
● 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通訊速度：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：＜5000V
● 系統(tǒng)接地電阻
在安裝測控裝置、中央控制表裝置的位置附近有接地電阻小于4Ω的地線。
● 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：要求每周測量一次，年數(shù)據(jù)采集缺失率應小
于或等于1%，或數(shù)據(jù)采集率大于或等于99%
◇ 按系統(tǒng)平均無故障工作時間考核：要求在試運行一年內(nèi)按自動控制方式（自報方式） 運行，中央控制裝置和測控裝置的平均無故障時間應大于或等于6300小時.
● 常用大壩安全監(jiān)測儀器設備及主要技術指標
采集周期根據(jù)工程要求可在CCU型中央控制裝置中設定或修改。
采集速度：
◇ 不論系統(tǒng)規(guī)模大小，巡測一遍時間不大于10分鐘
◇ 選測一測點時間不超過10秒，步進式和電磁式儀器不超過1分鐘
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