「嵌入式技术在水库信息智能化系统中的应用」47140.pdf

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1、嵌入式技术在水库信息智能化系统中的应用(1)系统概述 水利行业是一个历史十分悠久的行业,也是信息十分密集的行业。水利部门要向国家和相关行业提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水量水质信息、水环境信息和水工程信息等。水库作为水利系统最基层的工程，其智能化建设是水利信息化的基础。我国有许多水库是运行二十多年了的老水库，电站设备和管理都相对陈旧，随着计算机与信息技术的快速发展,采用新技术、新设备对整个水库的设备与管理进行现代化改造，进行水库智能化建设，可以进一步挖掘水库的潜力，加强水库运行的可靠性，水库智能化系统的建立,将大大提高雨情、水情、工情、旱情和灾情信息采集的准确性及传输的时效性，作出及时、

2、准确的预测和预报，制定防洪抗旱调度方案，为上级部门的决策提供科学依据。系统构成、概述 水库信息化系统主要由水电站自动化监控系统、大坝安全自动化监测系统、水情遥测系统、办公自动化系统、水库优化调度系统、闸门监控系统、图像监控系统、Wb 综合信息发布系统等组成,通过计算机网络系统把各子系统整合起来，实现系统间数据共享、协同工作来提供一个信息访问平台。实现基于局域网的系统资源共享(如打印机、硬盘资源,文档共享等)。采用数据库管理技术集中处理信息结合 We技术应用,开发基于 BS 方式的eb综合信息发布系统,能够方便直观地让用户得到各系统的信息。通过建设光纤通道、无线接入、DDN 专线等方式接入互联网

3、，能够及时了解气象信息、卫星云图等专业信息,以 We方式为上级主管部门提供信息查询平台，同时也可实现移动办公。2.各子系统介绍 2.1 水电站自动化监控系统 水电站以计算机监控为主，简易常规控制为辅的原则进行总体设计，充分注意计算机监控系统与各常规控制设备的协调配合,整个监控系统与发电厂发电设备同步投入，建成后可以达到无人值班、少人值守的要求。简易常规控制可在主控级与现场控制单元通讯中断(或主控站故障)时作操作备用，它通过电缆直接作用于现地控制单元，现地单元具备运行人员进行常规控制的值班条件。监控系统高度可靠，采用分层分布开放系统，既便于功能和硬件的扩充，又能充分保护用户的投资。软件模块化,结

4、构化的设计，使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。实时性好，抗干扰能力强。人机接口功能强,操作方便。22 大坝安全自动化监测系统 本系统为分布式网络结构。主要由前置机(采用工控机)、中央控制器（CU)和现场测量控制单元（MU）、传感器及通讯网络组成。MCU 放置在观测房内,与传感器联接，工控机,作为网络中心节点，由 RS85 总线与各个 MC联接，完成子系统运行控制以及与上一级网络系统的联接工作。系统中测量控制单元可以按预先设置的定时时间,自动对传感器执行定时数据采集,将采集的数据发送给工控机同时保存在 MCU 的存储器中；也可以执行工控机发来的随机采集命令,对任何传感器进行数据采集。系统操作

5、员在调度中心工作站可任意查看当前或历史数据，利用图形、报表或分析软件等工具对大坝的性态作出进一步分析处理。系统功能介绍 数据采集功能（1）随机数据采集（应答)方式.自动巡回采集所有传感器数据 b按传感器类型，选择采集某类型传感器数据 按 MC节点（从站)号,选择采集某个 MC传感器数据 d.按传感器编号、单独选择采集某个传感器数据(单个补测)()自动数据采集(自报）方式 由各台MU按预先设置的方式,自动巡回检测各个传感器数据,并送至前置机(工控机)。主要有以下功能：a.前置机(工控机)校对 MC时钟 b.前置机(工控机)设置数据采集周期和采集点;MCU 自报采样数据；.前置机（工控机)查核自报

6、数据,0 天以内若有未收到的数据,可以向重新取数;e.清 MU 数据区。2 实时显示数据采集功能 显示监测系统的总貌、监测布置和传感器分布图 鼠标电击分布图中传感器位置，执行数据采集,并可以查看测点的各种信息,包括测点编号、仪器类型、埋设位置、参数等;能通过图形界面和表格方式,实时显示各监测值的量、过程曲线、分布图及各种相关图;提供报警状态显示窗口和分级报警功能;3 数据分析处理功能 对大坝的各类监测数据进行误差处理、整编计算；调用历史数据，进行最大值和最小值比较，即时对越限值报警提示;对不能实行自动电测的数据，如坝体外部变形的表面测点数据，可以人工输入数据库；可以人工输入修改、删除数据库数据

7、(受操作员权限限制)；自动采集的数据可以选择存盘或不存盘；具备数据查询功能,用户能根据查询条件,查询各种历史数据。如：某库水位值时，某个渗压计的历史数据;4 报表和图形功能 具备报表打印功能，可以按选定的日期，时段、传感器测头,自动打印日报表,月报表或年报表;图形功能,可以按日期、时段、传感器测头,自动生成各种压力、渗压过程线；5 数据库管理功能 能提供原始测值数据库、应用数据库等各种类型的数据库;能够对各种数据库之间的数据进行自动处理、转换和添加等管理工作;大坝安全自动化监测系统结构框图 2.3 水情测报系统:系统配置有前置机（工控机)、遥测中心终端、收发电台、通讯电源、全向天线和同轴避雷器

8、等。中心站接收各个遥测站发送来的实时采集的各种水情参数。中心站前置机将接收到的数据先进行识别判错、分类整理，形成数据文件存入前置机内存。形成的数据文件可经过局域网存入服务器数据库。通讯方式可采用通讯电缆、电台、卫星、无线短信等方式进行通讯,保证了通道通畅。系统功能介绍 1.随机自报功能。当监测累计参量达到一个最小检测值时，如雨量达到 1mm，RTU 自动上电工作，将累计量加 1 并保存,然后全量发送一次实测累计参数。当监测库水位瞬时值变化(增大或减小)一个最小检测值时,且与上次发送数据时间间隔大于设定值时,TU 将实测瞬时值发送到中心站。.定时平安自报功能。当新监测的参数不发生变化时,每天按设定的时间间隔，定时向中心站发送实时参数和测站工作状态。.测站发送完数据,RTU 具有软件掉电功能和硬件延时电路自动切断受控电源，采用双重保险措施，以保护发射机和节省电源。