大壩安全監測系統
立方科技
—
水利信息化 - 數字水利
一、 主要性能
（一） 總體性能
采用分布式自動化監測系統加遠程通信管理方案。監測中心站設在中控室內，數據采集裝置(MCU)安裝在各個監測站。MCU之間(或監測站之間) 通過通信電纜連接，MCU與監測中心站之間通過通信電纜連接，以RS-485方式聯接組成分布式網絡。
（二） 常規性能
本工程安全監測自動化系統，具有下列特點
1) 為保證系統建設的成功，所選用的自動化系統設備具有著作權證。所選產品在國內多個工程中成功應用。
2) 功能與技術指標滿足規范要求：功能與技術指標滿足SL60-94《土石壩安全監測技術規范》、SL268-2001《大壩安全自動監測系統設備基本技術條件》的技術及精度要求，滿足已頒布執行的《大壩安全監測自動化技術規范》。
3) 測控單元達到工業級防護等級：采集模塊安裝專用機箱內，安裝方式可靠、支撐牢固。有良好的環境適應能力。它設有防潮、防塵、防霉、防腐蝕、加熱等措施，能長期適應潮濕、惡劣的工作環境。內部結構應簡單、合理，不用日常維護。
4) 有專門的冗余設計，系統具有高可靠性：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：適應電壓范圍廣。測控單元中設有專門的免維護蓄電池作后備電源，在市電停電時可連續工作一周以上。
6) 監測系統具有自診斷、掉電保護、軟件監測及復位等功能：能夠自動查出系統上可能存在的故障并發出信息和預警的功能，以便維修和管理。
7) 標準接口通訊方式：采用RS485標準接口通訊方式，同時支持CANbus、Lonworks通訊協議；數據傳輸速率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、 技術參數
自動化系統采用分布式采集結構模式，這種模式是一種分散采集、集中管理的結構，該系統將數據采集單元分布在傳感器附近，與各傳感器通過RS485或RS232通信，而數據采集單元分別與監控中心站通過光纖通信。該系統的優點是：數據采集單元就近傳感器，縮短了傳感器信息的傳輸距離，由數據采集單元傳輸出去的都是數字量，通過光纖通信方式實現向中心站傳輸數據，即使一個子數據采集單元發生故障也不會影響整個系統運行。并提供以下幾方面功能：
（1） 監測功能
①數據采集單元定時測量方式（即無人值班方式）。根據監控主機所設定的測量時間，數據采集單元能自動定時地進行選測和巡測。
②人工干預測量方式。必要時，大壩安全管理人員可通過監控主機任意進行測量。該測量方式的優先權高于其它任何方式，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測部位實施任意頻次的測量；
③遠程控制測量方式。當大壩安全管理人員遠離工地現場辦公但又必須隨時了解大壩的安全狀態和系統的運行情況，或上級管理部門希望經常了解大壩的安全狀況時，系統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數據采集和通信；
④人工測量方式。作為一種后備方式，當測控裝置（數據采集單元）發生故障不能測量時，在恢復自動測量之前采用便攜式測量儀表通過數據采集單元預留的專用接口實施人工數據采集。
（2）顯示功能
顯示建筑物及監測系統的總貌、各監測子系統概貌、監測布置圖、過程曲線、分布圖、相關圖及報警狀態顯示窗口等；
（3）操作功能
在監控中心站的監控主機上可實現多種操作功能：監視操作、輸入／輸出、顯示打印、報告現在測值狀態、調用歷史數據、評估運行狀態等；
①根據程序執行狀況或系統工作狀況發出相應的音響；
②進行整個系統的運行管理：包括系統調度、過程信息文件的形成、進庫、通訊等；
③利用鍵盤調度各級顯示畫面及修改相應的參數等；
④修改系統配置、進行系統測試、系統維護等；
（4）數據存儲功能
各數據采集單元具有存儲器和掉電保護模塊，能暫存采集來的數據，并在突然斷電的情況下不丟失數據。
（5）數據通訊功能
①現場級通信：現場級通訊為數據采集單元（現場測站）與監控主機（中心站）之間的雙向數據通訊；
②管理級通信：管理級通訊為監控主機監控主機（中心站）與管理主機及上級主管部門微機之間的雙向數據通訊；
（6）綜合信息管理功能
在線監測、離線分析、安全管理、系統管理、數據庫管理、網絡系統管理、遠程監測及遠程輔助服務系統。圖象管理、報表制作、圖形制作、幫助系統等日常大壩安全管理的全部內容；
（7）系統自檢功能
系統具有自檢功能，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）遠程控制及數據通信功能
具有在中心站監控主機上實現對布置在監測現場的測控單元（數據采集單元）進行遠程控制的功能。也可實現監控主機與管理主機及上級主管部門微機之間的數據及信息的通信，且能按需求傳輸。
（9）安全管理功能
系統界面友好、操作方便的安全監測管理分析系統軟件。軟件包括在線監測、離線分析、安全管理、系統管理、數據庫管理、網絡系統管理、遠程監測及遠程輔助服務系統等部分。
（10）防雷、抗干擾能力強
系統具有防雷、抗干擾措施，保證系統在雷擊和電源波動等情況下能正常工作。系統接地電阻為4～10Ω，防雷電感應不低于500-1500W；
（11）備有人工補、校測手段
自動化監測系統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測數據，并送入監測系統，可防止資料中斷；
（12）測量精度
自動化監測系統的測量精度滿足《混凝土壩安全監測技術規范》《大壩安全自動監測系統設備基本技術條件》、《大壩安全監測自動化技術規范》中的各項要求。
三、 工程案例
板峽水庫大壩安全監測系統
川江大壩安全監測系統
四、 應用領域
適用于所有大壩
即時了解和掌握建筑物的工作狀態，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據支撐.
