时间：2023-06-06 09:33:09
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇自动化监测，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：矿井；供电；自动化；远程监控系统；控制系统
煤矿工人到矿井下进行采煤、运输等活动，都需要利用电能。当前，很多矿井的电能设施比较陈旧落后，跟不上现代化发展的步伐。煤矿工人在矿井下工作时经常会出现用电故障，给煤矿工人的工作带来很大的不便。为了解决矿井下的用电故障问题，在矿井下建设供电远程监测与控制系统十分有必要。
一、矿井自动化供电远程监测与控制系统的构成
当前，矿井用电故障出现比较频繁，严重影响了矿井工人的工作进度甚至会造成工人伤亡事故。为了保障矿井工人在矿井下工作的安全，有必要在矿井下建设自动化供电远程监测与控制系统。
矿井自动化供电远程监测与控制系统主要包括地面控制中心、井下N个分供电站、综保运动装置。具体的构成包括地面控制主机、采用智能化的接口设备、具有标准的 485 通讯接口、监控分站、本安电源、数字综保（高压、低压）等组成，可实现快速故障诊断，保证控制的实时性、确定性和可靠性。
二、矿井自动化供电远程监测与控制系统的特点
矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种十分先进的智能监控系统，将该系统用于矿井工作，可以有效减少井下用电故障，实现矿井工作的稳定和高效。接下来，文章将对矿井自动化供电远程监测与控制系统的特点进行具体论述。
（一）系统易于操作。矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种比较完善的系统。该系统在设计过程中，充分考虑到了煤矿工人的实际操作能力。为了方便煤矿工人的操作，设计人员尽量在设计中将很多复杂的结构进行简化。因此，该系统对于煤矿工人来说，是一种相对比较容易操作的系统。该系统还支持网页浏览，方便矿井工人进行学习和操作。矿井自动化供电远程监测与控制系统会随着供电网络的变化而变化，此时，使用该系统的人可以设计相对应的配电图。
（二）系统的传输速率较高。矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种智能化的监控系统。该系统在运行过程中，传输信息的速率比较高。较高的传速速率可以使得煤矿工作者及时收到关于供电系统的相关监测信息。如果收到关于用电故障的信息，煤矿工作者可以及时作出反应，采取措施，保障了矿井工作的用电安全。
（三）系统的信息量较大。矿井自动化供电远程监测与控制系统主要采用以太网和RS485两种通讯接口。利用这两种通讯接口不仅十分方便，而且传输的信息量也比较大。正因为如此，煤矿工人才能够收到有关供电安全的更全面的信息，从而更好地保障井下的用电安全。
（四）系统的实时性很强。该系统在地面时，可以动态显示矿井下多个分供电站开关此时此刻的运行状态。矿井自动化供电远程监测与控制系统通过实时监测，可以及时而准确地将监测信息反馈给煤矿负责人，保障矿井下的供电和用电安全。
三、矿井自动化供电远程监测与控制系统的功能
矿井自动化供电远程监测与控制系统功能多样，不仅具有遥信、遥控等功能，还具有报表和自动监测等功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统通过发挥这些功能，可以有效保障矿井的供电和用电安全。
（一）遥测功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统可以及时地实施矿井现场的信号收集。通过该系统，可以遥测采集电能、电量、电压、峰谷值等等。通过了解这些信息，可以反应此时供电的具体情况，从而判断是否出现供电故障，维护供电安全。
（二）遥信功能。该系统传递的很多运行信息，可以帮助煤矿工作者掌握设备的运行状况。为了及时反映供电系统发生故障的具置等等，矿井自动化供电远程监测与控制系统设立了专门的报警设备。该报警设备属于声与光报警系统，并且设置了具体的报警和定位装置。定位装置可以对监测区域实现精确的定位，如果矿井下出现了供电短路、断路等情况，系统可以及时找到发生故障的具置，从而可以帮助煤矿工作者及时处理故障，提高矿井工作的安全性。
（三）遥控功能。通过识别不同的软件，矿井自动化供电远程监测与控制系统可以自动做出分闸和合闸的指令。通过这样的指令，可以遥控开关的分或合的操作。如果矿井在供电过程中出现了意外情况，那么，远程监控系统的监控开关的保护器会自动实现复位，使得煤矿工人可以及时修改开关的整定值，并及时进行相关维修。
（四）遥调功能。由地面远程设定高压开关的整定权属于地面调度中心（井上优先）或属于井下现场（井下优先），当设定为井上优先时，由地面控制中心控制综保的整定值。
（五）综合保护功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统除了具有以上遥控、遥测等功能，还具有综合保护功能。该系统的综合保护功能主要是指在电路短路时，系统可以及时提供相应保护，除此之外，系统还可以提供过载反时限保护、电缆开路保护、高电压保护以及低电压保护等等。
（六）报表功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统作为一种智能化的系统，还可以做一些比较琐碎的任务。系统可以及时打印参数报表、记录相关数据，以方便系统以后的各项具体工作。除了记录和打印功能，矿井自动化供电远程监测与控制系统还能够对相关记录和数据进行分析，并作出相应的判断和统计。
（七）自动检测功能。矿井自动化供电远程监测与控制系统还具有一种比较方便监控的软件，即：检测软件。检测软件具有自动监测设备状态的功能。通过该软件，系统可以及时发现故障，并定位故障发生的位置，从而可以帮助矿井工人及时对供电等故障作出反应，保障矿井工作安全运行。
四、结束语
矿井自动化供电远程监测与控制系统是一种以计算机数字通讯技术为基础的智能化的操作系统。该系统在矿井供电工程上的应用可以帮助煤矿工人及时排除供电故障，极大地提高了煤矿工人在矿井下工作的安全性。
参考文献：
关键词：水库自动化监测调度系统；沟水坡自动化监测系统；水库运行；防洪减灾 文献标识码：A
中图分类号：TV698 文章编号：1009-2374（2017）10-0172-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.086
近年来在防洪减灾和发电等方面水库所起到的作用越来越大，怎样才能更加合理科学地管理水库，尽可能发挥水库在发电与防洪方面的作用，是水库监测调度管理中的一项重要工作内容。水库一般建设在山区，受特殊的地质环境、极端灾害性天气以及人类活动的影响，泥石流、山洪及山体滑坡等自然灾害频繁发生，给当地基础设施、农作物以及生态环境造成了十分严重的破坏，因此只有加快山洪灾害的防治工作，提高山洪灾害预警监测预警能力，才能保障人民群众生命财产的安全，才有利于山区经济的稳步发展。水库自动化监测调度系统可以及时监测到雨水情况，并准确地做出预报，快速提出调度的方案，进而保证了人们的生命财产安全。
1 水库自动化调度系统
1.1 水库自动化调度系统的功能
1.1.1 水库自动化调度调系统中的两种数据。水库自动化调度调系统中包含着两种数据：一种是历史数据。历史数据是水库长期工作中积累下来的，我们可以对历史数据进行统计分析，进而对水库未来运行工作的情况做出合理化预测；另一种是对水库实时监测的数据信息。主要是监测雨水的信息、发电机组工作运行的情况、闸门工作运行的情况等。历史数据与实时数据怎样才能够快速地搜索出来，对自动化系统的数据库提出了要求。
1.1.2 网络数据信息服务的子系统。网络数据信息服务的子系统是非常关键的一个环节，这个环节设置了公用数据信息的接口，提供数据信息的访问途径，对数据信息进行访问管理，并且对访问进行监视。
1.1.3 支持多种类型数据信息。数据信息采集处理的子系统可以支持多种类型数据信息，水库调度时发送与接受水情信息。在水库的水位或者降水量超过一定标准的时候，就会触发自动的报警装置。这个系统还可以按照一定的期限对收集的数据信息进行统计，分析那个时段的水情数据信息。
1.1.4 水库图形的编辑功能。该系统可以提供水库调度所需的水库图形编辑的功能，需要编辑的水库图主要有水库的调度图、水库流域的水情图等，系统可以将这些水库图输入到水库调度Web服务器中。
1.2 控件
水库自动化调度系统的控件主要有数据接口的控件、属性接口的控件、分析处理的控件、图形显示的控件这四种控件。数据接口主要功能是获取信息数据库统一的接口。属性接口主要功能是制定控件的界面形式，比如：控件在运行工作的过程中，改变字号与颜色等。分析处理主要功能是按照设置好属性使用各种方法对数据信息进行处理分析。图形显示主要功能是把分析处理后的数据信息用图形表现出来，例如：水位变化趋势用波浪线来表现。
1.3 水库自动化调度系统的应用
水库自动化调度系统主要功能是：监视水库的降水量、水位、库容、发电的流量、入库的流量以及出库的流量等。对以上这些数据信息进行实时监测，尤其是对流域内降水量、入库的与出库流量进行实时监测，可以了解整个水库实时的运行状态，与流域内降水的情况，以便掌握整个水库实时工作运行的情况。对水库流域内的降水情况进行监视，可以获取遥测站雨量、水位站雨量以及水位的实时数据。对这些数据信息进行分析并且在流域图上面显示出来，可以得到雨水的数据以及某一时段雨水的数据。
2 沟水坡自动化监测系统
沟水坡自动化监测系统由水库水位监测GSM预警系统、水库出入水流量监测系统、水库雨量监测系统及视频监控系统、中心控制系统及组态软件五部分组成。
2.1 水位监测和GSM预警系统
2.1.1 计算机监测。通过静压液位变送器采集水库水位高度，输出模拟量信号，利用AD模块将模拟量信号转换成数字量信号传送至工业无线数传电台里面。无线数传电台再通过RS485信号把水位数字信号传送到控制中心数传电台里内，最后进入控制中心服务器里面，形成数字、图形或报表。
2.1.2 GSM预警。通过PLC设定水位上限高度，经液位计变送器利用模块信号把水位值传送到PLC内。水位超过上限值时，PLC通过数字量信号触动GSM预警模块，以短信方式给值班人员报警。
2.2 水库流量出入水流量监测系统
2.2.1 入水流量。由于管道是水泥管道且入水流量不固定，拟采用明渠式超声波流量计，又由于管道为半球形，现有流量无法计算弧形渠流量，所以我们用分离式流量计通过超声波分别计算管道水位和库内水流速，再把水位及流速转换成数字量信号通过无线数传电台发送到中心控制室服务器上，通过计算机计算横截面积及流量速度得出入水流量。
2.2.2 出水流量。出水管道是DN900钢制管道，水流满管，所以我们采用外夹式超声波流量计，不用破坏管道结构，而且能准确通过内部计算出管道流量，再通过无线数传电台把流量值直接传送到计算机里内便可。
2.3 水库雨量监测系统
采用双翻斗式雨量采集仪，再通过数采模块把雨量仪翻转脉冲信号累加成数字信号。雨量采集仪可以置于中控中心楼顶，距离较近，可采用RS485线缆，把采集到的信号传送到中控计算机里面，最终形成图像、文字或报表。
2.4 视频监控系统
【关键词】 安全 自动化监测 抗干扰
1 系统通信方式
在大坝安全监测系统中，选择合适的传输介质是从硬件系统的角度提高通信可靠性的关键。在大坝安全监测中由于监测系统的测点分布范围广，数据传输距离长，所以需要选择适合长线通信的传输总线。而光纤具有网络连接方便，抗干扰性能好，传输距离远等特点。光纤一般是由石英玻璃做成的细丝，其直径一般为2μm-125μm其组成一般包括三个部分：纤芯、包层和外套。光纤对信息的传输主要是光信号在光纤内部的全反射作用来传输的。则当如果光信号满足一定的入射角，在进入光纤以后在芯线上的信号在包层界面上不断地发生全发射，这主要是由于光纤的折射系数高于外层的折射系数，从而信号可以不断向前传输。
水库大坝光纤的传输主要有多模和单模两种传输模式。多模传输是指在满足全反射角度的多条光信号在光纤中传播。因为存在多条传播路径所以传播路径在长度会有所不等，所以信号传过光纤的时间都不会不同，这样很容易造成信号码元间的串扰，所以要通过降低传输的数据率来防止信号码元串扰。单模传输是指在光纤里传播一个角度的光波。单模传输的光纤有比较宽的频带，它的传输特性相对多模要好很多，所以它适合大容量、长距离的传输系统。在有线通信方式中，光纤是最适合大坝安全监测系统的一种通信方式，因为它具有很好的抗干扰性，它在监测系统中工作时几乎可以不受外界的电磁干扰与噪声影响，并且他还有一个很明显的优势就是它能在长距离、高速率的传输过程中保持很低的误码率，对比一下它和其他通信方式在误码率上的比较数值：双绞线的误码率一般在10-5-10-6之间；基带同轴电缆的误码率一般为10-7；宽带同轴电缆的误码率一般为10-9；光纤的误码率一般低于10-10。通过以上的数据比较我们就可以很明显的发现水库大坝使用光纤的优势。此外，光纤在传输的安全性与保密性方面也具有很明显的优势。
2 大坝安全监测仪器及技术方法
2.1 垂线坐标仪（引张线仪）
仪器工作时，垂线中输入稳幅和稳频率的交流电，它产生交变的磁场会在两个传感器线圈中都产生感应电动势，其大小与垂线的位移变化有关系，其输出的电动势是交流电压信号，其信号处理电路与差动变压器式传感器的处理电路很类似，处理时要先经过解调，然后要经过低通滤波，将滤波后的信号转换成直流电压信号，将电压信号放大，对应的就是与垂线位移成线性关系的电信号。这样就很清楚的知道了只要测出了电压的大小将其转换为垂线的位移，这样只要测出了它的大小我们就可以利用它来测量大坝安全监测中的水平位移。
2.2 静力水准仪
在大坝的垂直位移监测中，实际工程中最常用到的是静力水准仪。大坝位移监测的测量需要很精确，这就要求选用精度高而且稳定性好的监测仪器，因此如若选用一般的监测仪器来测量效果可能并不理想，甚至可能达不到预期的效果，以至会影响到对大坝安全的评判，错误的判断可能会导致严重的后果。传统的光学水准仪测量，它的精度就不够理想而且它的劳动强度相比较会大出许多，所以在垂直位移监测中我们主要应用的是静力水准仪。它利用差动变压器式位移传感器进行垂直位移的测量。这种仪器结构简单，使用灵活，而且寿命长，线性度好，且有高分辨率高灵敏度等特点，它在大坝监测工程中得到普遍的应用。
2.3 振弦式传感器
振弦式传感器是通过电磁铁激励钢弦振动在电磁铁线圈中感应出感应电动势，并通过测量该感应电动势所含带的钢弦振动频率而得知钢丝应变，它就是利用钢弦振动频率随钢丝应力变化的原理研制的。它能够取代电阻仪等许多传统的仪器主要是因为它的精度和长期可靠性及稳定性比其它的仪器更具有优势，而且它可以在恶劣的环境中工作。它的优势主要体现在它结构简单、反应快速、坚固耐用、抗干扰能力强、输出为频率信号方便与微机接口。另外由于它输出的是频率信号，所以它可以进行长距离传输，这样以来对电缆的要求也大大下降了，正因为如此它被广泛应用于矿山、水电等工程的内部应力观测，水库的自动化监测使用这种传感器效果显著。
3 数据采集系统抗干扰技术
一个数据采集系统的成功与否，在很大程度上取决于该系统的设计是否充分考虑了干扰对系统的影响并是否采取了有效地抗干扰措施。水库大坝的监测系统能否有效的抗干扰对监测系统的工作效果影响重大，下面针对性的讨论了系统抗干扰技术的具体措施。
3.1 屏蔽
屏蔽的目的是使被保护对象免于外界的干扰。这就要求它即不受外界电磁波的影响，也不会受到外界噪声的影响，甚至对附近的其他监测仪器也不要造成影响。关于屏蔽采取的措施一般是利用各种金属屏蔽体制成容器，利用这些容器来阻挡或者是衰减那些施加在仪器上的电磁干扰和由雷电导致的过电压。
3.2 接地
用“接地”来抗干扰的措施其原理主要是将某点跟一个等电位点或面之间用低电阻的导体连接起来构成一个基准电位。按照接地功能划分，接地系统主要由信号地、安全地、屏蔽地和硬件地这四种子接地系统组成。信号地可以概括为单点接地系统，多点地网或地平面接地系统，复合接地系统及浮地三种形式，它主要指是信号或功率传输电流流通的参考电位基准线或基准面。信号地方式的选择可以根据大坝监测系统中实际选用硬件设备和它的布置情况来确定。
参考文献：
[1]王仕才，于喜兵，宋学飞，潘友宏.水库大坝渗流安全自动化监测系统应用研究[J].现代农业，2007，10：56-58.
水文监测技术正在朝着自动化的方向发展。应用自动化技术进行处理监测获得水文信息，实现水文数据自动存储和传输。自动化水文监测技术以及相关设备开始广泛应用于水文监测领域。大至江、河、湖泊，小到水库、水渠，对于水位、雨量流量、泥沙、墒情以及水质等多方面内容进行有效监测，有效利用网络信息技术，建立水文监测网络信息平台，实现在线的实时监测，水文自动化监测的实效性有了显著的提升。电测沙仪以及超声波测沙仪等多种自动化设备在水文监测中得到有效的应用，水文环境的实际情况能够得到全面的了解，以更加准确的获取水文资料和数据。
2水文监测自动化监测的优点
2.1实时性
自动化技术在水文监测当中的应用，有效提升了监测的实时性。通过自动化设备，有效利用网络信息技术，形成实时的在线监测，能够在最短的时间内了解监测范围内的水文情况。水文监测自动化技术有着强大的数据处理功能，能够同步处理多个监测点的水文数据，水文监测的工作效率有着很大的提升，更加高效的进行数据采集和传输。水文监测自动化技术的应用，有效的拓展了水文监测的范围，利用GPRS网络，扩大了水文监测的范围，对偏远山区、乡镇都能有效的进行水文信息的采集，并通过GPRS无线传输将水文信息进行反馈，以有效实现水文监测的远程控制。
2.2拓展性
自动化技术以及网络技术的应用，有效的拓展了水文监测的功能，GPRS网络的应用，扩大了水文监测点的分布范围，水文监测需要面向更大的范围展开，并能够实时获得精确的水文信息，对于水文监测的能力有了更高的要求，自动化技术的应用，实现了这一目标。
2.3信息传输速率高
使水文中心站与每一个水文信息采集点的信息和数据传输保持高效和准确，充分发挥自动化技术的重要作用。面向众多的信息采集点，仍然能够保持高效的信息传输速率。利用GPRS技术，有效提升数据传输的速率和准确性，即使进行大量数据信息传输时，传输的速率和准确性也能够充分得以保证，水文监测自动化发展，对于提升水文监测信息传输速率有着积极的作用。
3自动化技术的实际应用
3.1建立完善的水文监测系统结构
水文信息采集点、水文中心站以及GSM/GPRS移动数据传输网络组成了完整的水文监测系统结构。首先，利用GPRS透明无线数据传输终端，接入水文监测专用网络，连接信息采集点。这种水文信息采集点连接方式对于时间、空间以及数量没有限制，能够满足不同环境条件下水文监测的需求，具有很强的普适性。其次，水文中心站是核心环节，通过LAN、ADSL等公网连接网络服务器，在GPRS数据传输终端的作用下，固定IP能够自动对网络服务器进行访问。在水文中心站当中，服务器和监控中心发挥着非常重要的作用。监控中心能够有效维护数据的传输，使信息通讯顺利的进行下去。在水文信息采集点数量增加的情况下，水文中心站能够保持高效的信息传输速率，满足水文监测的需求。最后，通过GSM/GPRS移动数据传输网络，加强现场监控，并将采集的信息通过解码处理，使其能够在LAN、ADSL等公网当中进行数据传输“，目的地”是监控中心IP地址。通过自动化技术的有效应用，将水文信息采集点、水文中心站以及GSM/GPRS移动数据传输网络有机的连接在一起，形成完善的水文监测系统结构。
3.2综合性水文监测
水文监测自动化发展，有效推动了水文监测的综合性发展，能够对雨量流量、河流的水位、泥沙、墒情以及地下水水质等多个方面进行综合监测，使自动化水文监测更加完善。通过自动化处理监测获得水文信息。精确的获得雨量流量信息，对水源地进行合理配置，优化水质。当进入汛期时，通过自动化雨量流量监测，了解水位信息，并予以实时掌握，设置预警系统，发生险情时及时的发出警报，有效预防洪灾的发生。加强对水文环境的泥沙情况的监测，采用自动化测沙仪器，应用电测沙仪以及超声波测沙仪等设备，快速获取泥沙的测量数据。水文监测自动化发展，能够实现对不同水文条件的综合性监测。通过对水位、雨量流量以及泥沙有效的试验和检测，为环境治理提供了重要的参考依据。
4结束语
关键词：自动化技术；水文监测；应用
随着科学技术发展，自动化技术在社会生活中的应用越来越广泛，自动化技术应用中一个十分重要的方面就是水文监测。在水文监测工作中需要监控众多水位点，并且将这些数据实时传输给数据管理中心[1]。由于水文监测点数量比较多，而且相对比较分散，特别是新疆地区由于自然环境比较恶劣，这也在很大程度上增加了水文监测工作开展过程中的难度。以往采用的电话线进行数据传递不仅会大幅度增加监测成本，同时使用该技术进行传递效果也并不理想。现在，水文监测部门最主要的信息传递工具是GPRS无线网络，通过GPRS无线网络能够及时将相关监测点所监测到的数据或报警信息向后方的水文监测数据管理中心进行传递，这样极大地提高了水文管理部门管理工作的效率及工作开展的准确性[2]。
1水文自动化监测现状
图1为水文监测系统组成。图1水文监测系统组成中国的水文监测工作正朝着自动化方向发展，通过在水文监测工作中适当引进自动化技术，能够更高效地提高数据传输效率。使用自动化技术能够对监测到的数据信息进行实时传递，而且能够自动保存和传输相关数据信息。现在，水文监测工作系统中越来越广泛地应用到自动化监测技术[3]。中国的新疆地区降水比较少，而且由于日照时间较长所以蒸发比较强烈，新疆地区是典型的内陆干旱气候。所以对于新疆地区而言，水文监测工作显得越发重要，新疆地区水文监测系统现状及存在的问题主要包括以下几个方面。1.1水文监测站设施及功能需要进一步完善新疆地区总面积占全国的1/6还多，共160×104km2多，但是水文监测站总数仅138处，平均每处水文监测站负责的面积达到1.2×104km2。全自治区共有河流有570余条，但只有98条河流上设置有水文监测站，自治区内许多小河流并未建设水文监测站，也就导致对这一类小型河流的水文监测资料存在空白。自治区雨量站多数设置在平原绿洲或一些比较大的河流上或其重要的支流上，对于高海拔地区及小型河流的水文监测工作尚未开展，并且多数河流没有设置相关的防洪水位监测的水位站，无法对一些中小型河流实施水文状况进行监测[4]。1.2水文信息分中心建设比较落后水文监测管理系统中，各类水文信息分中心主要是对本地区所属相关区域的水文状况进行监测，其工作内容中主要包括采集相关水文信息工作、发送所采集到的水文信息及建立完善的水文信息数据库，新疆地区水文分中心建设状况比较落后，而且技术手段也比较差。1.3水文监测基础设施建设时标准偏低随着水文监测工作要求提高，自治区相关主管部门对一部分水文监测基础设施进行了一定改造，但是改造时大多数资金投在了对大型河流及相关的重要支流上，小河流各种水文监测站点及设施依然存在着一系列问题，比如设备老化及水文信息收集能力偏低等[5]。
2自动化监测技术的优点
2.1实时性比较强GPRS无线网络能够满足信息实时传输要求，并且信息传输过程中系统无延时情况发生，不需要轮回就能够完成对各个监测点数据的接收及存储，通过这种无线网络能够比较好地满足信息实时传输要求。2.2建设成本比较低相较于以往采用的数据信息传递方式，使用无线网络进行数据传递不需要建设网络，只需要安装相关信号传输设备就可以满足工作需要，采用无线网路进行数据传递成本比较低。2.3能够远程监控监测点设备通过GPRS无线网络系统不仅能够满足信息传递需要，同时能够通过这种信息传递网络对水文监测站相关监测设备进行远程监控，比如时间校正、开关控制及状态报告等，并且能够通过网络对系统进行在线升级[6]。2.4可扩展性较好现在，绝大部分地区已经覆盖GSM/GPRS网络，自治区范围内已经不存在盲区，这也为大范围在线监控提供了条件，比较好地满足水文信息传输采集工作对范围的要求。水文监测点的硬件与其可拓展性具有十分密切的关系，图2为水文监测点硬件构成。图2水文监测点硬件结构框图2.5将监控范围比较大水文监测工作要求构建的水文监测系统必须具有覆盖范围广等特点，同时要求接入地点无限制，并且能够满足乡镇条件下的接入需求。水文监测工作站点数量一般都比较多，而且由于地形条件限制，相关的水文监测信息采集点多数在一些比较偏僻的地区，而且其分布也比较分散，采用自动化技术能够很好地满足以上要求。2.6数据传输速率较高理论上，采用GPRS网络进行数据的传递其速率能够达到171.2Kbit/s，但是水文监测点的数据传输量一般不会超过10Kbps，经过相关研究证明，现阶段GPRS数据的传输速率在40Kbps左右，所以完全能够满足现在水文监测工作的数据传输要求。2.7系统的传输容量较大对于水文监测系统来讲，其监测中心需要与每一个水文监测站点进行实时连接，并且由于水文监测站点数量比较多，同时应该保证网络数据传递能够满足突发状况下的数据传递，采用自动化技术能够满足以上要求。
3自动化技术的实际应用
3.1建立完善的水文监测系统通过GPRS网络构建完善的水文监测系统，首先应该注意的是利用GPRS数据传输中的传输终端接入水文监测的专用网络，并且将水文监测点之间联系起来，这种数据传输方式能够打破信息采集点受到的空间、时间限制，具有比较强的适用性。由于水文中心站点是数据处理的核心环节，通过如LAN连接服务器，并且通过GPRS网络传输终端的作用能够自动访问相关网络服务器。在水文信息采集站数量较大增加的情况下，水文信息数据处理中心能够保持比较高速的传输效率，满足水文监测要求。3.2综合性水文监测随着自动化技术广泛应用，水文监测也向着综合性方向发展。水文监测站不仅能够监测河流的相关信息，同时能够监测地下水水质及雨量等，能够比较好地完善综合性的水文信息，还能够指导相关管理部门对水源地进行合理配置，达到优化水质的目的。
4结语
对于日益严重的水质污染问题，应该采取积极的措施进行防治与解决。对于水资源的保护而言，水文监测发挥着极为重要的作用。随着自动化技术广泛应用，建立完善、高效的水文监测体系也就变得更为切实可行，要构建完善的水文监测体系，为水资源保护工作做出贡献。
作者:买买提江•迪力木拉提 单位:新疆和田水文勘测局
参考文献：
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［3］宁丽娟，吴桂才，宋启明，等.便携式电磁流速仪设计初探［J］.自动化技术与应用，2012(5)：68-71.
［4］杨军，徐海峰.满拉水利枢纽工程安全监测自动化系统改造设计探讨［J］.中国水利，2015(10)：46-48.
关键词：东张水库 大坝自动化监测
东张水库位于福建省福清市龙江中游，坝址在福清市宏路镇真丰村，坝址以上控制流域面积200Km2，总库容2.06亿m3，是一座以农业灌溉、工业及生活供水为主，兼有防洪、发电、旅游、养殖等综合利用的大（二）型水利工程。枢纽工程由拦河坝、溢洪道、输水洞和坝后电站组成。拦河坝为混凝土宽缝重力坝，坝顶长度210m，最大坝高38.5m。
工程建成以来，坚持按有关规定进行观测，积累了大量的观测资料，但经过了四十年的运行，亦出现了一些问题，即：监测手段落后、监测仪器设备陈旧老化、监测误差较大以及无监测资料整编等，不能准确及时的保障大坝安全运行。从而实现了大坝安全的自动化监测。
一、大坝自动化监测设备
大坝自动化监测系统由中方、加拿大两套设备组成。
1）加方监测系统：传感器共有58个，包括钢弦式渗压计28个，三向测缝计10个，垂线坐标仪7个，上游水位计1个，下游水位计2个，超声波水位计2个，雨量计1个，坝温计3个，水温计3个，气温计1个。首先，系统通过MCU采集各种仪器测量到的数据，并将测量数据储存到硬盘上名为SQLDATA1.DB的数据库文件中。其次，采用DSM_UPDATE软件将GEONET采集的数据从SYBASE数据库格式转化为ACCESS数据库格式，从而使测量数据可以直接被DSM数据管理软件所使用。最后，由DSM软件具体完成过程线绘制、报表生成及打印等功能。
2）中方监测系统：采用南京水利水文自动化研究所生产的DG-2000型分布式大坝监测系统。分布在坝顶各监测部位的16台监测仪器用电缆接入4台MCU-1M型测控装置，测控装置通过通讯电缆连接，电源电缆从中央控制装置引到各测控装置，按总线拓扑结构组成监测网络。
二、大坝自动化监测工作原理
1、加方监测系统布置位置及其仪器工作原理
⑴.监测数据自动采集：可对垂线坐标仪、渗压计、三向测缝计、雨量计、水温计、气温计、上下游水位计、超声波水位计等各种传感器采取自动监测（自报式）和强制监测（应答式）的方式进行巡测、选测和人工测量。
⑵.数据通讯：测控单元与工作站之间具有双向通讯功能。
⑶.数据分析和管理：对监测数据进行显示、存贮和打印，建立工程档案，并实现在线处理和离线处理，及时制成图表，对工程性态进行分析和安全评估。
⑷.坝基扬压力的监测：坝基扬压力监测，主要监测坝基扬压力变化，横向扬压力孔11个，布置在3号、7号、9号和12号坝段。扬压力观测采用振弦式渗压计观测，渗压计的传感元件是一根附在膜上的钢琴弦，它由绕组磁铁激励作用在膜上的压力来改变弦的压力，张力与钢弦共振或自然频率成比例，通过频率信号测量再转换成水压力数据量。
⑸.接缝测量：三向测缝计共有10个，其中7个安装在挡水坝段坝面上，3个安装在溢流坝段宽缝上游侧。测缝计测量坝的上下游，左右岸和沉陷的相对变化。测缝计的工作原理与渗压计相同。
⑹.坝基的水平位移和扰度监测：在8-9号横缝、12号坝段中间各钻一个倒垂孔，倒垂孔底部钻至坝基面以下三分之一坝高不小于10米。其工作原理是利用液箱中液体对浮子的浮力，将锚固在基岩深处的不锈钢拉紧成为一条铅直线可用此垂线测定建筑物的变位。
图1 非偏心定位法 图2 偏心定位法
⑺.渗漏量的观测：渗漏量反映坝身整体性，坝缝止水结构及防渗帷幕的工作状态，对了解大坝的运行状态有重要的意义，结合水库的实际渗流情况布设两个测点，采用量水堰对坝基廊道及坝后集水井进行测量，即在12号坝基基础廊道和3号坝后集水井各设一量水堰，采用超声波水位计测量堰上水头，从而得出渗漏量。
⑻.绕坝渗流的监测：根据地质资料，左岸地质条件较差，故在左岸增设绕坝渗流观测，它也是采用振弦式仪器测量，工作原理与渗压计相同。
⑼.雨量计：设置在2号坝段观测房坝顶设置一个翻斗式雨量计，工作原理是：当下雨时就翻斗转一次，关闭磁性开关给MCU一个脉冲的信号，分辨率为每翻一次0.254mm。那么MCU计下每次脉冲的信号变成雨量。
⑽.坝温计埋设于7号坝段下游坡40m和50m高程上，先在坝坡上钻一个深50cm的孔，将坝温计轻轻放入后，用水泥砂浆封堵；上游水位计（库水位计）雨量计、气温计安装在2号坝段水位观测房内，下游水位计为压力式水位计，安装在溢洪道挑流鼻坎下，外用钢管保护。
2、中方监测系统布置位置及其仪器工作原理
（1）系统的监测功能
1）中央控制方式：由中央控制装置发出命令，测控装置接收命令、完成规定的测量，测量完毕将数据暂存，并将测量数据传送至中央控制装置内存储。
2）自动控制方式：由测控装置自动按设定的时间和方式（可设定）进行数据采集，将所测数据暂存，并能将所测数据自动传送至中央控制装置内存储。
3）特殊条件下自动控制方式：在汛期或其它特殊情况下，电源和通讯完全中断，各测控装置应能依靠自备电源继续进行自动巡测，维持运行时间不小于一周，能将所有测值自动存储，等待提取。
（2）显示、报警功能：能显示大坝及监测系统的全貌、测点布置平面和剖面图，各种监测数据过程线、分布线、多种监测数据的相关线及其它图形，显示报警状态，显示所有监测数据、监测成果、各种报表及分析计算成果，显示有关工程安全的技术资料和巡视检查信息。信管主机接投影仪，实现大屏幕显示。对超差数据自动报警。
（3）存储功能：数据分三级存储，测控装置能暂存所测数据，存储容量不小于128KB，并在断电的情况下不丢失数据；所有监测数据包括人工监测数据和巡视检查信息应能全部存入信息管理系统数据库中，可存档或进一步处理。
（4）数据通讯功能：数据通讯包括现场和管理级的数据通讯。
（5）数据管理功能：中央控制装置具有监测数据的一般管理能力，信息管理主机具有在线监测、大坝性态的离线分析、预测预报、报表制作、图文资料浏览、监测数据管理、测点信息管理、监测成果管理，可供大坝安全评估和运行管理。
（6）系统自检功能：系统具有自检能力，对现场设备进行自动检验，能在计算机上显示系统运行状态和故障信息，以便及时对系统进行维护。
（7）系统供电：系统所有设备应能采用220V交流电源，测控装置应具有备用蓄电池，在系统供电中断的情况下，保证现场测控装置至少能连续工作一周。
（8）防雷、抗干扰功能：系统应具有防雷、抗电磁干扰技术措施，保证了系统不受雷电流和电磁破坏，在电压波动或电源中断情况下也能安全稳定运行。
（9）防震、防尘功能：由于本所所有传感器和测控装置均安装在坝顶，因此所有支座、箱体具备防震、防尘功能。
（10）大坝的引张线系统：系统垂线测点2个，引张线测点14个。引张线的探头从上游往下游走，右岸的探头从上游往下游走，左岸的探头从下游往上游走。
三、大坝自动化监测信息管理软件
大坝安全信息管理系统集中管理和保存大坝安全监测数据和大坝安全信息，提供大坝性态的分析评判成果，用于大坝运行管理。大坝安全信息管理系统配置的专用软件有DSIM大坝安全信息管理软件和MDAP监测数据分析软件。
1、DSIM大坝安全信息管理软件
该软件具有对监测数据及有关大坝安全信息自动获取、存储、加工处理和输入输出功能，并为数据分析软件提供完备的数据接口，生成有关报表和图形，分析评判大坝运行性态，做好运行管理工作，其主要功能如下：
（1）测点管理：大坝安全监测系统中所有测点的属性均为管理对象。使得测量数据、算法（将监测数据转换成监测物理量）、入库控制及报表将自动地跟踪修改，使系统具有高度的灵活性和稳定性。
（2）数据输入：可通过自动输入、人工输入、全自动物理量转换和数据过滤等执行。
（3）数据输出：通过输出向导可以输出测点数据图表，数据模板和报表。
（4）通过输出模板输出数据：通过数据管理的输出向导输出报表，即：月报、年报、系统信息的报表。报表数据还可以转换为WORD或EXCEL数据，为二次处理数据提供了方便，还可自动创建多点数据输出模板并输出。
（5）巡查信息管理：人工巡视检查信息用以弥补仪器监测的不足，每次巡视检查获得的信息可用人工输入，以便资料分析和大坝安全评定时查询和输出历史巡查记录。
（6）大坝安全文档管理：有关大坝安全的文档包括文字资料和工程图按大坝安全检查（鉴定）要求建立，除作为档案保存外也便于进行资料分析和大坝安全评判时调阅。
（7）备份管理：备份管理提供数据和系统信息的备份与还原功能。
（8）系统安全管理：具有系统设置权限的用户可添加和删除系统用户，给不同用户设置不同的权限，不同的用户以自己的口令和密码在系统登录后有不同安全级别的操作权限。
2、MDAP监测数据分析软件
关键词：地铁电水平尺监控
中图分类号： U231文献标识码： A
我国的地铁监测大多是人工监测，受环境和时间的限制大，对地铁施工现场的人员安全造成了威胁。为了保证地铁保护区内的施工不影响地铁的运行，必须找到一个即安全又科学的检测系统，电水平尺的自动化监测系统成为铁路监测的重要监测工具。本文通过南京某段地铁隧道监测为例，分析了电水平尺自动化监测的应用办法。
一、电水平自动化监测系统的工作原理
电水平尺的主要核心部件为电解质的倾斜传感器，这种传感器是一种比较精密的气泡式的水准仪，而且这种水准仪能像电桥一样工作。主要的工作程序为：电桥的电路可根据传感器倾斜角的变化不断的输出对应比例的电压信号，再将电解质的倾斜传感器组件安装在一个空心的直尺中，就会构成一个电水平尺。如下图所示：
对单个的水平尺首尾要依次进行连接，沿着监测区域内准备测量的方向以此对形成的尺链进行展开，这样可以有效的反映出监测区域内整体的沉降水平。
对于电水平的自动化监测的施工，工程应选用的电水平尺长度为3米左右，可以通过锚栓把电水平尺安装在道床上，然后将带有倾斜角的传感器归零，并要将其锁定在道床上。道床的一些沉降物会使梁的倾角发生改变，电水平尺中的电解质的倾斜传感器可以根据传感器倾斜角的不断变化输出对应比例的电压信号，再将尺链上的各个电解质倾斜传感器的输出信号连接到一台数据的采集器上，连接过后就可以按照事先设定好的时间间隔对采样进行读取。对于所读取的数据都在采集器内进行定期的处理，可以通过电缆将采集到的数据一次输入到计算机中，在计算机预先设定好的程序中将电水平的电压信号转化为倾斜角的倾斜角度，最后再利用特定的公式就可以得到尺链范围内的沉降曲线。
二、电水平自动化监测系统的设计
实现电水平监测的自动化可以通过使用与倾斜的传感器相配套的数字化自动记录仪实现。这种数据记录的装置的可靠性强，此外还可以把几乎所有的传感器和进行数据采集的单元进行有效的兼容。在独立的数据记录装置中可以连续读取到小范围的分支传感器，而各种电信号的传输会随着电缆的长度增加而增长，并且会出现非线性的衰弱现象。因此，采用配置信号稍大的放大器和防雷的滤波器就可以有效的降低地铁隧道内因为电缆的过长导致的信号衰弱现象，还会对信号的干扰起到一定的控制作用。
三、电水平监测系统的特点
（一）具有极高的分辨率。电水平尺的最小量程固定不变，根据公式的计算，在不超过1米的梁的两端就可以清晰的检测到0.005mm的竖直位移变化情况。这种超高的分辨率在其他监测系统中是少有的。
（二）具有可靠的测量数据。数据的准确程度会间接的影响到监测的质量，当电平尺的梁长确定不变后，电平尺的倾斜角发生变化后，可以对梁两端的沉降位移状况进行准确的换算，在多个梁进行首尾相接后，还能够准确度的算出梁两端的一定位移值，可以与当地的高程系统联测出一个梁两端的高程数值，最后会得出所有梁端的绝对高程数值。
（三）远程监控效果好。电水平通过对自动化软件的处理可以将采集到的电信号数据转换成直观下的沉降数值，此外，依靠现有的通信技术可以实现信息的共享，还能发送SMS短信，实现了远程监控的效果。
四、电水平应用实例分析
南京的某家医院处于南京地铁元通站的线路南侧，是由地铁广场楼、住院大楼以及办公楼组成，地铁的车站站台的边线与基坑的距离约为13至25米左右。施工的现场位于南京的河西区，地貌单元是长江的漫滩上游，地铁的线路区间为填土地貌，土层下主要是柔软的黏性土壤和砂土。地下水被淤泥质土饱含着，水位大约在地下的0.3米至0.5米左右，每年的最大水位的变化幅度在1米左右。
要想对南京某段地铁安装电水平监测这个案例进行有效的分析，就要首先了解对其监测的目的。首先明确了医院的施工在地铁的保护区内进行，为了保证地铁在运行中的安全，在监测过程中需要设置监测点进行有效的监测工作；其次，就要了解监测的方法和进行监测的项目有哪些。在监测过程中主要以电水平的自动监测为主要的监测手段，然后以人工监测作为校核的手段，进行检测的项目主要有竖向的位移监测和差异的沉降监测。最后就要对监测的地点进行布置实施：
根据现场测量的数据显示，医院的基坑与地铁的站台边线距离约有12米，基坑的最大挖掘程度明显低于地铁隧道地面标高的8米。为了有效的保证地铁隧道的绝对安全，施工选取了地铁附近的广场楼作为监测的主要监测段，在监测过程中使用了安全科学的检测设备和监测软件，并且逐步建立了自动化的监测系统。电水平尺选用的长度为2米长的，首尾的串联所构成的监测尺链线长为90米，安装在轨道的道床上，可将数据的采集器安装在就近的地铁隧道侧壁上面，与此同时，在地铁的站台上设置主控的计算机对监测中的数据和信息进行自动的采集和处理传输等。电水平尺的人工监测点的位置与地铁的轨线距离为0.1米至0.2米，监测点的布设和电水平尺的长度断面都有一定的要求，在地铁隧道和站点结构缝两侧的1米处位置的道床上布设一个沉降的监测点，以用于架构沉降段额监测。
电水平尺监测系统的组成要素主要有：一个数据控制软件，一套能够进行电水平尺自动化处理的软件，这种软件能够对采集的数据进行处理，形成直观的变形曲线图。
检测的基准点的测定方法：根据基坑的挖掘对于地铁的影响程度，可以选取影响范围以外的一支梁作为监测的基准点，然后与二等水准的基点进行联合测量，主要对基准点的稳定性进行检测。实现了人工水准的测量点和电水平尺基准点共用的效果，鉴于人工的测量要在车站内相对稳定的基准点上进行，要对其测量的基准点高程的变化与水平尺的监测数据进行纠正。
检测初始值的测定：监测系统在完成了调试以后，要选择监测后的第2天的测量平均值作为监测的初始值，每个周期的平均值和初始值都要进行比较，以得出相应的变化量。
地铁的运行对于监测的影响：地铁在运行过程中，地铁内的振动频率和空气的相对湿度都会影响到电解质，通过规律的分析，每天的00:00到6:00为地铁的停运期，其他时间段就是运行期，通过平均的比较，地铁的运行期和停运期的差值较小，总体的监测趋势较为平缓。
通过对南京某段地铁安装电水平尺监测系统的实际运行情况的分析，可以得出，电水平尺监测系统与以往人工监测相比有很多的优点，这种监测即安全又高效，是一种非常有效的监测手段。
结语
在地铁的保护区内进行施工，仅对沉降度进行监测是达不到标准的，要有效的结合隧道的水平弯曲度和扭转度进行全面的监测，才能达到全方位监测的目的。在地铁监测过程中电水平尺监测系统的应用能够达到全方位监测的效果，这种监测手段不仅在南京的某段地铁监测中有效的实施，未来使用的范围将会更加广泛。
参考文献
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【关键词】水情；自动化监测；系统
application of water automatic monitoring system in long distance water transfer project
duan xiao-yan
(karamay city water supply company karamay xinjiang 834000)
【abstract】this article describes the regime of long distance water transfer project in the basic functions of the automatic monitoring system and the structure and composition, that monitoring of the system in terms of hydrological significance.
【key words】water regime; automatic monitoring; system
1. 引言
长距离调水工程是解决区域性水资源分配不均衡及城市、农业、工业用水矛盾的调水工程。由于长距离调水工程线路长，工程往往穿越崇山峻岭，沙漠戈壁，或旷野荒丘，线路长达数百公里，沿线水情站点星罗棋布，因此，从工程运行的实时性、一致性和运行效能考虑，在工程沿线实施水情自动化监测系统很有必要。
水情自动化监测是实现长距离调水工程管理信息化和自动化的基础，及时、准确、全面地掌握水情，为水资源的合理配置、监控调度，提供基础信息服务，对于进一步提高水资源的利用率，提高工程管理水平具有重要意义。
2. 水情自动化监测系统的基本功能与结构组成
水情自动化监测系统包括能适用于野外工程环境的各种遥测仪器、数据采集装置、现场通信网络、数据通信系统、监测管理系统等软硬件设备。主要完成水情信息的采集和监控功能，按功能可以分为数据采集、数据传输和数据处理三大部分。
由于长距离调水工程水情监测对象多并且分散，并具有串联结构的特征，任何一个测站的水情变化都将直接影响到整个水情调度系统的运行。因此，水情自动化监测系统中，设置1个监测管理中心站（数据处理），和若干个中继站、数个或数十个甚至更多的各类遥测站（数据采集），采用分布式数据采集方式，组成合理的系统结构。中心站主要负责数据的收集和处理，遥测站主要负责采集信息并编码发送至中心站。
3. 水情自动化监测系统的数据传输
鉴于长距离调水工程中监测站点高度分散的特点，其现场通信需要采取能支持较长距离站点之间的通信方式，或者采用相对独立的通信方式，遥测站与中心站之间的数据传输应根据不同情况灵活选择不同的通信方式，可由光缆通信线路提供的电话线、半永久电路、isdn、无线超短波等方式传输。
目前常用的是基于rs-485的现场网络通信。通常，一个水情自动化监测系统是将多个相距不太远的监测站采用rs-485总线构成现场网络，然后以某种通信方式将数据传输至中心站。
4. 遥测站的工作方式
水情自动化系统通常采用自报式、应答式或自报/应答兼容式工作方式，几种工作方式的工作过程及特点如下：
4.1 自报工作方式是在监测水位等参数发生一个计量单位的变化时实时将实测值传送到中心站，这种工作方式下遥测站功耗低、结构简单、可靠性高、实时性强，能很好地反映水位变化的全过程。
由于长距离调水工程沿线的遥测站较多，采用自报工作方式需要注意各遥测站点数据碰撞导致数据传输延迟的问题。通过合理设计遥测站点的发信时序，可以保证同一中心站（或同一中继站）下的站点定时自报时间不冲突；中心站安排合适的时间对遥测站校时，保证站点时钟统一，以减少定时自报的碰撞概率，这些措施都可以提高系统信息传输的畅通率。
4.2 应答式工作方式下的遥测站能对水位等参数发生的变化自动采集和存储，但不主动传送给中心站，只有当中心站发出查询命令时，才将当前水位数据传送给中心站。因为接收中心站的查询命令，所以遥测站接收机处于长期守候状态，功耗较大。
4.3 自报/应答兼容式工作方式具有自报、应答两种工作方式的特点，数据采集间隔可调，从1min至任意时间段，既能很好的反映水情变化的全过程，又能响应中心站的查询，其缺点也是功耗大，相对可靠性低。
【关键词】传感器；检测系统；现场总线技术；信号服务
现场总线技术使船舶自动控制技术得到了进一步的提高，从20世纪九十年代中期扩展到船舶行业领域以来，带来了巨大的社会效益和经济效益。控制系统之所以在安装设计到正常运行及常规维修等方面都具有明显的优越性，是因为现场总线技术在船舶上的广泛应用造就的。随着计算机的广泛运用和船舶自动化技术的不断创新，越来越多的机舱实验室控制系统需要更新技术和设施。举例来说，由于上位机的的价格比在上升，那么相对于的管理软件技术也要随之提升。本文将以现场总线技术的自动化检测技术为核心，从基础开始，简析硬件结构和软件功能、信号测量、报警、显示、以及设置参数等方面的技术。
一、简析总线技术自动化监测控制系统
现场自动化控制体系主要体现在数字化和网络化这两大方面。是一种集全分散；智能、数字；多点、多站、多变量；双向的用于现场仪表、控制室和控制系统之间的分散式通信系统。是严格按照国家标准化组织的现场总线性网络。具有系统的开放性、结构的高度分散性、可互操作性、对环境适应能力强、设备智能化和功能自治化等特点。
1.高度的开放性使现场总线控制系统，能够把不同厂商的设备储存及网络运用融合一体，可通过网络统一组态现场设备和功能块，构成现场总线控制体系。从而实现对同层、不同层网络的互联和网络数据库的共享。
2.在多台现场设备中，由于模块的分散性和可统一组态性，使得用户能够根据自身需要，自由随意的挑选各种功能块，从而达到彻底分散控制的目的。
3.作为一种串行数字通信链路，研究者专门为现场实时控制设计了现场总线。抗干扰性能强，精度较高是其主要特点。在恶劣的环境下依然能够很好的服务，也能够满足一些特殊场合的防爆要求。主要用于办公自动化领域。
二、总线技术自动化检测系统的设计分析
当今，现场总线性技术自动化检测系统已经得到了较高水平的发展，并取得了良好的效果。但是，社会在进步，科技在创新，船舶自动化检测技术也逐步向数字化发展方向靠拢，形成了以分散型，开放性和数字通讯等为特点的总线技术结构体系。研究证明新的检测系统在实践中具有良好的运用效果，无论是在系统工程的设计上，还是在管理维护施工过程中，以及在开发费用等方面都明显的体现了其作用价值，具有很高的优越性。开放性、数字通信处理特点和分散化控制模式，很大程度上满足了船舶自动控制体系的要求。
1.为了更方便快捷的实现对总线技术自动化检测系统的管理和控制，在船舶机舱中选取了88个比较典型的工况参数，其中包括两个脉冲量。32个开关量、54个模拟量。以它们为研究对象，借助LonWorKs网络维修和管理工具，研究改造增强监控系统自检能力的方法。
2.在改造中，需要用到液位传感器、速度传感器、压力传感器等多种传感器。自动化机舱的显示系统在改造后由两大基本部分组成，一、以图像的形式来综合论述基本概貌。二，以实时显示控制、打印记录和摄像监控为主要内容的实时监控系统。这样的形式很有利于初次培训学员对其的理解，和认识学习。各类实测传感器的加入和设置，使管路系统能够进行实时报警。当某传感器的肖像被鼠标器选中拖动时，参数的单点模拟显示和直方图等便可以直接的被调用。按照管路流体的实际操作情况，将其设计成流动的状态。其中，流水线的粗细及颜色可以随意的变动和设定。为了使显示的形式多种多样化，在框架的选用格式上，我们采用了WINDOWS下拉菜单条。当管路中流体中各个传感器处于激活和图形显示状态时，绿色为正常监控值，红色则为报警。
3.为实现对各个环节故障的预测和诊断，使检测数据分析更加的准确和精密，系统将以人工神经网络ANN为主要预测方法，进行趋势分析自动化机舱的现场总线采集技术。通过早期诊断ANN可能出现的故障系统，对突变采集数据直接进行诊治。这就大大提高了总线技术自动化检测的速度和效率。
三、自动化检测系统设计发展特点
近几十年来，由于诞生了开放式现场总线技术，使得工业管理现场总线系统FCS逐步取代了集散式控制系统DCS。自动化检测系统设计中的开放性现场总线技术，是一种集全分散；智能、数字；多点、多站、多变量；双向的用于现场仪表、控制室和控制系统之间的分散式通信系统。是严格按照国家标准化组织的现场总线性网络。这一取代过程使工业过程控制系统智能化网络化特点逐步明显起来。
1.FCS的全数字化，具有更高可靠性的纯数字通信使用技术，能够对更复杂、更精确的信号进行处理，并且现场总线性控制系统里的数字信号不受普通噪音的干扰。从传感器到变送器和调节器，一直处于数字信号服务中，使数字通信的查错功能大大的提高。
2.现场总线控制系统具有可维修性，经济性和可靠性等特点。是通过采用数字总线式来减少连线带来的不可靠性。并逐步取代了一对一的I/O连线。在降低布线成本的同时，达到节约调试、电缆和维护的成本。
3.当现场总线连接到DSC上时，它的很多优势是无法发挥出来的，由于功能块组态、诊断、效验、设备自身信息等的无法完全映射，使得DSC并不适用于现场总线的集成。当然两者同时存在是有可能的。
4.FCS是由现场设备实现控制回路的，使各个部分的控制全部分散到现场，是一种完全分散式的控制。这一特点，更有利于用户根据实际需要做适当的选择。
5.功能模块及其参数的标准化是实现现场总线自动化设备可操作性的必要条件。使用户能够在性能、质量和价格方面进行更好的硬件选择。具有很好的可互操作性。
四、结语
由于计算机网络、通信接收技术、数字化处理技术的不断进步，使得船舶自动化产品向数字化方向发展的进程不断的加快。研究证明新的检测系统在实践中具有良好的运用效果，无论是在系统工程的设计上，还是在管理维护施工过程中，以及在开发费用等方面都明显的体现了其作用价值，具有很高的优越性。开放性、数字通信处理特点和分散化控制模式，很大程度上满足了船舶自动控制体系的要求，是当代船舶自动化机舱检测的发展方向。
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关键词：排水泵站；电气自动化；典型设计
中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2009)13-0189-02
排水泵站(简称泵站)作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当落后的状况，与国外相比具有很大的差异。在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作，泵站控制和管理没有形成区域化的网络，所以必须对现有泵站电气自动化提出更高的要求。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。
一、泵站电气自动化在泵站的需求
1 泵站电气设备的自动控制、测量、保护、监视、通讯方面。其内容包括：泵站高压送、变电系统；泵站0.4kV配电系统；泵站直流系统；主机励磁系统；电机的综合保护系统。
2 泵站及重要辅机系统的自动控制、测量、保护、监视、通讯方面。其内容包括：为主机配套的油系统的控制(例如：水泵叶片调节压力油系统、快速闸门液(油)压操作系统、油系统、齿轮箱冷却油系统等)；为主机配套的气系统的控制(为真空破坏阀(虹吸式泵站)所配的低压气系统、为水泵叶片调节配套的压力油及其它气动工具用的中压储能气系统)；泵站水系统(为主机组配套的冷却水系统、泵站排水系统和消防用水系统等)。
3 各种非电量的自动测量、监视、通讯方面。其内容如下：水工安全方面的位移、沉降、扬压力、应力等各种监测；水文、水位、水情、水量、水质等各种监测；各种温度、湿度的监测；绝缘监测；各闸门开度、荷重等监测。
4 泵站内、外部的通讯网络、办公自动化、保安消防系统。
5 全站的视频监视系统及视频信息上传。根据以上纳入自动化系统的各项需求，将其进行分类、集成。按照流程框图要求设计自动化监控系统，使系统具备以下功能：控制、保护与调节功能；数据采集与处理功能；设备运行在线监视功能；事故预告与报警功能；数据远传与系统管理功能。
二、泵站电气自动化典型设计的必要性
自上世纪90年代开始。随着计算机技术的迅速发展和成熟，泵站自动化技术获得了一定的发展。但是纵观全国各地泵站自动化实施现状仍存在不少问题。由于自动化及信息化技术发展迅速，而相关设计院的自动化设计力量往往配备不足，近年来泵站工程的前期设计方案通常由开发商和设计院共同完成。而开发商又没有可供参考的标准规范，对泵站自动化的真正需求了解不深，致使设计的泵站自动化系统和现实需要脱节。需求分析缺乏深度泵站自动化属于工业自动化范畴。与小型水电站自动化比较相近，但也有其自身的特点。I/O点的配置、参数的设置。检测控制的重点对象应紧密结合泵站运行管理实际需要来确定。不少开发商将泵站开停机操作理解为泵站自动化，结果用大量的配置将泵站的柜前操作移至计算机屏幕前的鼠标操作。对泵站自动化内在的需求没有分析透彻。泵站的励磁系统问题、保护问题、水力监测问题、经济运行问题故障诊断问题、主机与辅机的配合问题、生产管理问题及信息化问题等等才是泵站自动化的核心需要。不少泵站对此没有引起足够重视。
泵站自动化是一门综合了泵站技术、计算机技术、网络通信技术和控制技术等多学科的高科技新生事物但由于泵站自动化起步较晚，积累的经验不多又没有相应的标准和规范。泵站自动化的投资规模、设备的档次和范围、监测控制对象、速度和精度软件的配置、功能设置、数据库定义、与信息化系统的接口标准、协议、与智能设备的接口等都迫切需要一个典型的参考或相对统一的规定。在暂时没有标准规范的情况下组织进行泵站自动化典型设计是十分必要的。
大中型泵站类型不多。同容量同类型的泵站自动化需求基本相同。可以根据泵站电机的容量等级、水泵结构、辅机配置等分成少数几种等级或类别。自动化的基本需求也可以分成几种类别。不同的类别可以根据泵站的重要程度和可能投资力度分成几个档次，然后根据类别和档次分别进行典型设计。
三、泵站自动化典型设计的基本思路
面向需求的典型设计泵站自动化绝不仅仅是机组开停机自动化，泵站自动化由泵站生产管理实际需求来确定。泵站及泵站的生产、管理人员应该做什么、期望泵站自动化代替人工做什么、自动化能够为泵站做些什么、哪些是重点必须做的、哪些是非重点的都要进行认真分析。如泵站水位流量监测控制、泵站效率控制、泵站励磁调节控制、泵站无功控制、泵站振动噪声空蚀监测控制、温度控制、泵站保护、故障和事故预警、泵站辅机及附属配套设备监测控制、视频监控需求、管理系统信息交换等等。泵站对自动化的需求是复杂的也是无止境的。典型设计要在充分分析需求的基础上。分出轻重缓急，分出可能与不可能，分出效率面向需求量体裁衣。作出切合泵站实际需要的典型设计。
1 面向信息的典型设计。泵站信息作为水利信息化的基础节点，可提供信息化的基础信息典型设计要充分挖掘和提取泵站关键信息为信息化系统提供标准的实时动态信息。泵站也只有通过典型设计才能较好地做到这一点。
2 基于准标准化的典型设计。泵站自动化还没有相应的标准和规范，但典型设计可以起到一个标准性的作用，可以较为普遍地应用。如800kw立式同步电动机拖动的泵站推力瓦布设几个温度传感器。电量监测是采用电量传感器还是通过交流采样，由计算机计算还是直接采用多功能电表等，可通过典型设计基本固定下来，使典型设计起到部分标准和规范的作用以供参考，从而使大型泵站自动化具有整体性和整齐性。
3 基于模块化的典型设计。虽然大中型泵站类型不多，变化不大，但各个泵站还是存在机组台数和形式的区别。典型设计可以设计出若干个模块应用到所有泵站之中。整个泵站综合自动化系统就是由数个基本模块通过积木式叠加组合而成。
泵站综合自动化的基本模块可分为泵站监控层及网络模块、水力监测模块、泵站机组Lcu模块、泵站辅机Lcu模块、微机励磁模块、泵站公用Lcu模块。泵站清污机LCU模块、泵站防洪闸(节制闸)LCu模块、泵站工程安全自动监测模块、视频监控模块办公管理模块等。模块化设计是将泵站自动化作为一个产品整体考虑。同时又使之具有较大的灵活性。可以适用于同类型的所有泵站。可以避免因缺乏标准而盲目追求高投入和高配置以及设计功能不全的问题。如机组LCU模块就是―个内部不可分割的模块。内部的PLC传感器、电源、T／o接口端子、继电器等都是确定的，端口也是确定的。每个模块都包括确定的硬件配置。软件配置和功能配置。
【关键词】电能计量；自动化；电力营销；具体；运作方式
1电能计量的自动化构成
在电力企业的营销自动化发展中，电能计量的自动化系统是其重要构成，主要包含计量自动化的主站系统、自动化终端与通信信道三部分组成，其系统结构如图1所示。计量自动化的主站系统所指的是各种计量终端的自动化计算机系统，这是电能计量系统的控制中心与信息采集中心，利用远程的通信信道可采集与控制终端信息，对其给予分析与综合处理；通信信道所指的是电能计量的主站系统和终端数据的传输介质，主要包含GPRS、PSTN、CDMA与调度数据网等功能；而自动化终端所指的是对各计量点的信息采集、数据传输、管理与执行等功能进行负责的设备。而从接入的用户类型与电压等级看，计量的自动化系统则是由电能量的遥测系统、配电变压器的监测计量系统、负荷管理系统与低压居民的集中抄表系统等构成的。遥测系统对发电厂与变电站的计量点运行工况、负荷状况进行负责；配电变压器对计量系统进行监测，并对公用变压器的用电信息进行采集；负荷管理系统则是对专用的变压器用电信息进行采集，还具有负荷控制的功能，对用户实施远程的合闸与拉闸操作；而低压居民的集中抄表系统则是对低压居民的用电信息进行采集。这四部分子系统，有效覆盖了发、供、配与售电的各计量点，形成了电能计量系统的一体化。
2在电力营销中，计量自动化的具体运作方式
2.1线损四分统计的运作方式
计量的自动化系统有效实现了负荷曲线、抄表结算、报警处理与设备工况监测等方面的自动化应用，保障了电网运行的安全性。在传统抄表核算中，线损的四分管理具有工作量大、实效差与准确统计影响因素多等问题。通过计量系统的自动化发展，线损四分的在线管理被开发，有效实现了线损的动态建模，可自动生成线损计算公式，构建了随配电GIS进行及时更新的变-户、线-变关系的维护机制，对环网供电中的10kV线路线损分线计算的难题。依靠计量系统中的数据实时采集功能，按照月、日对线损进行分压、分区与分线统计，同时，依据需要对分析对象进行自定义，以生成各种线损的统计报表，利用自动化系统所提供的母线电量平衡、线损异常与配电线损的监测功能，可对线损的异常节点与区域进行准确定位，因此，自动化系统在线损异常的分析管理当中发挥了重要的作用，极大地提高了线损的精细化管理能力。
2.2远程自动抄表的运作方式
在电能计量中，抄表是最原始、最直接的计量方法，当前，很多电力企业还是应用的传统抄表方法，随着经济快速发展，电量需求越来越大，传统抄表业务具有工程量大、效率不高、入户难与漏抄多抄等问题，已不能适应实际工作的需求了。应用远程自动化抄表可有效解决传统抄表工作中的问题，远程自动抄表所指的是各区域安装自动化的系统主站，在月初月末实施统计，并且结果直接显示在计算机上，可节省大量的人力物力，有效提高了抄表的工作效率，减少抄表工作中的出错概率。
2.3计量装置的在线监测运作方式
在电力营销当中，电能计量装置可以说是实现电能计量的主要设备，其设备装置的完好程度，直接影响计量工作的准确性。计量的自动化系统可对自动化终端、二次回路运行工况等给予在线监测，这是电能计量管理模式上的新突破。根据计量终端所上传的现场异常信息，自动化系统能按照对象实施自动化组合与筛选，从而形成报警的处理工单，并上传到供电局的营销系统当中，且自动触发相关的业务流程，然后经过流程，再固化至具体的工作岗位，实施强制性的流转处理，接着将处理的结果反馈至电能计量的自动化系统当中，进而实现报警事件的智能化与流程化分析处理，以提升计量装置的远程诊断与在线监测等自动功能，确保故障定位准确，对异常状况给予及时处理。
2.4负荷特性分析的运作方式
在电力企业的营销工作中，对用电负荷的区域与特性给予细分是其主要的工作内容之一，因长时间以来，对负荷数据无法实时获得，即使SCADA系统调度，也仅能对综合区域或者全市负荷状况给予分析。利用计量的自动化系统，不仅能对负荷分析提供自定义功能，还能实现各行业用户、工业区与细分片区的自定义，以获取实时的负荷数据。利用计量的自动化系统可为负荷特性分析带来下列益处：首先，可为主要行业中的负荷特性提供相关的基础数据，并且能对各种用电负荷影响状况供以基础数据；其次，通过用电的负荷特性分析，还能对负荷密度与日负荷特性的研究提供相关的基础数据。在符合分析当中，计量自动化的运用，对电网规划、电力市场与错峰管理等均起到了积极作用。
2.5计量自动化系统中的防窃电运作方式
在电能营销当中，窃电行为是常发生的，电力企业常通过用电检查有无窃电行为，在传统窃电检查当中，存在两方面的缺陷：其一，传统的用电检查工作经常是有周期与计划性的，用户掌握了检查工作规律，就能够控制窃电量，这时工作人员是难以检查出的；其二，用电检查时，有些用户会因超负荷应用或者异常设备的应用，会出现用电过量的状况，遇到这种状况，需要检查人员依据实际状况进行判断，不然很难对其处理。而应用计量的自动化系统，可有效避免传统用电检查中的缺陷问题，自动化计量系统主要包含异常分析、低压用户的重点监测与失压检查等功能，其中异常分析功能则是主要针对母线异常、电量异常与线损异常等状况进行分析的，通常自动化系统能够按用电区域与类型给予提前分类，以分析线损与电量状况，并做好记录工作，一旦出现异常，就及时给予检查，检查有无窃电行为；低压用户的重点监测，利用自动化系统对有嫌疑窃电用户给予小时级别的监测，对用户用电状况给予实时监测，并提取计量故障的异常报警信息，以定位窃电用户或者用电异常用户的定位，便于开展反窃行为，以增强检查的工作效率。
3结语
在电力营销中，运用自动化计量系统，不仅提高了电力营销的管理水平，还为远程抄表、有序用电与电费结算等工作提供了实时的数据支持，从而实现了发电、配电、供电与售电等电能信息的自动化管理与分析，电能的自动化计量还能实时监测用电状况，确保电能不会流失。
参考文献：
[1]张映江.浅谈计量自动化系统及其在电力营销中的应用[J].机电信息，2011（36）.
1 自动化控制系统的应用现状
改革开放以后，各水司纷纷建设自动化的新水厂及给老厂配备自控系统，尤其在最近几年，自动化和信息技术受到了普遍的重视并被广泛应用。各水司的计算机应用已普及到营业、管网管理、材料等领域，特别是生产监控系统和营业收费管理系统，其应用比例更是高于其他信息系统。许多自来水公司不同程度采用了信息化技术， 每年因此在降低能耗、药耗、漏耗上节省的费用十分可观，同时自动化和信息化技术的应用也大幅提高了自来水公司的供水水质、供水的安全可靠性和公司的管理水平，创造了良好的经济和社会效益。
但是，自动化控制系统的可靠性问题依然存在，例如某些供水企业由于受到资金和技术的限制，采用了一些可靠性较差的系统，以至于自动化控制系统中的各子系统之间的数据不能互相利用， 造成信息资源的浪费。而对于已经利用的数据仅用在显示，缺乏深度处理的管理和决策，再加之专业人才的不足， 导致系统的维护困难，未能发挥应有的作用。
目前，我公司的自动化系统主要有一二级泵房自动控制子系统和投矾加药自动控制子系统、沉淀池排泥自动控制子系统滤池、过滤自动控制子系统、全厂监测控制子系统及水厂视频安全监测子系统等。每个子系统可单独闭环运行或与其他系统一起组成水厂的整个综合自动化系统，形成水厂内的大闭环运行。其中，自动投矾系统与自动加氯消毒系统应用最为广泛。
1.1 自动投矾系统
投矾自动控制系统是利用流动电流原理，由微电脑控制在线胶体电荷检测，用变频控制技术实现加药量的自动控制，即由PID调节器调节控制加药泵的电机转速，从而调整混凝剂加药量。
投矾自动控制系统主要由SCD传感器、调节器、变频控制系统、加药泵组成。调节器具有模拟量的输入和输出端口，同时也具有开关量的输入和输出端子。SCD传感器中的检测值以标准电流信号4～20mA的标准信号传至调节器，与设定值对比判断，经PID运算后输出信号至变频器，变频器则根据PID调节器输出的信号得出运转频率，对加药泵电机进行调速，使加药泵处于对应的工作状态之下，从而可以向水中投加定量的混凝剂。投入加药剂的水样再流入传感器进行检测，并进行投药量的再调节。如此循环连续运作，实现连续自动调节加药量，保证混凝处理维持在最优工况。
1.2 自动加氯消毒系统
自动加氯消毒系统的加氯控制器，根据设定的余氯值与投氯后取样水中的余氯值之差，由PLC控制加氯机的加投装置，使水中的余氯值向设定值逼近，确保出厂水余氯指标。余氯的设定值应根据水质要求进行设定，并要保证管网中余氯符合饮用水标准。为了稳定控制加氯量，在氯后总管上设置一个流量计，以便将滤后水引入到加氯控制系统。
2 供水管网水质监测系统
水质监测系统具有多方面的功能，其中包括对管网中水质监测点的水质数据收集、传输、显示分析和历史查询等，还可以对水质事故进行报警。供水企业的自动控制系统，通常由远程终端、一级或数级控制站点，以及相应的通讯设备和外部设备所组成。远程终端是整个水质监测系统的重要组成部分，负责对设备进行数据读取和检测工作的监控，并接受远程遥测命令等重要任务。在供水企业的产、供、销和管理等几大信息化块中，水质监测系统对生产过程与管网供水的数据信息进行实时监控和遥控遥调，同时将采集的数据信息传至企业管理系统，供领导决策参考。因此，水质监测系统是供水企业自动化生产和管理信息化的核心系统。
水质监测系统的硬件部分包括计算机设备、通讯设备、控制元件和传感器。水质监测系统负责将监测信息传输至上位机、执行上位机所发送的指令控制执行元件操作的任务。控制系统为工业控制自动化软件，这些软件的人机交换界面，以非常形象、直观、人性化的操作平台，完成对水源监测数据和指令执行情况的显示。
采用计算机控制技术对供水系统进行调控，可以优化供水调度、实现节能降耗、节省人力资源、大幅提高工作效率，还可以对管网的压力进行统计分析、指导管网的改造、提供供水预测，并有利于管网故障的快速定位及报警抢修。
3 供水营业抄收的自动化
抄表作业是现代城市自来水管网系统中的一个重要环节，而传统的用水量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多的不足之处。将现代通信技术、计算机技术以及测量技术应用到供水企业的职能抄表系统中，可以及时、准确、全面地反映客户的用水使用状况，同时实现抄表、收费、统计分析、查询等功能的自动化管理。
营业收费管理系统通常由营业管理、水量水费管理、决策支持和系统维护四个子系统组成。基于GSM/GPRS/CDMA网络通信的无线通讯技术，将水表数据和其它所需信息实时可靠的采集回来，再通过具有智能化分析功能的供水信息化数据保管系统，为用水管理提供实时性好、稳定性高的数据和事件记录。远程自动抄表将是今后水表抄收方式改革的必然趋势，这不仅为营业收费提供可靠的数据服务，也为管网建模、漏耗计量等提供准确、可靠的依据。因此，自动化控制技术的应用也必将为供水企业带来所期望的管理效益、经济效应和社会效应。
4 自动化控制系统的应用成果
在供水企业的生产经营过程中，通过利用现代化的信息技术、装备，尤其是计算机技术与设备，建立相对完善的自动化控制系统，提高供水企业的工作效率、工作质量以及各类有用信息的利用率，加强企业员工的素质和现代化企业意识，以节约经营成本为目的，最终增加供水企业的经济效益和社会效益。
该系统的全面应用，使得我司的值班调度对与生产相关的重点部位进行直接监测，对全时段、全过程的生产信息实时把握，为生产运行管理提供了及时准确的数据支持，对管网运行质量的提高效果明显，尤其是对管网测压点的监控。
