自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)總結(jié)

第6章自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)主要內(nèi)容概述自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)通用分布式測(cè)量控制單元（MCU）原理及應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)示例6.1概述概述自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種全新的監(jiān)測(cè)技術(shù)，它是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的三種形式：第一種是數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化，俗稱“后自動(dòng)化”；第二種是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，俗稱“前自動(dòng)化”；第三種是實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，離線資料分析，俗稱“全自動(dòng)化”。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)主要包括數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詣?dòng)化、數(shù)據(jù)管理的自動(dòng)化和數(shù)據(jù)分析的自動(dòng)化等內(nèi)容。一般規(guī)定（1）數(shù)據(jù)采集功能。能自動(dòng)采集各類傳感器的輸出信號(hào)，并把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；數(shù)據(jù)采集能適應(yīng)應(yīng)答式和自報(bào)式兩種方式，能按設(shè)計(jì)的方式自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)測(cè)量，能接收命令進(jìn)行選點(diǎn)、巡回檢測(cè)和定時(shí)檢測(cè)。（2）掉電保護(hù)功能?，F(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)有儲(chǔ)存器和掉電保護(hù)模塊，能暫存已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)，并在掉電情況下不丟失數(shù)據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有備用電源，在斷電情況下，系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)切換，并繼續(xù)工作一段時(shí)間，具體持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)根據(jù)工程的具體要求確定，一般應(yīng)在3天以上。（3）自檢、自診斷功能。即對(duì)儀器自身的工作性態(tài)進(jìn)行檢查，對(duì)發(fā)生故障的儀器應(yīng)自動(dòng)報(bào)警。（4）現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程通訊功能?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通訊一般采用電纜、光纖和無(wú)線傳輸?shù)刃问?，?duì)于遠(yuǎn)程通訊一般采用因特網(wǎng)和微波方式。（5）防雷和抗干擾功能。為保證系統(tǒng)的安全和正常運(yùn)行，防止遭受雷擊和外界因素的干擾，系統(tǒng)應(yīng)具備本功能。系統(tǒng)的防雷一般應(yīng)進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。（6）數(shù)據(jù)管理功能。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行有效的管理，并編制相應(yīng)的管理系統(tǒng)軟件，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)行查詢、修改、統(tǒng)計(jì)等操作，對(duì)數(shù)據(jù)異常及故障能進(jìn)行顯示和報(bào)警。另外，為保證數(shù)據(jù)的安全，系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份功能。（7）數(shù)據(jù)分析功能。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析處理是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要特征，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程隱患的重要手段。一般的數(shù)據(jù)分析主要是判斷數(shù)據(jù)的正?；虍惓Ｌ卣?，并根據(jù)其異常特性作進(jìn)一步的分析。性能要求（1）采樣時(shí)間應(yīng)有一定的限制，具體時(shí)間可根據(jù)工程實(shí)際情況確定。通常對(duì)某個(gè)項(xiàng)目的巡測(cè)時(shí)應(yīng)小于30分鐘，對(duì)單個(gè)測(cè)點(diǎn)的采樣時(shí)間應(yīng)小于3分鐘。（2）測(cè)量的周期可根據(jù)工程的實(shí)際需要調(diào)整，在特殊情況下，可實(shí)現(xiàn)加測(cè)、補(bǔ)測(cè)等。（3）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)建立監(jiān)控室，用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)管理。監(jiān)控室的溫度一般應(yīng)保持在20℃～30℃，濕度保持不大于85%。（4）系統(tǒng)可采用交流電作為工作電源，其工作電壓為220V。（5）系統(tǒng)應(yīng)有較高的可靠性，系統(tǒng)的故障率應(yīng)低于5%，并能穩(wěn)定可靠地工作。（6）數(shù)據(jù)采集裝置的測(cè)量精度應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范和工程實(shí)際需要的要求，因此，應(yīng)在精度、量程、穩(wěn)定性、可靠性等方面選擇合適的數(shù)據(jù)采集裝置。6.2自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)原則（1）適應(yīng)性根據(jù)建筑物所處的環(huán)境條件、建筑結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況的不同，在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)應(yīng)有較強(qiáng)的針對(duì)性。對(duì)于重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和重要測(cè)點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先納入自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，技術(shù)成熟的項(xiàng)目?jī)?yōu)先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（2）經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)建設(shè)的造價(jià)應(yīng)經(jīng)濟(jì)、合理，采用性價(jià)比高的儀器設(shè)備；同時(shí)，應(yīng)盡可能考慮整套系統(tǒng)采用同一廠家的產(chǎn)品，以提高系統(tǒng)的兼容性、完整性，便于管理、維護(hù)和節(jié)約經(jīng)費(fèi)。（3）準(zhǔn)確性系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確，精度滿足相關(guān)規(guī)范的要求，在更換零部件時(shí)不影響數(shù)據(jù)的連續(xù)性。（4）可靠性監(jiān)測(cè)設(shè)備選型應(yīng)優(yōu)先考慮選用技術(shù)先進(jìn)、成熟、通過(guò)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境長(zhǎng)期考核、質(zhì)量合格的產(chǎn)品，設(shè)備的故障率應(yīng)很低，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，可靠性高，具有在雷電、高溫、高濕等惡劣環(huán)境下正常工作的長(zhǎng)期可靠性，有良好的防雷、防濕、耐高溫等抗干擾能力。發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)判斷、報(bào)警，并迅速排除。為保證數(shù)據(jù)的連續(xù)可靠，系統(tǒng)應(yīng)具有備用的人工觀測(cè)手段。（5）開(kāi)放性和通用性系統(tǒng)應(yīng)具有良好的開(kāi)放性和兼容性。開(kāi)放性是針對(duì)用戶開(kāi)放系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元的程控命令和數(shù)據(jù)格式，以及接入的任何種類標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳感器。系統(tǒng)應(yīng)易于操作，人機(jī)界面友好。（6）統(tǒng)一性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)應(yīng)相互兼容，即使采用不同的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，也應(yīng)能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息的統(tǒng)一管理。設(shè)計(jì)方案監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)是安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，由于自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅測(cè)讀快，測(cè)讀及時(shí)，能夠做到相關(guān)量同步測(cè)讀，能夠勝任多測(cè)點(diǎn)、密測(cè)次的要求，提供在時(shí)間上和空間上更為連續(xù)的信息，而且測(cè)讀準(zhǔn)確性和可靠性高，因此，應(yīng)普遍使用監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)。但是，監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)較為昂貴，對(duì)環(huán)境條件要求也比較高，因此，自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)以滿足監(jiān)測(cè)工程安全運(yùn)行需要為主，純粹為施工服務(wù)及為科學(xué)研究而設(shè)置的測(cè)點(diǎn)，原則上不納入自動(dòng)化系統(tǒng)。經(jīng)多年的研制和開(kāi)發(fā)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布置形成三大基本形式：集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和混合式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。集中式集中式系統(tǒng)是將傳感器通過(guò)集線箱或直接連接到采集器的一端進(jìn)行集中觀測(cè)。在這種系統(tǒng)中，不同類型的傳感器要用不同的采集器控制測(cè)量，由一條總線連接，形成一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)。系統(tǒng)中有幾種傳感器，就有幾個(gè)子系統(tǒng)和幾條總線。所有采集器都集中在主機(jī)附近，由主機(jī)存儲(chǔ)和管理各個(gè)采集器數(shù)據(jù)。采集器通過(guò)集線箱實(shí)現(xiàn)選點(diǎn)，如直接選點(diǎn)則可靠性較差。集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高技術(shù)部件均集中在機(jī)房，工作環(huán)境好，便于管理，系統(tǒng)重復(fù)部件少，相對(duì)投資也較少，但系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M量，易受外界干擾，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)集中，可靠性不高，技術(shù)復(fù)雜，電纜用量大，維護(hù)不便。圖6-1集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖分布式分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)、測(cè)控單元和傳感器組成；根據(jù)不同監(jiān)測(cè)任務(wù)需要而埋設(shè)的各類傳感器通過(guò)一定的通信介質(zhì)（一般為屏蔽電纜）接入布置其附近的測(cè)控單元；由測(cè)控單元按照采集程序的控制將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)并通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)方的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)做深入分析和處理。測(cè)控單元還可以接收來(lái)自監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)的控制命令，將本身的工作狀況以及傳感器的工作狀況發(fā)送給監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，由操作員做出分析判斷以及時(shí)排除系統(tǒng)中硬件設(shè)備的故障。因此，雖然系統(tǒng)設(shè)備的類型與集中式無(wú)大的差別，但是由于測(cè)控單元與集中式結(jié)構(gòu)中的測(cè)控單元相比有了本質(zhì)的變化，且系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸多為數(shù)字量信號(hào)，使得分布式系統(tǒng)在諸如測(cè)量精度、速度、可靠性和可擴(kuò)展性上比集中式系統(tǒng)有了顯著提高。分布式系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)采集工作分散到靠近較多傳感器的采集站(測(cè)控單元)來(lái)完成，然后將所測(cè)數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)。這種系統(tǒng)要求每個(gè)觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控單元應(yīng)是多功能智能型儀器，能對(duì)各種類型的傳感器進(jìn)行控制測(cè)量。分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳輸?shù)氖菙?shù)字量，傳輸距離長(zhǎng)，精度高，風(fēng)險(xiǎn)分散，可靠性高，技術(shù)簡(jiǎn)單，電纜用量小，布置靈活，觀測(cè)速度快，但系統(tǒng)重復(fù)部件多，投資相對(duì)較大。圖6-2分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖混合式混合式是介于集中式和分布式之間的一種采集方式。它具有分布式布置的外型，而采用集中方式進(jìn)行采集的系統(tǒng)。設(shè)置在儀器附近的遙控轉(zhuǎn)換箱類似于MCU，匯集其周圍的儀器信號(hào)，但不具有MCU的A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)暫存功能，故其結(jié)構(gòu)比MCU簡(jiǎn)單。轉(zhuǎn)換箱僅是將儀器的模擬信號(hào)匯集于一條總線之中，然后傳到監(jiān)控室進(jìn)行集中測(cè)量和A/D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)處理?；旌鲜綌?shù)據(jù)采集方式中轉(zhuǎn)換箱只能起匯集周圍儀器信號(hào)的作用，此種方式關(guān)鍵問(wèn)題是既經(jīng)濟(jì)又可靠地解決了模擬量長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)；目前國(guó)內(nèi)傳輸距離一般在1000m～2000m內(nèi)，模擬量傳輸距離一般不能大于2000m，與分布式比較，造價(jià)可省約1/3左右。由于轉(zhuǎn)換箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，在惡劣氣候條件下，比MCU產(chǎn)生的故障路率低，所以此種方式適應(yīng)于大規(guī)模、測(cè)點(diǎn)數(shù)量多，相對(duì)集中的監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)集銷成式網(wǎng)絡(luò)羊集成牢式結(jié)泛構(gòu)是愧對(duì)分利布式王結(jié)構(gòu)茄在開(kāi)僵放性牙和標(biāo)耕準(zhǔn)化燈的方踏向上犯做出運(yùn)本質(zhì)循改變姐的系棵統(tǒng)結(jié)愧構(gòu)，揀它在?，F(xiàn)今閘的企兔業(yè)管秩理控客制一盲體化虜?shù)膽?yīng)議用需要求中騰已經(jīng)鉗發(fā)揮躺著巨銜大的東作用待。網(wǎng)絡(luò)鍛集成政式結(jié)謝構(gòu)突窗破了營(yíng)分布晨式結(jié)繩構(gòu)中晨因?qū)Ｆ抻镁W(wǎng)授絡(luò)的枯封閉攤造成脆的缺百陷，肆改變硬了分聞布式宣結(jié)構(gòu)遼系統(tǒng)顛中模砌擬、茂數(shù)字正信號(hào)練混合距，一碗個(gè)簡(jiǎn)貍單控熄制系第統(tǒng)的駝信號(hào)昂傳遞軟需歷警經(jīng)從扯現(xiàn)場(chǎng)蝴到控訴制室六，再畜從控喊制室左到現(xiàn)昨場(chǎng)的昨往返祖專線貍傳遞吵過(guò)程張。隨著網(wǎng)毫絡(luò)信息杰化和安割全性的次提高，黎接入In壘te瘋rn懼et的管什理層陵可以即為遠(yuǎn)善方的菜專家斤和上洋級(jí)管狗理部扛門提岸供遠(yuǎn)怨程觀滑測(cè)分單析建嘉筑物庭安全輔狀況亮的手衡段，張?zhí)岣咴侔踩I(lǐng)狀況秩分析鏡的效抬率。圖6-3網(wǎng)絡(luò)集云成式監(jiān)僻測(cè)系統(tǒng)夕結(jié)構(gòu)示吉意圖系統(tǒng)戲組成（1）電蕉纜監(jiān)測(cè)師系統(tǒng)襪的不北同部異位和船不同汗儀器州需要耐聯(lián)接啟不同暑規(guī)格膛的電門纜。電纜汁選型練和敷傲設(shè)是海確保擦監(jiān)測(cè)咽儀器兆和系脆統(tǒng)正顯常運(yùn)揭行的券基礎(chǔ)陶，因討此，外必須愁予以嫂足夠?qū)玫闹丶家?。電纜咬選型漂要充突分了承解電拋纜結(jié)塞構(gòu)及概信號(hào)鄉(xiāng)豐傳輸芹和工長(zhǎng)作環(huán)低境對(duì)順電纜邊的要臉求，妙并根映據(jù)實(shí)在際情煮況進(jìn)倚行試炮驗(yàn)分猶析。電纜芬敷設(shè)佩要注濁意對(duì)犬每一暗個(gè)環(huán)驅(qū)節(jié)進(jìn)桃行嚴(yán)被格的鼻質(zhì)量雀控制危，避綠開(kāi)不笨利的柄區(qū)域找。（2）傳感舍器傳感器狠是感應(yīng)艇建筑物棒變形、徐滲流、避應(yīng)力、泳溫度等放各種物藥理量的鈴儀器設(shè)訓(xùn)備，它縫將測(cè)量膊到的模么擬量、盼數(shù)字量搏、脈沖民量、狀護(hù)態(tài)量等辮信號(hào)輸選送到采勻集站。傳感雹器種折類可禮分為德：電還阻式克、電巖感式糟、電國(guó)容式成、振榜弦式蠻、調(diào)博頻式乒、壓魚(yú)阻式筋、變慚壓器假式、客電位惑器式易等。土木工時(shí)程監(jiān)測(cè)止中常用形的傳感枯器包括擇滲壓計(jì)劃、滲流玻量計(jì)、缺垂線儀巷、傾斜趨儀、測(cè)嶄縫計(jì)、旱錨桿應(yīng)鹿力計(jì)、廁鋼筋計(jì)綱、應(yīng)變仙計(jì)、溫州度計(jì)等債各種儀燭器。應(yīng)選移擇其這中對(duì)皺監(jiān)控載工程娘安全顯起重語(yǔ)要作警用且續(xù)人工召觀測(cè)杰又不勒能滿鼓足要執(zhí)求的界關(guān)鍵貸測(cè)點(diǎn)腹納人流自動(dòng)推化觀密測(cè)系定統(tǒng)。所有納頁(yè)入自動(dòng)哥化系統(tǒng)檢的儀器摩，都應(yīng)林預(yù)先經(jīng)馬過(guò)現(xiàn)場(chǎng)舞觀測(cè)值涌可靠性脈鑒定，呢證明其駁工作性元態(tài)正常邁。（3）采私集站采集站兇由測(cè)控蘇單元組老成，并氣根據(jù)儀眉器分布斥情況決炒定其布晨置，一裳般設(shè)在督較集中廈的儀器夠測(cè)點(diǎn)附森近。采集捧站根匯據(jù)確州定的緩觀測(cè)寨參數(shù)儲(chǔ)、計(jì)搬劃和追順序旋進(jìn)行辛實(shí)際市測(cè)量銜、計(jì)朋算和鐮存儲(chǔ)季，并理有自擊檢、無(wú)自動(dòng)列診斷捉功能野和人繪工觀礙測(cè)接酒口。采集站筋除與主乳機(jī)通訊晌外，還芬可定期粉用便攜翠式計(jì)算模機(jī)讀取登數(shù)據(jù)。民根據(jù)確毒定的記菜錄條件爆，將觀紀(jì)測(cè)結(jié)果驅(qū)及出錯(cuò)乎信息與竹指定監(jiān)煌測(cè)分站牧或其他朵測(cè)控單芬元進(jìn)行灘通信。能選戴配不樹(shù)同的違測(cè)量鐮模塊結(jié)或板母卡，鈔以實(shí)懷現(xiàn)對(duì)遵各種佛類型宣傳感帳器的挪信號(hào)攻采集途。檢艙測(cè)指枯定的摘報(bào)警絮條件聲，一看旦報(bào)主警狀塘態(tài)或栽條件巴改變嫌則通令知指唉定的槳監(jiān)測(cè)劈燕分站貸。將所紋有觀竿測(cè)結(jié)持果保榆存在托緩沖冶區(qū)中櫻，直宵到這醉些信冒息被秋所有層指定貢監(jiān)測(cè)午分站腐明確箏無(wú)誤半地接革收完慢為止誘。管理激電能奏消耗優(yōu)，在才斷電蝴、過(guò)架電流忘引起膠重啟葛動(dòng)或糧正常姿關(guān)機(jī)柜時(shí)，安保留詢所有悟配置吩設(shè)定填的信鋒息。遠(yuǎn)具有昌防雷薪、抗著干擾迅、防星塵、嗽防腐臉，適毯用于始惡劣培溫濕射度環(huán)是境。采集系通統(tǒng)的運(yùn)尚行方式制主要分到中央控堅(jiān)制式(應(yīng)答式)及自動(dòng)荷控制式(自報(bào)式)，必要永時(shí)也可酬采用任塵意控制弦式。（4）監(jiān)雕測(cè)分冰站一般根耐據(jù)建筑輪物規(guī)模蛋及布置銜情況決毒定，應(yīng)貌避免強(qiáng)味電磁干百擾。如須系統(tǒng)規(guī)塑模較小除，也可步以不設(shè)蔬分站。監(jiān)測(cè)諸分站本的主摸要功盲能是盯啟動(dòng)摘測(cè)量李系統(tǒng)湊，自括動(dòng)采煩集數(shù)債據(jù)，救實(shí)現(xiàn)槍數(shù)據(jù)洲的通學(xué)訊和群傳輸程，可傅對(duì)監(jiān)旺測(cè)數(shù)鏈據(jù)檢盾查校嫁核，害包括憶軟硬頌件系狀統(tǒng)自然身檢驢查、搖數(shù)據(jù)存可靠州性和罷準(zhǔn)確改度檢齒查及暈數(shù)學(xué)乳模型訂檢查寫(xiě)。可進(jìn)屢行測(cè)僅量數(shù)盤(pán)據(jù)的港存儲(chǔ)痰、刪窩除、扛插人眨、記暴錄、欲顯示治、換答算、合打印陣、查酷詢及訂儀器虛位置枝、參普數(shù)工惰作狀分態(tài)顯嗽示等悼操作蔽，對(duì)尾建筑荷物的膜安全籮狀況教實(shí)行覽監(jiān)控拼、預(yù)龜報(bào)及叮報(bào)警辦。（5）監(jiān)傭測(cè)總吧站一個(gè)即工程荒設(shè)一傲個(gè)總豎站，受即現(xiàn)紫場(chǎng)安皮全監(jiān)察控中套心。坦應(yīng)有仇足夠綿的設(shè)壁備和休工作庸空間厚，良必好的陵照明喇、通投風(fēng)和余溫控任條件鈴。監(jiān)測(cè)樓總站乖除監(jiān)喇測(cè)分?jǐn)嗾竟﹃?yáng)能外悄，還閥應(yīng)具危有圖我像顯宿示、汁工程掃數(shù)據(jù)癥庫(kù)及榴其數(shù)廟據(jù)管惡理功紋能。能將各去監(jiān)測(cè)分童站數(shù)據(jù)蠢和人工要監(jiān)測(cè)數(shù)哀據(jù)匯集比到總站猜數(shù)據(jù)庫(kù)牲內(nèi)，建搬立安全童監(jiān)控?cái)?shù)靜學(xué)模型炭，并進(jìn)鄉(xiāng)豐行影響駛因素分撿解及綜啊合性的鎮(zhèn)分析、金預(yù)報(bào)和瓣安全評(píng)面價(jià)。（6）管理房誠(chéng)中心即需杠要遠(yuǎn)諸傳觀極測(cè)數(shù)羞據(jù)的默上級(jí)鉆領(lǐng)導(dǎo)什單位來(lái)。6.3通用分章布式測(cè)治量控制袋單元（MCU）原霞理及盟應(yīng)用工作原修理MCU是分布暫式數(shù)據(jù)吵采集網(wǎng)州絡(luò)的節(jié)崇點(diǎn)裝置漢，由密蠢封機(jī)箱越、智能男控制模具塊CPU電路板王、電源貪模塊電含路板、有各測(cè)量脫模塊電鉤路板和緣瑞加熱模臣?jí)K電路驕板等構(gòu)惜成。電源瓜模塊茶由隔劃離變泛壓器蓬、電賺源板接、蓄夸電池體組、輸電源慚開(kāi)關(guān)框組等致組成級(jí)。它梨將交嘆流電廳變換切成直姑流電宅并進(jìn)神行穩(wěn)房誠(chéng)壓，慌其中副的兩義組充忘電電拾路，慮分別存給12V洲/7.音2AH和24貨V/緊7.尤2A給H兩組備蓄電房誠(chéng)池充伸電。焰在無(wú)協(xié)交流泰電源跌或線附路發(fā)眾生故蒼障的取情況顧下，次蓄電校池組飾將自厲動(dòng)地杯投入昨工作蝦。模塊留設(shè)有限休眠歡功能謹(jǐn)，故述能降仆低功衫耗。控制墳?zāi)K控制喝模塊CPU電路餐板由惠單片箏微處清理器80C共31、時(shí)鐘耀電路、蛋程序存拌儲(chǔ)器（RO胖M）、票數(shù)據(jù)喘存儲(chǔ)游器（RA惱M）、仍看門投狗電石路、厭通訊雞接口糖電路醫(yī)、V/F轉(zhuǎn)換班電路窗、電恐源控魂制電們路以臂及鍵嚼盤(pán)顯材示接踏口電顧路等諸組成耗，是MCU的核心示部分，脹主要完叉成對(duì)儀諷器的供沒(méi)電控制墻、數(shù)據(jù)帆測(cè)量、家轉(zhuǎn)換、再預(yù)處理譯、存儲(chǔ)匠和傳輸藍(lán)等功能錄。測(cè)量震模塊賭板的前功能把監(jiān)榆測(cè)儀殃器（苗傳感系器）蘭所感蔑受到逼的非沉電量贈(zèng)值，處轉(zhuǎn)換悄成符脹合一蚊定標(biāo)聚準(zhǔn)的夠電壓場(chǎng)、電昂流、山頻率聞或TT去L電平信詳號(hào)，然糾后經(jīng)總石線母板躁傳送給喜控制模館塊CPU板。每一脂類型徐的測(cè)腰量模坦塊電危路板益聯(lián)接度一定轉(zhuǎn)數(shù)量急的相肆應(yīng)類際型的寶監(jiān)測(cè)劉儀器同。在每個(gè)爹測(cè)量模變塊上，眾通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)獸可選登擇該站模塊船的儀憐器類煮型和釣接入磁監(jiān)測(cè)團(tuán)儀器蓋的數(shù)致量，狹控制傾模塊聰能夠廢自動(dòng)雷識(shí)別盒，并伸生成峽監(jiān)測(cè)拼儀器位類型床編碼協(xié)和測(cè)煩點(diǎn)編蘇碼，養(yǎng)以便輸監(jiān)測(cè)糧數(shù)據(jù)恨的入襖庫(kù)。特點(diǎn)該裝桌置采泉用冗晚余、誓并聯(lián)差、減鋸額等牌措施倡，使石用先寬進(jìn)的滋測(cè)量破技術(shù)羽，實(shí)定現(xiàn)差孤阻式柔、鋼版弦式滋儀器畏遠(yuǎn)距云離高谷精度說(shuō)測(cè)量惹，能產(chǎn)消除4/拆5芯差阻元式儀器芒的芯線蛛電阻和煎長(zhǎng)電纜辦電阻對(duì)斑測(cè)量的鏡影響。其中紅顫外脈沖泰、雙照屯準(zhǔn)和雙攤基準(zhǔn)技翠術(shù)實(shí)現(xiàn)甲了步進(jìn)杰式儀器睜的高精怎度、高鞭可靠測(cè)含量；交遼流橋路醋不平衡辨測(cè)量技姓術(shù)實(shí)現(xiàn)狂了差動(dòng)今電容式刮儀器的木測(cè)量。圖6-4餓M恢CU測(cè)量嘴原理頌圖圖6-5通用創(chuàng)分布軍式MCU結(jié)構(gòu)示宜意圖主要鈔功能（1）控危制功籍能MCU可接臟受CC姥U（中央獎(jiǎng)控制裝宜置）或恥筆記本其電腦的授命令，德實(shí)現(xiàn)以遷下功能去：中央絹控制方招式的巡臘測(cè)或選填測(cè)；自袍動(dòng)控制場(chǎng)方式的倍巡測(cè)；棋在CCU出現(xiàn)具故障茂、線瘋路故性障或椅斷電哥情況絲式下，喘自動(dòng)溜利用喜自備骨電源劫繼續(xù)奔實(shí)現(xiàn)棒定時(shí)句測(cè)量尺等功輪能。（2）測(cè)總量功證能根據(jù)控巡壽制程序這自動(dòng)對(duì)遭所接入責(zé)的傳感糧器進(jìn)行冤巡測(cè)（垂逐點(diǎn)依鉆次自動(dòng)詞測(cè)量并萌存儲(chǔ)數(shù)小據(jù)）或婦選測(cè)（是對(duì)選定踏的某一禮測(cè)點(diǎn)進(jìn)角行測(cè)量盞）。（3）計(jì)時(shí)拳和定時(shí)徑功能設(shè)置的赤實(shí)時(shí)時(shí)嶄鐘電路恥，可供據(jù)用戶查筆詢和修東改時(shí)間榮，或設(shè)儲(chǔ)定起始撇測(cè)量時(shí)語(yǔ)間和測(cè)宇量時(shí)間壁間隔。（4）通登訊功翻能可與CC凳U中央控沿制裝置稿或筆記杠本電腦小實(shí)現(xiàn)雙楊向通訊禾。（5）供電嚼功能MCU的備尚用電崇源，卷能在冠外部錫電源碑中斷叼的情改況下決自動(dòng)翁投入鏟工作白，平桑時(shí)則喉處于創(chuàng)浮充膀狀態(tài)司。電癢源電瘡路設(shè)尿有過(guò)搞壓和燈欠壓今保護(hù)避措施鉆，以環(huán)防止裕電池弱組過(guò)毒充電庸或過(guò)雕放電稅，提造高了暗電池叨組的嫩使用駝壽命扁。（6）雷餐電保蹲護(hù)在電仰源、糊通訊言和傳可感器膝接口扛的入砌口處俱均設(shè)柳有防糠雷保唉護(hù)電刃路，勿以防襲止感匹應(yīng)雷滋電流其對(duì)內(nèi)撒部電鍬路造虜成損雙壞，細(xì)保證MCU長(zhǎng)期儉可靠乘地工灘作。另外司，該辱裝置勺還具迫有差囑阻式薄、步釀進(jìn)式組、差系動(dòng)電朋容式龜和差畝動(dòng)電指磁式飯儀器皇的自牙校功到能，逢可輸游出自講?；袦?zhǔn)測(cè)鄰值，面用以如檢驗(yàn)團(tuán)這類漆儀器間測(cè)值膀的可娘靠性病。應(yīng)用鞋實(shí)例飛來(lái)峽洗水利樞僑紐大壩勝安全監(jiān)法測(cè)自動(dòng)俱化系統(tǒng)仇，是目吳前國(guó)內(nèi)理已建成親的水利鐵樞紐安賄全監(jiān)測(cè)療項(xiàng)目齊雖全、儀嚇器種類帖多、自悄動(dòng)化程奴度很高祝的大壩森安全監(jiān)采測(cè)自動(dòng)炒化系統(tǒng)爸。32臺(tái)MCU就地敞接入突了400余臺(tái)（伸支）國(guó)靈內(nèi)外優(yōu)賊秀廠家助生產(chǎn)的取最先進(jìn)曲的傳感委器。高度昆的自慈動(dòng)化疏使觀矩測(cè)班寸的4名工作澆人員，奮完成了胳幾十個(gè)扔人難以稠完成的致工作量核。自19遣99年3月30日蓄水議并正式表投入運(yùn)矮行以來(lái)組，該系次統(tǒng)為管穗理單位逼取得了師大量的料安全監(jiān)葉測(cè)數(shù)據(jù)滾。這些數(shù)致?lián)?，?duì)鉛于掌握歪大壩的愧運(yùn)行狀怒況、了兩解各建餃筑物的搬安全性往態(tài)起到鉛了非常圣重要的絮作用；在防洪章調(diào)度中浙，為領(lǐng)磁導(dǎo)決策穿提供有嶺力的科弦學(xué)依據(jù)偽。圖6-煌6飛來(lái)稠峽大梳壩安紗全監(jiān)框測(cè)自騰動(dòng)化馳系統(tǒng)應(yīng)示意食圖6.4安全監(jiān)孫測(cè)自動(dòng)晚化系統(tǒng)盞設(shè)計(jì)示務(wù)例工程概特況彭水水釋電站最綿大壩高11白6.賀5m，總裝卵機(jī)175湖0MW，具融有工送程規(guī)余模大白、綜抖合效鹽益顯牲著、介技術(shù)努復(fù)雜暴、自擋動(dòng)化插要求添高等透特點(diǎn)型。鑒于榆彭水桂水電訂站的劃重要從性，饞無(wú)論夕在施夾工期甜、蓄江水期尿和運(yùn)孟行期決都應(yīng)盤(pán)確保源工程陸的高悉度安暮全。安全監(jiān)途測(cè)系統(tǒng)是的設(shè)計(jì)隊(duì)，不僅棚要結(jié)合異彭水水享電站的盒工程特協(xié)點(diǎn)，還搶要充分餃考慮當(dāng)運(yùn)前工程類安全監(jiān)能測(cè)技術(shù)我的發(fā)展搖現(xiàn)狀，傲力求采匯用先進(jìn)悟的監(jiān)測(cè)馬手段，艇以便及胳時(shí)、準(zhǔn)仆確地掌敲握建筑桑物及其講基礎(chǔ)從薪建設(shè)到頁(yè)運(yùn)行全寇過(guò)程的疲性狀演榨變，并底能向業(yè)煉主迅速眼反饋有槍關(guān)信息國(guó)，為業(yè)胖主分析感、評(píng)價(jià)暈工程安毅全和決禮策提供綁可靠依回?fù)?jù)。監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)設(shè)計(jì)跌力求押做到絮施工淘期與忽永久灰監(jiān)測(cè)誕相結(jié)禽合，汪儀表亡量測(cè)皂與人餃工巡炮查相鄰結(jié)合靈，人攪工采界集與遵自動(dòng)奧化半吹自動(dòng)偵化采游集相朱結(jié)合央。監(jiān)乏測(cè)系壤統(tǒng)的雪重點(diǎn)譽(yù)為變糧形和絞滲流頁(yè)。設(shè)計(jì)目衡的以確指保各違類建榨筑物喉在施政工期詢、蓄疤水期遙和運(yùn)批行期政的安差全為戀主要艱目的揉，同陡時(shí)兼商顧驗(yàn)宵證設(shè)幸計(jì)、海指導(dǎo)鉛施工畜等需祥要。通過(guò)斃對(duì)各桃類建脆筑物拐整體彈狀態(tài)單全過(guò)紅程持掘續(xù)的穴監(jiān)測(cè)級(jí)，采互集建驚筑物啊的變頭形、嗚滲流貪、應(yīng)愈力、睛應(yīng)變雨、溫墻度的鄰初始堤值、掩基準(zhǔn)帳值和羨各階座段變瓶化過(guò)砍程的奸數(shù)據(jù)餃，及垮時(shí)進(jìn)劣行分摩析與濾評(píng)價(jià)狂。對(duì)驕危及耐建筑鞭物的遙不安佛全因償素及妥時(shí)提飯出處牲理措級(jí)施，踐為有息關(guān)部渡門決尿策提球供依刺據(jù)。通過(guò)安困全監(jiān)測(cè)宋提供的境有效數(shù)劈燕據(jù)，檢舞驗(yàn)設(shè)計(jì)星方案的漲正確性侍，施工跨質(zhì)量是的否滿足鎖設(shè)計(jì)要揪求。施筋工期的沸監(jiān)測(cè)，很還可以枝檢驗(yàn)施德工和措痰施是否綿符合設(shè)趣計(jì)意圖踢，也可瘡以檢驗(yàn)史某些設(shè)呈計(jì)是否干符合實(shí)艘際，從左而為改蘿進(jìn)和完引善施工黎方法和破措施，艘優(yōu)化和醉完善設(shè)戒計(jì)服務(wù)圓以達(dá)券到設(shè)計(jì)羽、施工填動(dòng)態(tài)結(jié)歌合及不宗斷優(yōu)化嚷的目的隙。設(shè)計(jì)振原則根據(jù)該暗工程結(jié)徹構(gòu)特點(diǎn)循和地質(zhì)遷條件，桂確定安州全監(jiān)測(cè)妥的總原摧則為“桌突出重很點(diǎn)，兼斷顧全面壘，統(tǒng)一罷規(guī)劃，治逐步實(shí)右施”。選取缸工程荷中有什代表量性的籠部位繞作為鹿重要川部位跪（斷企面）蘋(píng)，其肺他部節(jié)位為扎一般例部位凍（斷籮面）指。重要魂部位施（斷殿面）則觀測(cè)甘項(xiàng)目毛齊全理，儀納器布粘置相脫對(duì)集披中，錄對(duì)重碗要的稿效應(yīng)朋量采鐘取多慌種方洲法平雕行進(jìn)守行觀遷測(cè)。一般瀉部位唱（斷議面）精以重款要物只理量疊為主眠，僅述布置將少量雅儀器離和測(cè)葡點(diǎn)，墊以掌呆握工慕程的廚整體舅工作采狀態(tài)象或施憐工過(guò)障程中駕出現(xiàn)訓(xùn)的新啊情況炸。監(jiān)測(cè)扛系統(tǒng)亞作為校一個(gè)香有機(jī)屋整體愈，必渴須在屠工程周開(kāi)始皂施工部前進(jìn)線行統(tǒng)蛙一規(guī)候劃。監(jiān)測(cè)系羅統(tǒng)總體上組成該工程虎安全監(jiān)瓜測(cè)系統(tǒng)悠是一個(gè)斗由多類某建筑物逝、多種雄監(jiān)測(cè)項(xiàng)錦目和數(shù)丈以千計(jì)負(fù)的監(jiān)測(cè)貪儀器、夠設(shè)備和額計(jì)算機(jī)雞硬、軟攻件組成敵的復(fù)雜亭而龐大根的信息兼采集、貓管理、墳分析、襪評(píng)價(jià)和潔反饋系倒統(tǒng)?？傮w結(jié)洪構(gòu)可以妄概括為盜：“一球個(gè)整體穩(wěn)系統(tǒng)，扎三個(gè)子母系統(tǒng)；希三大環(huán)抓節(jié)，三嘉級(jí)監(jiān)控鋸；設(shè)計(jì)惠單位提泰供技術(shù)詞支持，初業(yè)主單屈位決策闊”。圖6-7彭水羽水電鋼站工列程安俱全監(jiān)迫測(cè)系控統(tǒng)結(jié)繡構(gòu)主要監(jiān)顛測(cè)項(xiàng)目悉和設(shè)施（1）變形混監(jiān)測(cè)。太監(jiān)測(cè)內(nèi)裙容包括盟水平位以移、垂勻直位移座、壩基斯傾斜、旗洞室收達(dá)斂、基址巖變形請(qǐng)和壩體醒撓度等惠，主要取監(jiān)測(cè)設(shè)晌施包括井外觀變蠟形測(cè)點(diǎn)剃、正垂曠線、倒芹垂線、扇靜力水竊準(zhǔn)、基垂巖變形純計(jì)、多公點(diǎn)位移惰計(jì)、測(cè)帶斜管、魚(yú)傾斜儀聲等。（2）滲流販監(jiān)測(cè)。蜻監(jiān)測(cè)內(nèi)撫容包括努滲流量艇、揚(yáng)壓瓣力、壩塊體滲壓蟲(chóng)、繞壩雷滲流和向水質(zhì)分紙析等。漸主要監(jiān)絕測(cè)設(shè)施扒包括測(cè)頸壓管、乒?jié)B壓計(jì)播、量水孤堰、水掏質(zhì)分析胳設(shè)備等游。（3）應(yīng)雕力應(yīng)絲式變監(jiān)香測(cè)。配監(jiān)測(cè)惜內(nèi)容舞包括姐壩踵蛋、壩捆趾應(yīng)傷力、邀混凝供土自號(hào)身體則積變桌化、雙鋼筋遵應(yīng)力但、預(yù)群應(yīng)力存、接欲合縫栽開(kāi)度翼、裂架縫發(fā)銜展及隱溫度康分布喂等。園主要旱監(jiān)測(cè)揚(yáng)設(shè)施慈包括燈應(yīng)變川計(jì)、獻(xiàn)無(wú)應(yīng)貿(mào)力計(jì)夢(mèng)、鋼映筋計(jì)蜓、溫保度計(jì)填、測(cè)上縫計(jì)淚、位死錯(cuò)計(jì)讀、裂趕縫計(jì)村、錨謝桿應(yīng)捉力計(jì)弊、錨侮索測(cè)簽力計(jì)誘等。（4）水力物學(xué)監(jiān)測(cè)鵲。監(jiān)測(cè)窗內(nèi)容包炭括水位灶、流態(tài)共、動(dòng)水避壓力、消流速、筍泄流量炮、空蝕竄空化、踢水面線垮、水舌蜜、沖坑么及下游廚沖刷情春況、下蚊游霧化棵等。主己要監(jiān)測(cè)私設(shè)施包平括水尺登、壓力食傳感器香、流速戰(zhàn)儀、水腫聽(tīng)器等帶。（5）動(dòng)力弟監(jiān)測(cè)。繭監(jiān)測(cè)內(nèi)炊容包括赴動(dòng)荷載顛作用下翼建筑物傻的動(dòng)力家反應(yīng)及難動(dòng)態(tài)特僑性的時(shí)膛空變化