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1、水利部珠江水利委员会科学研究所数字水利高级研修班教程n远程自动化监控技术远程自动化监控技术水利部珠江水利委员会科学研究所第一章第一章 概概 述述 n远程监控系统的基本结构远程监控系统的基本结构 n远程监控系统设计原则及功能远程监控系统设计原则及功能 水利部珠江水利委员会科学研究所远远程程监监控控系系统统的的基基本本结结构构 投影仪投影仪公共网络公共网络局域网局域网管理工作机管理工作机远程监控机远程监控机数传电台数传电台数传电台数传电台数传电台数传电台模拟屏模拟屏服务器服务器局域网局域网监控机监控机管理工作机管理工作机闭路监视器闭路监视器PLC数据采集器数据采集器现场控制网络现场控制网络镜头镜头
2、水位、水位、水质、压力、温度、闸门水质、压力、温度、闸门大坝变形、渗流、应力大坝变形、渗流、应力雨量雨量电参数、阀门、机组、泵电参数、阀门、机组、泵水利部珠江水利委员会科学研究所n远程监控系统设计原则远程监控系统设计原则 全面规划、分项目、分阶段结合工程建设逐全面规划、分项目、分阶段结合工程建设逐步实施；步实施；采用技术先进、稳定性好、抗干扰能力强的采用技术先进、稳定性好、抗干扰能力强的自动化监测系统的仪器与设备；自动化监测系统的仪器与设备；具有使用灵活，维护方便，功能及扩充性强具有使用灵活，维护方便，功能及扩充性强的特点；的特点；分清项目的主次。分清项目的主次。水利部珠江水利委员会科学研究所
3、n远程监控系统基本功能远程监控系统基本功能 数据采集功能数据采集功能数据通信功能数据通信功能数据管理功能数据管理功能系统自检功能系统自检功能 系统显示功能系统显示功能 优秀的监控管理系统软件优秀的监控管理系统软件防雷、抗干扰功能防雷、抗干扰功能监测数据外部接口监测数据外部接口 水利部珠江水利委员会科学研究所第二章第二章 水文自动测报系统水文自动测报系统 （水情、雨情、水质）（水情、雨情、水质）n水情自动测报系统水情自动测报系统 n水质监测系统水质监测系统 水利部珠江水利委员会科学研究所水情自动测报系统水情自动测报系统 数据采集数据采集：目前一般只自动采集降雨量和：目前一般只自动采集降雨量和水位
4、值两个参数，系统多采用超短波通讯水位值两个参数，系统多采用超短波通讯技术；常规技术；常规使用翻斗式雨量计和浮子式水使用翻斗式雨量计和浮子式水位计。位计。水利部珠江水利委员会科学研究所超短波通讯水情自动测报系统一般由遥测超短波通讯水情自动测报系统一般由遥测站、中继站和中心站组成。下图为遥测站站、中继站和中心站组成。下图为遥测站的结构图的结构图。太阳能电池板太阳能电池板蓄电池蓄电池测量装置测量装置电源电源定时器定时器上电控制上电控制装置装置接口电路接口电路CMOS单片机单片机编码单元编码单元调制解调器调制解调器发射机发射机天线天线水利部珠江水利委员会科学研究所水情测报系统流程水情测报系统流程遥测站
5、自动实时采集、暂存和发送水情数据；遥测站自动实时采集、暂存和发送水情数据；中心站能及时对洪水过程进行预报，做出防洪方案中心站能及时对洪水过程进行预报，做出防洪方案中继站以信息再生或模拟方式转发遥测数据；中继站以信息再生或模拟方式转发遥测数据；中心站实时接收遥测数据，并进行存储、打印及数据处理中心站实时接收遥测数据，并进行存储、打印及数据处理系统可与用户其他监控、管理计算机及上级计算机管理系系统可与用户其他监控、管理计算机及上级计算机管理系统交换信息。统交换信息。水利部珠江水利委员会科学研究所水质监测系统水质监测系统 n设设置置水水质质监监测测站站，自自动动采采集集电电导导率率、温温度度、浊浊度
6、度、PH值值、ORP值值、溶溶解解氧氧、氨氨氮氮等等重重要要水水质参数；质参数；n对对未未实实现现自自动动采采集集的的重重要要水水质质参参数数，人人工工检检测测后输入；后输入；n建立水质数据库；建立水质数据库；n建立预测分析模型、水质评价等模型。建立预测分析模型、水质评价等模型。水利部珠江水利委员会科学研究所第三章第三章 闸群泵站计算机监控系统闸群泵站计算机监控系统 n闸门计算机监控系统闸门计算机监控系统 n泵站计算机监控系统泵站计算机监控系统 水利部珠江水利委员会科学研究所闸门监控系统结构简图闸门监控系统结构简图闸控室主控机闸控室主控机打印机打印机上级网上级网现地监控单元现地监控单元闸闸门门
7、闸闸门门闸闸门门闸闸门门闸闸门门闸闸门门闸闸门门闸闸门门现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元水利部珠江水利委员会科学研究所uu自自动动监监测测上上、下下游游水水位位及及各各扇扇门门的的开开度度和和运运行行状态信息状态信息uu可实现近地控制、远程控制可实现近地控制、远程控制uu根据设定模型自动控制启闭闸门根据设定模型自动控制启闭闸门uu故障告警、越限告警功能及告警自动记录功能故障告警、越限告警功能及告警自动记录功能uu显示打印统计报表显示打印统计报表uu动态图形显示闸门启闭过程和各类操作动态图形显示闸门启闭过程和各类操作uu建立当地实时数据库、历史数据库建立当
8、地实时数据库、历史数据库闸门监控系统主要功能闸门监控系统主要功能水利部珠江水利委员会科学研究所u 泵站主机的监测与控制泵站主机的监测与控制uu泵泵站站辅辅机机的的监监测测与与控控制制(油油、气气、水水等等公公用用系系统统)uu泵泵站站供供电电系系统统的的监监测测与与控控制制(主主变变、母母线线、站站变等变等)uu电气保护电气保护uu主主要要运运行行参参数数有有：I、V、P、Q、cos，f，I励励，V励励；压压力力、流流量量、H上上、L下下、叶叶片片角角、温温度度；开开关关、刀闸闭合信号；故障预告、事故信号及信息刀闸闭合信号；故障预告、事故信号及信息uu主主要要控控制制有有：主主机机开开、停停，
9、叶叶片片调调节节，励励磁磁调调节节；进进出出口口流流道道闸闸阀阀；辅辅机机操操作作、油油、气气、变变压压器器；公用设备（供电系统）公用设备（供电系统）泵站监控系统主要内容泵站监控系统主要内容水利部珠江水利委员会科学研究所泵站监控系统示例（单机）泵站监控系统示例（单机）打印机打印机大屏幕大屏幕投影仪投影仪工作站工作站服务器服务器HUB前置机前置机打印机打印机现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元现地监控单元图图5单机配置系统结构示意图单机配置系统结构示意图水利部珠江水利委员会科学研究所第四章第四章 水库大坝安全监测系统水库大坝安全监测系统 n安全监测
10、的对象安全监测的对象 n系统及仪器的选择系统及仪器的选择 水利部珠江水利委员会科学研究所u变变形形监监测测：水水平平位位移移、垂垂直直位位移移、挠挠度度、倾斜倾斜uu渗流监测渗流监测：测压管、渗压计测压管、渗压计 、渗流量、渗流量 uu应应力力监监测测：混混凝凝土土应应力力、钢钢筋筋应应力力、岩岩石石应力应力、土压力土压力水库大坝安全监测的对象水库大坝安全监测的对象水利部珠江水利委员会科学研究所u自自动动化化监监测测：测测点点选选择择、报报警警系系统统、准准确度确度、人工比测人工比测 uu监测仪器的选择监测仪器的选择 uu仪器鉴定仪器鉴定水库大坝系统及仪器的选择水库大坝系统及仪器的选择 水利部
11、珠江水利委员会科学研究所第五章第五章 水电站自动化监控系统水电站自动化监控系统 n分层控制分层控制 n系统结构及功能系统结构及功能 n系统主要性能指标系统主要性能指标 水利部珠江水利委员会科学研究所自自动动化化复复杂杂程程度度电厂电厂控制层控制层机组控制层机组控制层功能组控制层功能组控制层驱动层驱动层装置范围装置范围生产过程生产过程图图7水电厂控制层的划分水电厂控制层的划分水电厂的分层控制结构水电厂的分层控制结构 水利部珠江水利委员会科学研究所u数据的采集和处理数据的采集和处理 uu开关量监视记录和事件顺序记录开关量监视记录和事件顺序记录(SequenceofEvents，SOE)uu事故追忆
12、和故障录波事故追忆和故障录波uu正常的控制和操作正常的控制和操作uu紧急控制和恢复控制紧急控制和恢复控制uu自动发电控制自动发电控制(AutomaticGenerationControl)u自动电压控制自动电压控制(AutomaticVoltageControl)uu人机接口人机接口 uu通信通信uu自诊断自诊断uu仿真培训仿真培训uu自动处理水电厂事故自动处理水电厂事故水电厂的系统功能水电厂的系统功能 水利部珠江水利委员会科学研究所u 实用性（即响应速度实用性（即响应速度)uu可靠性可利用率可靠性可利用率uu可维修性可维修性uu系统安全性系统安全性uu可适应性或可扩性可适应性或可扩性uu简单性和经济性简单性和经济性uu使用寿命使用寿命 水电厂的系统主要性能指标水电厂的系统主要性能指标