自动化监测系统

水库大坝自动化监测系统

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。

一、水位监测和GSM预警系统

一）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。

二）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。

二、水库流量出入水流量监测系统

一）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，现有流量计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。

二）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。

三、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，最终形成图象、文字或报表。

四、视频监控系统

我们采用无线高清网络摄像机，在原有系统基础上增加视频信号。

一）优点

1.百万高清摄像头画质远高于传统模拟摄像头。

2.无线WIFI传输，减少架设光纤及线缆成本及人工施工成本。

高边坡远程自动化安全监测系统

对于自然或人工的边坡及大坝等重要建筑物的变形监测,通常有常规监测和GPS监测两种方法。常规监测方法是使用经纬仪、测距仪或全站仪等仪器,采用前方交会、边角网、极坐标差分等方法获取监测点观测数据，并通过相应的数据处理方法获得监测点的位移量；GPS监测法是将GPS接收机分别安置在基准站和监测点上，观测相同卫星载波测量值，利用载波相位的差分观测值，获得高精度的基线向量，从而获得监测点相对基准点的三维位移量。

常规监测方法的优点是观测数据直观可靠，短距离获得的精度高、投资少。但缺点是受通视条件、气象条件以及施工干扰的影响，在进行长距离监测时精度较差并且很难提高。但大坝修筑的山区峡谷地带气候复杂多变，每到雨季更有湿度大，雾气大的特点，使得常规的监测方法在雨季这样监测的重要时期不具备实效性。而GPS卫星定位技术不受天气的干扰，点位间毋需通视，容易实施长距离的精确定位。此外GPS所具有精度高、速度快等优点，是常规监测方法难以比拟的，它已成为当今最先进的形变监测手段。随着新型GPS接收机的开发和数据处理技术的不断提高，GPS快速静态定位的精度在短距离〔10km〕范围内的精度可以到达1～3mm，大大提高了变形监测的精度。

GPS作为一种高新技术，在我国水电工程建设中已获得了一些应用，但在大坝、边坡安全监测中应用却是个十分薄弱的环节。影响GPS技术广泛应用于安全监测系统的最大障碍是昂贵的费用。由于监测点和基准站上都需要安置接收机，当在大坝、边坡这样大范围区域实施监测时，需要布设的测点很多，因此投入成本很大。假设采用分批观测方法又需要较长周期。因此极大制约GPS在该领域的发展。

针对GPS在安全监测中存在的问题，我们提出了GPS一机多天线思想,并研究开发了GPS一机多天线控制器，使一台GPS接收机能互不干扰的连接多个天线。在这种体系下，每个监测点上只安装GPS天线，而不需安装接收机,从而极大地降低了安全监测系统的造价。该项技术开发为大坝、高边坡利用GPS进行安全监测创造了极为良好的条件，也使GPS技术在水利水电工程中拥有了更为广阔的应用前景。

控制系统综合课程

设计报告

姓 名: 学 号：

学院(系): 计算机

专 业: 自动化

指导教师:

2013 年 6 月

自动化生产线检测系统设计

1 概述

自动化生产线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系，通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备,组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的生产，从而提高工作效率。降低生产成本、提高加工质量、快速更换产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志，它的发展趋势是提高可调性，扩大工艺范围，提高加工精度和自动化程度，同计算机结合实现整体自动化车间与自动化工厂。

自动生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的，它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序，达到相应的工艺要求，生产出合格的产品，为了能够实现这个目标，可以采用自动输送和其他一些辅助装置，根据工艺顺序把不同的机械加工装置组成一个整体，各个部件之间的动作是通过气压系统和电气制动系统组合起来的，使它能够实现规定的程序而进行自动工作，这种自动工作的机械装置系统被我们称为自动生产线。

现在科学技术日新月异，在工业生产中自动化生产技术也使用得非常的普遍了，并且在电子和机械制造等领域已经研究并生产出许多各种类型的自动生产线，正是因为这些自动生产线的飞速发展和广泛使用，提高了我们的生产效率及产品的质量、改善了工作的条件、降低了能源的损耗、节约了材料等等，在各方各面都获得了显著的效果。

自动生产线能构成一个完整的系统，是由于它是综合了传感技术、驱动技术、机械技术、接口技术、计算机技术等技术，自动生产线在各国有着各种生产的需要，有效的综合及组织，来优化整体的设备，自动生产线虽然是源于传统的流水生产线，但它的功效是远远优于传统流水生产线，并且还有着多种显著的区别，其主要的特点是自动生产线有非常高的自动化控制，还有传统流水生产线所没有的精密的生产节奏，它是一个统一的自动控制系统，其工作要按照规定的工序顺序来完成。

大坝安全监测自动化系统应用现状及发展趋势

摘要：随着科学技术的发展，我国的大坝安全检测自动化技术有了很大进展。安全监测可为大坝全生命周期的安全管理提供技术支撑。对中国大坝安全监测自动化系统发展历程以及采集控制、通讯传输、管理系统三大关键技术进行了介绍，调研了中国典型工程的大坝监测自动化系统实施情况、市场占有率较高的采集控制单元主要参数及变形监测自动化系统的新技术新方法。本文首先分析了风险评估基本原理，其次探讨了监测自动化关键技术，然后就大坝安全风险评估进行研究，最后论述了监测自动化系统展望，以供参考。

关键词：大坝安全监测；自动化系统；采集控制

引言

大坝安全风险评估可充分考虑各种环境因素以及大坝结构本身所存在的种种不确定性对大坝安全运行的影响，能反映一旦大坝失事所造成的后果对大坝安全性的要求，能综合考虑大坝运行、社会、环境、经济、人员等方面的要求，因此，对大坝安全状况所做出的评价更符合实际要求。

1风险评估基本原理

大坝安全风险评估通过分析与计算，确定各种风险发生的可能性，以及大坝发生风险事故后所造成的损失，由此得出大坝的风险等级，从而依据接受准则制定针对性的应对策略和控制方案。（1）风险识别。风险识别用来识别可能引起大坝产生风险的风险源。风险源可以是内部的，也可以是外部的。外部的风险源包括地震、台风、强降雨、超标准洪水（含上游非正常泄水）等自然环境因素，也包括上游可能失事的大坝、养鱼的网箱、船只、滑坡体、泥石流沟等；内部的风险源包括组成大坝枢纽建筑物的大坝、泄水建筑物、引水发电建筑物、导流洞堵头（含底孔）、船闸、升船机、鱼道、过木建筑物、工程基础、闸门及启闭机等。（2）风险分析。风险分析指对各个风险源推演可能发生的风险事件。一个风险事件可能产生另一个更为严重的风险事件，建议依据实际情况进行风险事件推演，建立风险路径图，对每个风险事件进行可能性和风险损失分析，确定风险等级。大坝安全风险事件包括溃坝、漫坝、滑坡、泥石流、水淹厂房、堰塞湖、坝体坝基渗透破坏、坝体坝坡失稳、泄水及消能设施冲刷破坏、泄水建筑物进水口淤堵、泄水闸门启闭设备和电源故障等。（3）风险评价。对于不同等级的风险应分别采取接受风险、降低风险和规避风险等措施，制定风险源的日常管理措施和风险事件的应急应对措施。