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DT尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
設(shè) 計(jì) 方 案
（共 21 頁(yè)）
北京數(shù)泰科技有限公司
2009年9月
目錄
隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，尾礦庫(kù)的日常監(jiān)測(cè)管理也面臨著更新?lián)Q代。在我國(guó)，尾礦庫(kù)數(shù)量多、分布廣，大部分尾礦庫(kù)的管理是采用人工觀測(cè)，不僅觀測(cè)精度受人員的經(jīng)驗(yàn)及天氣等自然因素的限制，不能進(jìn)行全日實(shí)時(shí)的預(yù)警，存在安全隱患，同時(shí)，資料數(shù)據(jù)的整理分析往往會(huì)滯后于生產(chǎn)運(yùn)行，影響了安全生產(chǎn)。
具有信息化、實(shí)時(shí)化、網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)的尾礦庫(kù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)完全可以解決這些問(wèn)題，投入使用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以及時(shí)直觀的掌握壩體的實(shí)際動(dòng)態(tài)，進(jìn)行安全評(píng)價(jià)、預(yù)警預(yù)報(bào)，為加固工程設(shè)計(jì)、管理及消除隱患提供依據(jù)，為尾礦壩的安全監(jiān)測(cè)與管理決策提供有力支持，發(fā)揮工程效益，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
我公司開(kāi)發(fā)的DT尾礦庫(kù)安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有精度高、性能穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)，完全滿(mǎn)足尾礦庫(kù)實(shí)時(shí)的安全監(jiān)測(cè)需求。
通過(guò)對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)化的安全監(jiān)測(cè)，分析壩體的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象并提出警示，評(píng)估結(jié)構(gòu)的可靠性，為尾礦庫(kù)的管理與維護(hù)等提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
對(duì)于尾礦庫(kù)，最基本的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：
1) 壩體浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)
2) 壩體內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)
3）庫(kù)水位監(jiān)測(cè)
4）降雨量監(jiān)測(cè)
根據(jù)實(shí)際情況，還可以增加其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。例如：土壤含水量監(jiān)測(cè)、尾礦庫(kù)附近山體表面位移等。
4 DT尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能
由于尾礦庫(kù)空間結(jié)構(gòu)層次較多、野外環(huán)境復(fù)雜，想獲得反映整個(gè)尾礦庫(kù)安全狀態(tài)的參數(shù)，必須在各個(gè)重要測(cè)點(diǎn)安裝很多測(cè)試傳感器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅具有一定遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集和傳輸能力，還要有適于野外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的各種功能。硬件及軟件系統(tǒng)需采用模塊化、開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)力求較高的穩(wěn)定性、可靠性、靈活性、可操作性和可擴(kuò)展性。
我公司按以上基本要求制定了尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方針，為尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)提供最優(yōu)惠的解決方案，從測(cè)量傳感器到監(jiān)測(cè)中心軟件，力求整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高，測(cè)試精度滿(mǎn)足要求，可以長(zhǎng)時(shí)間不間斷地對(duì)目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
1）可根據(jù)客戶(hù)提供的監(jiān)測(cè)模型，確定監(jiān)測(cè)參量，配備尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)所需的各種測(cè)試傳感器，確定采集通道及擴(kuò)展通道。
2)配備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元（MCU）系統(tǒng)機(jī)箱、電纜及接口裝置以符合實(shí)際監(jiān)測(cè)環(huán)境，系統(tǒng)具有電源保護(hù)裝置、避雷裝置等硬件設(shè)備，把信號(hào)受干擾程度降至最低，盡量減少系統(tǒng)的安裝誤差。
3）數(shù)據(jù)傳輸可采用有線和無(wú)線兩種方式與監(jiān)測(cè)中心通訊。對(duì)于有線方式，可采用一般電纜通訊或光纖通訊，可實(shí)現(xiàn)串口通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊或其他有線通訊方式。對(duì)于無(wú)線方式，可實(shí)現(xiàn)GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)采用全透明方式，最大支持五個(gè)數(shù)據(jù)中心，同時(shí)具有手機(jī)短信報(bào)警管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)捷得知設(shè)備運(yùn)行狀況，完成遠(yuǎn)程控制的需要。
4）保障DT尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各個(gè)儀器設(shè)備的正常運(yùn)行，滿(mǎn)足今后系統(tǒng)在硬件節(jié)點(diǎn)的增加等要求。
1）可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)的各測(cè)點(diǎn)測(cè)量參數(shù)，數(shù)據(jù)以數(shù)字或曲線圖形式實(shí)時(shí)顯示、記錄和打印，可根據(jù)需要設(shè)定測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)不僅可進(jìn)行濾波、計(jì)算等處理。
2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠以多種數(shù)據(jù)庫(kù)形式保存并可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，還可以直接生成EXCEL或其他形式報(bào)表。
3）操作界面清晰直觀，工具條與按鈕操作。顯示界面可分為主界面和各子界面，各界面間切換靈活。界面圖案可按客戶(hù)要求繪制改動(dòng)。
4）數(shù)據(jù)的圖形方式顯示，包括時(shí)間歷程曲線圖、X/Y坐標(biāo)圖、模擬圖、直方圖等形式。
5）具有數(shù)據(jù)越限報(bào)警功能，現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)上傳報(bào)警信息時(shí)，主機(jī)會(huì)出現(xiàn)明顯的報(bào)警畫(huà)面和報(bào)警信息，同時(shí)還可提供各種聲光報(bào)警等多媒體提示。
6）能對(duì)系統(tǒng)中的每一用戶(hù)進(jìn)行口令和操作權(quán)限的管理，能對(duì)不同的用戶(hù)分配不同的系統(tǒng)訪問(wèn)、操作權(quán)限級(jí)別，保障運(yùn)行系統(tǒng)的安全性。
7）實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)信息打印的管理功能，支持對(duì)圖形、報(bào)表、曲線、報(bào)警信息、各種統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果等的打印。
8）在線編輯、維護(hù)、修改、擴(kuò)展功能。系統(tǒng)軟件滿(mǎn)足開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)的要求，并滿(mǎn)足數(shù)據(jù)庫(kù)容量的擴(kuò)充、系統(tǒng)軟件功能的增強(qiáng)等方面的要求。
DT尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳感器、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元、監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)處理與分析三部分構(gòu)成。技術(shù)構(gòu)架圖如下所示：
現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳感器按監(jiān)測(cè)項(xiàng)目參數(shù)的性質(zhì)主要有以下四部分：
1) 壩體浸潤(rùn)線測(cè)量傳感器，可采用滲壓計(jì)。
2) 壩體內(nèi)部變形測(cè)量傳感器，可采用固定式測(cè)斜儀。
3) 庫(kù)水位測(cè)量傳感器， 可采用適于水位量程的水位計(jì)。
4) 降水量測(cè)量傳感器，可采用雨量計(jì)。
5) 地表位移測(cè)量傳感器，可采用位移計(jì)。
6) 含水量測(cè)量傳感器，可采用含水計(jì)。
以下介紹了一些典型被應(yīng)用在尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的性能可靠的傳感器，在實(shí)際應(yīng)用中還可根據(jù)實(shí)際的環(huán)境、范圍以及使用成本選用適合的儀器。
對(duì)于壩體浸潤(rùn)線的監(jiān)測(cè)，一般選擇尾礦庫(kù)壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對(duì)下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測(cè)剖面。大型尾礦庫(kù)在一些薄壩段也應(yīng)設(shè)有監(jiān)測(cè)剖面。每個(gè)監(jiān)測(cè)剖面應(yīng)設(shè)置5個(gè)以上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
PW型滲壓計(jì)是一個(gè)振動(dòng)膜壓力傳感器，傳感元件是把柔軟的壓力膜焊接在堅(jiān)固的圓柱體空腔上而組成的，除振弦外的所有部分都是由高強(qiáng)不銹鋼組成，高強(qiáng)度的振動(dòng)弦一端夾在膜的中間，其另一端夾在空腔的另一端，在制造過(guò)程中振弦預(yù)緊到一定的張力狀態(tài)然后密封確保壽命和穩(wěn)定。
傳感器安裝有防水保護(hù)：防水接頭、陶瓷、帶O型線圈的防水頭見(jiàn)下圖。
使用過(guò)程中，壓力導(dǎo)致膜的變形而使弦的張緊度和共振頻率改變，采用滲壓計(jì)的壓力計(jì)算公式便可以計(jì)算壓力。PWL型滲壓計(jì)直徑較小，可以安裝在土體和混凝土中或者安裝在鉆孔中，甚至直徑小到38mm的管內(nèi)。
滲壓計(jì)內(nèi)有壓力傳感器和溫度電阻（下圖），其一端裝有高通或低通過(guò)濾器，另一端是電纜接口，用環(huán)氧密封。所有部件都由不銹鋼制造而成。
滲壓計(jì)的過(guò)濾器用O型線圈密封，由于有過(guò)濾器的隔離作用，壓力膜可以免遭外界微小顆粒的破壞，傳感器就僅僅可以測(cè)量到液體的壓力。在需要率定和浸潤(rùn)飽和時(shí)過(guò)濾器可以很容易卸開(kāi)，當(dāng)作為壓力傳感器使用時(shí)，可以用管螺紋接頭代替過(guò)濾器。
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技術(shù)規(guī)格 |
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測(cè)量范圍 |
0.1~70Mpa 或15~10000psi |
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分辨率 |
0.01ms或0.1L.U. (MB-6TL)
0.1Hz.(PALMETO VW)
0.1℃ |
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精度 |
± 0.1%F.S.(±0.5%和± 0.25%選項(xiàng)) |
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溫度飄移 |
± 0.1%F.S./°C |
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最大超載 |
兩倍量程范圍 |
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型號(hào) |
PWS PWP PWC PWF |
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外殼 |
袖珍型 推進(jìn)式 EW螺紋 螺紋式 厚壁式 |
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材料 |
不銹鋼 |
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外徑(mm) |
19 33 19 28 |
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長(zhǎng)度(mm) |
200 260 213 225 |
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透水石 |
50微米低氣壓燒結(jié)的不銹鋼式
16微米高氣壓的陶瓷式 |
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測(cè)量范圍 |
-40~65°C |
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精度 |
± 0.5%F.S. |
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熱感應(yīng)電阻熱常量 |
1分/°C（2分/°F） |
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電纜 |
標(biāo)準(zhǔn) |
雙絞線22AWG，IRC-41屏蔽式 |
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備選 |
雙絞屏蔽線，中心有合成纖維（2PK-13或2PK-15） |
浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計(jì)算工況所得到的壩體浸潤(rùn)線位置來(lái)埋設(shè)。
對(duì)于壩體內(nèi)部變形，一般在最大壩高處、地基地形地質(zhì)變化較大處均布置監(jiān)測(cè)剖面。每個(gè)剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設(shè)置4～6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。最下面一個(gè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在壩腳外5～10m范圍內(nèi)的地面上，以用于監(jiān)測(cè)尾礦壩發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性。
可選用美國(guó)AGI公司的906 little dipper雙軸固定測(cè)斜儀來(lái)測(cè)量壩體內(nèi)部變形。
906 little dipper雙軸固定測(cè)斜儀由一個(gè)玻璃瓶和裝入瓶?jī)?nèi)的5個(gè)內(nèi)置電極組成，當(dāng)傳感器傾斜時(shí)，電極的浸入深度不同，電極之間的直流電阻就不同，因而四個(gè)象限的電極就可以測(cè)量平面X和Y方向的傾斜。輸出信號(hào)為直流電壓，并且和傾斜量及溫度成正比。固定測(cè)斜儀可以多個(gè)串接安裝，固定測(cè)斜儀的導(dǎo)向片可以用于保證傳感器在管內(nèi)的安裝方向，通常安裝在孔深小于45米的淺孔內(nèi)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)位移。
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主要技術(shù)參數(shù) |
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軸數(shù) |
2 |
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分辨率 |
20弧秒 (0.01mm/m) |
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角量程 |
±12.5° |
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響應(yīng)時(shí)間 |
0.15秒 |
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工作溫度 |
-10°~+50° |
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輸出電壓 |
±2.5 V DC or 0-5 V DC |
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比例因子 |
大約4°/V |
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溫度傳感器 |
輸出為0.1℃/mV，0mV=0℃精度：±0.75℃ |
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輸出電阻 |
270 ohms，短路保護(hù) |
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電源要求 |
8 ~ 24 VDC/7mA，最大紋波Vp-p=250mV，電壓極性反轉(zhuǎn)保護(hù) |
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外部連接 |
多芯鍍錫銅線電纜 |
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尺寸及重量 |
33mm×208mm，最大規(guī)格長(zhǎng)3米 |
現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖及906 little dipper雙軸固定測(cè)斜儀圖片如下：
對(duì)于庫(kù)水位的測(cè)量，一般在庫(kù)內(nèi)排水構(gòu)筑物上放置合適量程水位計(jì)。庫(kù)內(nèi)排水構(gòu)筑物一般位于尾礦庫(kù)內(nèi)，排水構(gòu)筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置前，針對(duì)特定尾礦庫(kù)的實(shí)際情況選擇放置。
可選用國(guó)產(chǎn)STLP投入式水位計(jì)，該產(chǎn)品采用美國(guó)原裝高精度擴(kuò)散硅不銹鋼隔離膜傳感器及專(zhuān)用轉(zhuǎn)換電路，吸收引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，確保產(chǎn)品能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地在水中及其它液體介質(zhì)中使用。
主要特點(diǎn):
產(chǎn)品精度高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，測(cè)量范圍寬，可靠性強(qiáng)；業(yè)界領(lǐng)先的激光全焊接結(jié)構(gòu)，無(wú)O形圈密封結(jié)構(gòu)，確保產(chǎn)品長(zhǎng)期使用無(wú)滲漏；全固定結(jié)構(gòu)，抗沖擊震動(dòng)；防射頻，防雷擊設(shè)計(jì)；過(guò)電壓，反極性，限流等多重保護(hù)。
技術(shù)指標(biāo):
測(cè)量范圍: 0～10 mH2O
供電電源: 12V DC
工作溫度: -40～80℃
精度：0.5%
對(duì)于尾礦庫(kù)，降雨量是影響其安全的最重要的環(huán)境因素，一般應(yīng)在排水井處設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，放置雨量計(jì)。可選用國(guó)產(chǎn)SL2-1型翻斗式雨量計(jì)。
該翻斗式雨量計(jì)由集水器、翻斗、調(diào)節(jié)螺釘、干簧管等構(gòu)成。在測(cè)量過(guò)程中，隨著翻斗間歇翻倒動(dòng)作，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)，發(fā)出一個(gè)個(gè)脈沖信號(hào)，將非電量轉(zhuǎn)換成電量輸出。
SL2-1 型雨量傳感器用來(lái)測(cè)量地面降雨,雨水通過(guò)一個(gè)表面積為200cm2 的接收器,再通過(guò)一個(gè)過(guò)濾斗流人翻斗里，當(dāng)翻斗流入一定量的雨水后，翻斗翻轉(zhuǎn)，倒空斗里的水，翻斗的另一邊又開(kāi)始接水，翻斗的每次翻轉(zhuǎn)動(dòng)作通過(guò)干簧管轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)(1 脈沖=0.1mm 降雨量)傳輸?shù)讲杉到y(tǒng)。
主要技術(shù)指標(biāo)：
承水口直徑： Ф200mm(200cm2)
分辨力： 0.1mm
測(cè)量范圍： 0-4mm/min
測(cè)量不確定度： ±0.4mm(≤10mm)±4%(>10mm)
環(huán)境溫度： 0-60℃
重量： 3.1kg
在尾礦庫(kù)地表的邊坡、山體的安全監(jiān)測(cè)，也常常視為安全監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目。通過(guò)監(jiān)測(cè)其發(fā)生的地表位移可以判斷其安全性。在尾礦庫(kù)的安裝地表位移測(cè)量?jī)x器，安裝位置的示意圖如下：
可采用臺(tái)灣WEP50型拉線位移傳感器，該位移傳感器的主要特點(diǎn)是輸出靈敏度高、線性好、體積小、自重輕、溫度漂移小、抗?jié)穸刃阅軓?qiáng)，安裝使用方便。傳感器在地下安裝將有外保護(hù)裝置。
它的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
型 號(hào)：WEP50-1000-A1
輸出信號(hào)：4-20mA
工作電壓：12-24V DC
工作溫度：-10 ~ +80°C
儲(chǔ)存溫度：-20 ~ +90°C
傳感元件：精密線繞導(dǎo)電塑料混合電位器
測(cè)量行程：1000 mm
防護(hù)等級(jí)：IP65
往復(fù)速度：0.5M/秒
精 度：0.15mm
對(duì)于尾礦庫(kù)，有時(shí)可通過(guò)測(cè)量尾礦庫(kù)各方向的土壤的含水量，判別影響其安全的因素，可在適當(dāng)位置放置含水計(jì)。
推薦一種澳大利亞ICT公司生產(chǎn)的MP406型含水計(jì)，用來(lái)測(cè)量土壤的水分。其規(guī)格是長(zhǎng)195mm，直徑40mm，通常有3個(gè)針頭，可以長(zhǎng)期壓于或埋在土體中。
含水計(jì)的輸出信號(hào)是電壓值，對(duì)于特定的土質(zhì)，標(biāo)定后，含水計(jì)的精度可達(dá)2%的體積含水量。
技術(shù)參數(shù)：
范圍：0-100VSW%
精度：2VSW%
反應(yīng)時(shí)間：小于0.5秒
材料：不銹鋼
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元（DT MCU）系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、GPRS/CDMA無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端、防雷器件、接線與通訊接口、防水工業(yè)機(jī)箱等組成。
各種傳感器信號(hào)按順序接入輸入信號(hào)模塊中，經(jīng)由防雷板處理后，進(jìn)入DT采集器中傳感器采集通道，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)串口與GPRS/CDMA無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端連接后，便可按TCP/IP協(xié)議遠(yuǎn)程與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理系統(tǒng)進(jìn)行通訊了。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元的工作、結(jié)構(gòu)示意圖如下。
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元的工作、結(jié)構(gòu)示意圖
采用澳大利亞dataTaker 公司生產(chǎn)的DT80G/DT85G型巖土智能可編程數(shù)據(jù)采集器及其擴(kuò)展模塊CEM20,動(dòng)態(tài)采集可使用DT800數(shù)據(jù)采集器。
DT80G/DT85G具有如下特點(diǎn)：支持振弦式及其它巖土型傳感器，獨(dú)立工作或使用強(qiáng)大的內(nèi)置通訊選項(xiàng)組網(wǎng)，以各種期望的方式及地點(diǎn)訪問(wèn)數(shù)據(jù)；支持U盤(pán)；堅(jiān)固的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)，提供了在極端的巖土環(huán)境應(yīng)用下可靠的操作；低成本高效，DT80G具有5～15個(gè)模擬通道，DT85G具有16～48個(gè)模擬通道，通過(guò)與CEM20擴(kuò)展模塊連接， DT80G可擴(kuò)展到100個(gè)通道，DT85G可擴(kuò)展到300個(gè)通道。實(shí)時(shí)瀏覽數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)到高達(dá)五百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù)可以通過(guò)U盤(pán)、FTP、手機(jī)，適合于SCADA的Modbus，以太網(wǎng)或網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)。
DT80G/85G可以連接到大部分的傳感器和數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備，包括智能傳感器，SDI－12傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，GPS，PLC和其他智能設(shè)備。測(cè)量結(jié)果可以被比例縮放，存儲(chǔ)以及返回工程單位或者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表。所有通道都可以進(jìn)行報(bào)警設(shè)置。支持Windows版軟件。
CEM20 是DT80g系列的通道擴(kuò)展模塊，它具有緊湊小巧的尺寸，極低的能耗，可以低成本方式增加數(shù)據(jù)采集器通道，每個(gè)連接到數(shù)據(jù)采集器模擬通道的CEM20都可以擴(kuò)展20個(gè)模擬通道。
DT80G、DT85G及CEM20圖片如下：
可提供兩種供電方式供實(shí)際選擇：1）利用現(xiàn)場(chǎng)供電，采用高精度線性11–24VDC開(kāi)關(guān)電源，可為數(shù)據(jù)采集器和傳感器供電 2）采用外部15V太陽(yáng)能板為系統(tǒng)供電。
采用dataTaker-GPRS/CDMA DTU無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端。DTCL-GPRS/CDMA DTU可為用戶(hù)提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專(zhuān)用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，利用手機(jī)GPRS網(wǎng)絡(luò)或CDMA網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。支持根據(jù)域名和IP地址訪問(wèn)中心多種工作模式選擇，支持串口軟件升級(jí)和遠(yuǎn)程維護(hù)，使用方便、靈活。
GPRS/CDMA可以利用現(xiàn)有GSM/CDMA網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)無(wú)線上網(wǎng)，無(wú)線接入，提供真正的廣域無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)。GPRS/CDMA允許用戶(hù)在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。GPRS/CDMA可以在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)保證最低13.4KBPS的傳輸速度，峰值可以高達(dá)53.6KBPS，一般能夠穩(wěn)定在23KBPS左右。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點(diǎn)多分散、中小流量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。
安裝在戶(hù)外的尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件均需經(jīng)過(guò)防雷保護(hù)，采用專(zhuān)用電源防雷器對(duì)電源進(jìn)行D級(jí)電涌防護(hù)，輸入信號(hào)接入保護(hù)等級(jí)為IP00的信號(hào)防雷板進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)。數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)天饋防雷器后與發(fā)射天線聯(lián)接。系統(tǒng)與大地之間應(yīng)用專(zhuān)用防雷接地線連接，確保整個(gè)系統(tǒng)不遭受雷擊和其它高電壓破壞。
采用適于野外應(yīng)用的防水板金或不銹鋼機(jī)箱，做工精細(xì)。厚度為1.5mm或2mm供選擇，防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP55。機(jī)箱前面板可開(kāi)合，使用堅(jiān)固合頁(yè)，閉合緊密，安裝有野外用加密鎖。根據(jù)實(shí)際需要，機(jī)箱表面還可加裝吊環(huán)或掛耳等。機(jī)箱底面安裝有與電源、通訊及傳感器連通的防水PG接頭，便于與外部設(shè)備聯(lián)接。
機(jī)箱內(nèi)板堅(jiān)固，配有標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌供儀器配置。數(shù)據(jù)采集器、電源、防雷器、數(shù)據(jù)傳輸單元被安裝于內(nèi)板上，此外，內(nèi)板上還裝有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接線端子、控制開(kāi)關(guān)及其它固定件。
機(jī)箱樣機(jī)圖片如下：
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元系統(tǒng)的容量可以根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)目標(biāo)的多少進(jìn)行配置，系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集器的選用與聯(lián)網(wǎng)方式也會(huì)有所不同。
如果尾礦庫(kù)的測(cè)量范圍大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)多，或者還需對(duì)其加固效果或水文氣象等諸多參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，那么系統(tǒng)可按以下三種方式擴(kuò)容：
1）直接在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元MCU內(nèi)部增加CEM20擴(kuò)展模塊，也可采用內(nèi)部RS485組網(wǎng)連接方式。
2）按監(jiān)測(cè)單元位置或功能增加并劃分遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元RTU的數(shù)量，監(jiān)測(cè)中心與各RTU單元用TCP/IP無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、RS-485數(shù)據(jù)總線或光纖等形式組成分布式數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)監(jiān)測(cè)中心軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
采用具有奔騰4處理器或以上及Windows XP或以上操作系統(tǒng)的主機(jī)，主機(jī)安裝在具有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的場(chǎng)所內(nèi)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)采集器傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，對(duì)各種測(cè)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。應(yīng)用軟件采用Microsoft .NET Framework進(jìn)行開(kāi)發(fā)的DTsMonitor監(jiān)測(cè)軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)DTs）。
DTs監(jiān)測(cè)軟件是信息管理及分析軟件，主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壩體參數(shù)并進(jìn)行監(jiān)測(cè)資料分析，具體包括單點(diǎn)或多點(diǎn)數(shù)據(jù)、瀏覽過(guò)程線及圖形繪制。
DT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件安裝在具有良好開(kāi)放性、可擴(kuò)充性和高可靠性等技術(shù)性能指標(biāo)的符合開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的中文WINDOWS XP操作系統(tǒng)，構(gòu)建于時(shí)下流行的.NET框架結(jié)構(gòu)上。數(shù)據(jù)庫(kù)采用方便簡(jiǎn)潔的ACCESS，也可定制使用其他的數(shù)據(jù)庫(kù)，如SQLSERVER或ORACLE。主機(jī)安裝在具有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的場(chǎng)所內(nèi)，以便更迅捷的通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集器傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、監(jiān)測(cè)、記錄或?qū)С觥１O(jiān)控中心還可按需配置打印機(jī)、服務(wù)器等相關(guān)設(shè)備。在主機(jī)內(nèi)安裝我公司研發(fā)的“DTs尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”軟件。軟件的界面功能示范圖如下：
1） 進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面
主界面可根據(jù)要求定制啟動(dòng)界面圖像、軟件系統(tǒng)名稱(chēng)和定制單位名稱(chēng)。
用戶(hù)通過(guò)菜單欄和快捷鍵對(duì)整個(gè)系統(tǒng)操作，系統(tǒng)擁有工程管理、設(shè)備連接、壩體浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)、壩體內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)、庫(kù)水位監(jiān)測(cè)、降雨量監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)報(bào)警、用戶(hù)管理和幫助等功能。
2） 工程管理
本功能主要針對(duì)易變的工程項(xiàng)目，采用“所見(jiàn)即所有”方式，不同的文件夾就是不同的已建立的工程項(xiàng)目，所有的數(shù)據(jù)、資料均放在相應(yīng)文件夾內(nèi)。
對(duì)于基本不變的的工程項(xiàng)目，在系統(tǒng)第一次調(diào)用后便可自動(dòng)保存，并在下次系統(tǒng)的啟動(dòng)中自動(dòng)調(diào)用。
3） 設(shè)備連接
針對(duì)不同的DT RTU儀器硬件環(huán)境，可以采用串口RS232方式、以太網(wǎng)方式或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行軟件系統(tǒng)與硬件的相應(yīng)連接，通訊協(xié)議均為國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。在一次連接成功后，系統(tǒng)自動(dòng)針對(duì)軟硬件自檢并保存設(shè)置，在下次重新打開(kāi)本系統(tǒng)后不用按項(xiàng)重新設(shè)置。
4） 數(shù)據(jù)采集
針對(duì)不同的用戶(hù)操作級(jí)別，采用文本編程和點(diǎn)擊編程兩種方式將程序發(fā)送到硬件系統(tǒng)上。
文本編程，采用類(lèi)C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，幾行語(yǔ)句就能發(fā)送較為復(fù)雜的程序，對(duì)操作人員的編程能力要求較高。
點(diǎn)擊編程，使用簡(jiǎn)單但相對(duì)文本編程繁瑣，通過(guò)鼠標(biāo)按照通道號(hào)點(diǎn)擊相應(yīng)配置進(jìn)行編程，這種操作方式比較容易掌握。
5） 數(shù)據(jù)顯示
對(duì)采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)文本報(bào)表顯示和曲線等方式來(lái)呈現(xiàn)給軟件操作者，也可通過(guò)系統(tǒng)提供的功能，將所需要數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL或PDF中，供用戶(hù)分析和保存數(shù)據(jù)。
文本顯示采用表格方式，將所有返回?cái)?shù)據(jù)顯示在同一張或不同張的表格上，同時(shí)可定義報(bào)警值。一旦產(chǎn)生報(bào)警，系統(tǒng)通過(guò)顏色的交替、發(fā)出系統(tǒng)報(bào)警聲或發(fā)送短信給相關(guān)人員報(bào)警，客戶(hù)可自定。也可針對(duì)不同的時(shí)間段，顯示實(shí)時(shí)或歷史報(bào)表，本系統(tǒng)報(bào)表擬采用水晶報(bào)表。
時(shí)間歷程曲線，能簡(jiǎn)單明了的觀察到數(shù)據(jù)在標(biāo)定時(shí)間內(nèi)的變化。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)返回點(diǎn)，曲線可以定義不同的圖形（星、點(diǎn)、叉等）和不同的顏色來(lái)加以區(qū)分，并且可以按不同的時(shí)間段來(lái)描畫(huà)出歷史曲線來(lái)。
6) 壩體內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)
將傳感器采回的數(shù)值，實(shí)時(shí)顯示在模擬面板，可以形成孔內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的變形曲線。
7) 降雨量監(jiān)測(cè)
軟件采用雨量計(jì)模擬面板形象的描述當(dāng)前雨量狀況，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前累計(jì)雨量，上次累計(jì)雨量，檔次降雨量，可以設(shè)置上次累計(jì)雨量。
8）管理權(quán)限界面
提供【操作工級(jí)】、【班長(zhǎng)級(jí)】、【工程師級(jí)】、【管理員級(jí)】4級(jí)管理權(quán)限，權(quán)限名稱(chēng)用戶(hù)可自定。針對(duì)不同的權(quán)限，可查看整個(gè)系統(tǒng)的不同部分和進(jìn)行不同的操作。
6 DT尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的先進(jìn)性分析
1） 系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性
本公司制造的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元（DT MCU）已取得ISO9001:2000的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，并已被成功應(yīng)用于國(guó)家體育館等重大科研項(xiàng)目。核心部件的DT數(shù)據(jù)采集器通過(guò)國(guó)際CE認(rèn)證，早已在很多巖土工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用過(guò)。測(cè)試傳感器采用國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，精度高且性能可靠。
系統(tǒng)的工作溫度范圍寬（最高可從-45℃到70℃），使用壽命長(zhǎng)，在惡劣的野外環(huán)境下具有很高的穩(wěn)定性。
2）系統(tǒng)的兼容性
DT-MCU系統(tǒng)具有高通用性和兼容性，適合接入電壓型、電流型、電阻型、熱電偶、脈沖型、振弦式、卡爾遜式、數(shù)字信號(hào)等多類(lèi)型傳感器，還可實(shí)現(xiàn)MODBUS總線兼容技術(shù)。
3) 系統(tǒng)抗干擾性能
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)單元通過(guò)自身的隔離裝置解決了傳感器和采集系統(tǒng)的接地回路問(wèn)題，并被設(shè)計(jì)成抗噪音。在解決接地回路和抗噪音方面達(dá)到世界領(lǐng)先水平。這些性能確保了在惡劣環(huán)境下采集信號(hào)的精確度。
4) 先進(jìn)的遠(yuǎn)程通訊
應(yīng)用GPRS/CDMA無(wú)線通訊技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集從而達(dá)到真正意義上的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)確保了通訊數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)時(shí)性，這項(xiàng)技術(shù)體現(xiàn)了當(dāng)今先進(jìn)的遠(yuǎn)程通訊技術(shù)在巖土工程監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用。
5）強(qiáng)大的軟件功能
采用先進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)，功能強(qiáng)大、靈活方便、界面美觀，不僅可完全實(shí)現(xiàn)尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的功能要求，還可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行軟件升級(jí),符合今后的發(fā)展方向。
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