大坝安全监测系统硬件集成的研究与应用

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1、摘要在大坝安全监测中，构建自动化监测系统是近年来发展的趋势。然而，与工业生产自动化领域日渐成熟的硬件集成技术相比，大坝安全监测自动化系统中的硬件集成技术还有许多值得深入研究和改进的地方。特别是在大坝处于恶劣环境和现场条件简陋等不利因素的影响下，如何利用先进的计算机、通信和电子技术等构建高效的自动化监测系统，提高其长期稳定性和可靠性从而准确监测大坝的安全性态，对保障人民生活和国民经济有着积极意义。本文在分析大坝安全监测自动化系统应用情况的基础上，结合实际工程项目，对大坝安全监测系统的体系结构、硬件集成

2、技术做了重点研究，涉及如下几个方面内容：(1)综合分析集中式、分布式和网络集成式结构在可行性、可靠性和经济性等方面的优劣，根据实际的工程需要构建系统的最优结构及功能。(2)在分析国外先进电子设备的工作原理和技术性能的基础上，如美国Geomation公司的2380MCU，Geokon公司的GK4500AL渗压计等，对硬件集成技术进行深入研究。(3)结合实际工程，利用硬件集成技术将MCU、渗压计和光纤通讯设备构成监测系统的硬件部分，利用Geonet组态软件编制针对大坝渗流监测的采集程序和对MCU的诊断程

3、序，对系统数据精度、传输速率、传输误差率等做进一步分析。(4)针对已经投入运行的监测系统出现的一些问题，利用现场总线技术和无线通信技术对系统进行优化设计以提高系统的可靠性与可扩展性。关键词：大坝安全监测硬件技术集成数据采集与监测光纤通信抗干扰AbstractCreatingautomaticsupervisionsystemisthetrendofdamsafetymonitoring．However,thehardwareintegrationtechniqueinthisfieldhasmuch

4、aspectworthresearchingandimproving，comparedtothegraduallymaturehardwareintegrationtechniqueintheindustrialautomationfield．Itismuchsignificanceforpeople’slifeandnationaleconomytoacquirethedamsafetyinformationandutilizemodernhardwaretechniquetoestablishh

5、ighefficientdamsafetymonitoringsystemwithlong—timestabilityandhighreliabilityunderformidablenaturalconditions．Combiningwithpracticalproject，thestructureandhardwareintegrationtechniqueofdamsafetymonitodngsystemhavebeenmainlystudied，basedonanalysisofitsa

6、pplications．Themaincontentsareasfollows：(1)Meritsandfaultsoffeasibility／reliability／economicalefficiencyforthreekindsystemstructuresarecomparedandanalyzed．Theoptimumstructureandfunctionisconstructedaccordingtodemandofpracticalproject．(2)Basedontheanaly

7、sisofoperatingprincipleandtechnicalcharacteristicsofforeignfacility，suchasGeomation2380MCU，Geokon4500ALvibratingwirepiezometers，thehardwareintegrationtechniqueofdamsafetymonitoringsystemwasstudieddeeply．(3)TheMCU，piezometersandfiber-opticcommunicationw

8、ereintegratedtothehardwaresystemwithhardwareintegrationtechnique．TheacquisitionprogramanddiagnosticprogramweregeneratedbyGeonetconfigurationsoftware．Theaccuracy,transferspeedanderrorrateofdatawereanalysed(4)Thesupervisionsystemisoptimum