实时远程监测

实时远程监测（精选十篇）

实时远程监测 篇1

1. 系统硬件组成

远程实时监测诊断系统的硬件配置充分考虑了系统数据安全性、数据冗余性、数据实时性、数据完整性、系统抗压性等, 主要采用如下硬件。

(1) 不间断电源UPS。采用了Smart 8000 UPS、Smart10000 UPS、APC台式机UPS, 保证了系统安全性和稳定性。

(2) Cisco PIX 515E防火墙。集成入侵监测系统 (IDS) 提供了先进、高性能的保护, 可防御网络和应用层攻击、拒绝服务 (DoS) 攻击, 为远程中心提供足够的安全保护。

(3) Cisco Catalyst系列24口1000M交换机。提供光纤扩展和可靠稳定安全的网络基础平台。

(4) IBM3573-L2U (TS3100) 磁带机+IBMX346备份服务器。实现对数据大量存储的定期自动备份, 以及数据存储转移和冗余。

(5) IBM X3850数据库服务器+IBM DS400磁盘阵列柜。该系统在存储方面选择IBMDS400磁盘阵列柜, 纯光纤数据传输;在数据库服务器的运算方面选择了IBM小型服务器双CPU 4G内存容量, 单独为数据库提供快速的运算处理能力。

(6) IBMX3650WEB服务器。WEB服务器是提供所有数据再现的一个窗口, 为远程诊断提供可视化界面。

2. 系统运行结构

远程实时监测诊断系统采用网络拓扑结构, 由远程监测诊断中心、分公司数据服务器以及现场数据采集器三部分组成。其中远程监测诊断中心主要完成对各分公司数据服务器及数据采集器的管理与设置、机组运行数据的长期存储和管理、大型旋转设备故障提供专业的诊断。分公司数据服务器完成对该分公司数据服务器及数据采集器的管理与设置, 机组运行数据的长期存储和管理, 并实现所有运行数据的集中远程网络传输。现场数据采集器作为远程监测诊断中心位于各个工厂的数据采集终端, 主要完成采集和分析工厂机组运行数据, 实时保存振动波形、频谱、故障特征、转速、轴位移以及温度、压力、流量等现场重要工艺参数。

3. 系统功能

远程实时监测诊断系统作为机组远程诊断和维护平台, 可全自动地连续记录各机组的运行状态。根据记录的状态数据, 通过各种分析手段, 能及时发现早期出现的故障征兆, 并对表征机组运行状态的各种监测量 (振动、轴位移、键相、温度、压力等) 进行在线报警检查。在远程监测诊断中心的技术支持下, 可随时通过互联网对机组的运行状态进行分析, 并对出现的故障做精密诊断, 及时通知现场有关人员进行适当处理, 避免事故发生。该系统自动化程度高, 可定期自动生成机组运行状态报表供生产、设备人员参考, 并可指导设备检修、维修。

4. 系统应用

远程实时监测诊断系统正式运行两年来稳定可靠, 已先后为宁夏石化、大庆石化和抚顺石化等分公司解决了困扰关键机组正常运行的问题。以下举例介绍该系统在石化企业的应用。

(1) 机组运行情况简介。

某石化公司的一台高压离心式空气压缩机组由蒸汽透平和高、低压缸组成 (图1) , 该机组自2007年检修后, 高压缸振动测点8V的振动值就达到50μm左右, 其间随着转速和负荷的变化振动值一直在50～64μm波动。从2008年1月27日开始, 测点8V的振动值随着转速和负荷的升高逐渐上升, 1月29日从远程实时监测诊断系统观测, 测点8V的振动值最大达到72μm, 后来随着转速和负荷的降低, 振动值降为61μm。

(2) 测试分析图。

从远程实时监测诊断系统截取了部分图谱, 测点8V的振动幅值历史趋势图、频谱图如图2、图3所示。

(3) 诊断意见。

从图2可看出, 高压缸测点8V的振动值随着转速的升高而上升, 随着转速的降低而下降;从图3可看出, 测点8V的振动以工频占主导。经分析认为高压缸的振动同转速的变化有密切关系, 高压缸振动过大的主要原因是高压缸转子的平衡精度差 (包括高压缸转子结垢、腐蚀等) 。

(4) 检修反馈。

在动平衡机上复查高压缸转子的平衡状态:动平衡机转速为1 368r/min时, 高压缸转子振动速度不大于0.8mm/s。动平衡机转速为10 000r/min时, 高压缸转子振动速度为10mm/s, 超标12倍以上。在高压缸转子叶轮上绑铜丝120g后, 达到了平衡精度。机组重新投入运行后, 高压缸测点8V的振动值从最大72μm降为11.5μm, 检修前后测点8V的振动幅值历史趋势图见图4。

5. 结束语

远程实时监测诊断系统在石化企业的实施与推广, 为发挥全员管理提供了支持, 它可对所有大型机组进行全天候的不间断监测, 并不断向生产调度、机动管理、诊断、维修部门及各级领导发送实时数据。保证设备安全可靠运行, 发挥设备最大的设计能力和使用效率。及时准确地对关键机组转子运行中出现的异常或故障进行诊断, 以便制定正确的维修策略, 发现问题时可及时采取措施。

摘要：介绍远程实时监测诊断系统的硬件组成、运行结构和功能, 并结合实例说明远程实时监测诊断系统在石化企业的应用。

关键词：远程实时监测,诊断系统,石化企业

参考文献

[1]沈庆根, 郑水英.设备故障诊断[M].北京:化学工业出版社, 2005.

飞机实时数据的远程管理 篇2

飞机实时数据的远程管理

由波音与航空公司用户共同设计飞机健康管理(AHM)是航空系统重要的组成部分,使数据、信息和知识在业内快速共享.AHM具备的`飞机数据的远程采集、监控和分析功能,可以实时了解飞机的状态和性能趋势.通过实时自动监控飞机数据,AHM可实现主动的维修管理.通过对飞行数据进行智能化分析,AHM可为航空公司带来很好的经济效益.

作 者：孙立  作者单位： 刊 名：航空维修与工程  PKU英文刊名：AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 年，卷(期)：2008 “”(1) 分类号：V2 关键词： 

实时远程监测 篇3

关键词：巷道掘进顶板离层及压力实时监测

1基本情况

峰峰集团九龙矿已经进入深部开采阶段，九龙矿最大开采深度已达到1000米。随着煤炭开采的逐步向下延深，深部巷道支护问题越来越突出。近年来片帮、冒顶事故逐渐增多，亟待开展深部开采巷道围岩持续流变与破坏机理，围岩控制技术及稳定性监测等方面研究工作。

九龙矿巷道工程普遍处于“三高”(即高地应力、高地温和高岩溶水压)的复杂环境。对于深部的采准巷道及部分开拓巷道围岩来说，除受“三高”影响外，还受“一扰动”(即强烈的采掘扰动)影响，使其围岩岩体的结构特征和力学行为更加复杂，表现出大变形、大地压、难支护等非线性软岩力学特性，进而导致深部巷道灾害事故增加、作业环境恶化和生产成本急剧增加等一系列问题，这为深部开采提出了严重的挑战。

深部开采条件下采场与巷道围岩的控制问题，随着采深的增加更进一步突显了其严重性。对于深部巷道围岩持续流变与破坏特征、围岩扩容与不连续变形的监测与控制技术，过去缺乏系统、针对性的研究，再加上深部开采的特殊性，使得深部开采条件下围岩稳定性控制问题没有得到解决，片帮、顶板的离层垮冒、采场端面冒漏仍没有从根本上消除。

我们在15228s上下巷及切眼实施了围岩稳定性远程、实时、自动监测技术。通过顶板在线监测，从而为深部巷道支护设计提供合理参数；建立巷道围岩稳定性与顶板安全监测系统；实现深部巷道稳定性多因素模式识别预测及危险区域动态识别，有效预测顶板垮落、片帮事故，合理控制深部巷道围岩变形。

2监测原理及系统组成

2.1在九龙矿建立深部开采采动应力及顶板位移在线监测系统，建立起700米监测巷道；该系统包括监控数据服务器，数据采集与分析软件，压力与位移传感器及传输电缆等。

2.1.1井下采用了本安型多向压力传感器和本安型位移监测仪。

2.1.2地面系统，建立数据共享，提供多用户数据访问，便于相关科室进行数据实时观测与历史数据的查询。

2.1.3系统实现24小时实时监测，自动更新并显示各测点数据及变化曲线；建立空间与时间上巷道变化趋势。

2.1.4基于动态监测数据，实现顶板大面积垮落在线预测；为提前支护提供最佳时机，杜绝冒顶事故的发生。

2.1.5基于现场实测数据，总结开采过程中的采动应力变化规律及顶板位移规律，提出深部开采围岩稳定性判别准则：建立基于现场实测位移的反分析法，与数值模拟相结合进一步分析采动应力变化规律及顶板位移规律，对九龙矿巷道的支护设计提供指导性建议。

2.2系统组成

2.2.1监测系统总体框架(以太网—总站—分站—分站)如图1。

2.2.2我们利用已有的矿用安全监测监控系统KJ2000进行数据传输。其组成主要有：监测数据服务器，瓦斯监控分站，ZCW-Z(B)位移采集仪，GWG200(C)本安型位移监测仪，GYG50／50(A)本安型压力传感器，本安电源，其网络拓扑结构如图2。

3监测方案

九龙矿15228(S)工作面西部为15226(S)采空区，东部为南翼二水平上部；南部为F4断层；北部为南二采区的三条上山下部。巷道断面为斜矩形，工作面面长132米，走向长640米，采用锚网梁加锚索支护。

九龙矿现用的KJ2000煤矿安全生产监测监控系统，为充分利用现有的监测监控线路，拓展其功用，节省成本，利用KJ2000系统将矿压监测系统的数据进行传输。通过专用软件提取监测仪的测量数据。利用局域网可实现数据的共享。

3.1地面监测2000煤矿安全生产监测监控系统上传至地面监控中心，利用系统所生成的上报数据文本“实时数据txt”，提取相应监测数据值，由专用软件将数据保存至数据库并显示，同时将数据发送至局域网数据服务器，以供相关科室可以访问。数据显示界面如图2。

3.2井下布线监测仪采集位移信息，监测仪主机接收传感器的数据，传送至井下瓦斯监控分站，再由监控分站传输至地面控制中心。一个主机可以接15个传感器，采用主干式布线方式。井下布线如图3。电源在巷道内采用660V接入，尽可能就近供电，以避免线路上的损耗。

瓦斯监控分站及电源设置15228S巷已掘进40—50米，现场实际距离从监测分站布设四芯数据电缆至第一个测点安装位置，在以后测点接线通过三通进行，形成总线结构。由于一个监测主机可接15—18个监测仪，当监测仪数目超过一个主机的容量时，需布设第二路矿用四芯数据电缆。

ZCW-Z(B)位移采集仪与瓦斯监控分站接线示意图3

3.3测点设置

3.3.1顶板离层监测顶板离层是指巷道浅部围岩与深部围岩间的变形速度出现台阶式跃变，当离层达到一定值时，顶板有可能发生破坏和冒落。顶板离层是巷道围岩失稳的前兆。

离层监测采用GWG200(C)位移监测仪，其包括一个深部基点和一个浅部基点，分别测试巷道表面与浅部基点之间，巷道表面与深部基点间的相对位移。监测仪每30米布置一个测点，顶板打孔深7m，孔径φ30。安装时深测点至7m处，浅测点为2.0m与锚杆长度相当。预布设距离700m。为了避免炮掘时，由于振动使传感器产生附加位移值，每个待安装测点距掘进面距离大于30米，按随掘随布进行。

3.3.2两帮压力监测压力传感器主要测取掘进与回采时两邦压力的变化规律，并与顶板离层相结合分析巷道稳定性。传感器每100米在上下帮分别布置一个测点，要求孔深7m，孔径60mm。在安装压力传感器的断面，测量巷道的收敛变形。

3.3.3巷道收敛监测主要测取巷道开挖后一定时间内巷道顶底板和两帮的相对位移量，总结巷道表面位移随巷道围岩暴露时间的变化规律，从中找出巷道围岩位移与生产地质条件、锚索、锚杆网支护形式及参数之间的关系，为进行合理的锚索、锚杆支护设计提供可靠的基础数据，为准确评估支护效果提供量化指标。

每100米布置一个测站，每个测站3个观测截面，每个截面采用十字布点法(如图示)，视现场情况也可采用网状布点法，截面间距2～3m。测点必须在开挖后12h内埋好，距掘进工作面0～10m范围内，每天观测2次，11～20m范围内，每天观测1次，21～50范围内，每3天观测1次。

3.3.4锚杆(索)受力锚杆(索)受力监测有两种形式，一种是测量端部锚固锚杆(索)工作阻力的锚杆测力计，另一种是测量加长锚固、全长锚固锚杆受力分布的测力锚杆。

每100米布置一个测站，与压力监测、巷道收敛监测的测站相结合。

4监测数据初步分析

位移传感器

1#测站位于上巷与联络巷交接处，由于安装时联络巷已经掘进完毕，安装初期位移变化不大，中期由于上巷的掘进，有一次较明显的变化，而后随着上巷掘进工作面的推进，对1#的影响减小，位移值趋于稳定。2#测站位于联络巷中部，安装时距离工作面也较远，所受影响较小，锚固区没有产生位移，除前期受到少许影响外，随着离工作面的距离增加，位移值基本没有变化。3#测站位于联络巷与下巷的交界处，安装时距离工作面30m，受工作面的影响，前期变化较大。随工作面的推进，影响变小，位移值渐渐平稳。4#、5#、6#传感器位于下巷45m处，其中4#位于顶板中部，5#、6#分别位于上下两帮，随着工作面推进，位移变化趋势也是逐渐变小，现在已基本趋于稳定。

5结论

实时远程监测 篇4

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验设备为北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统1台, 型号为3SJ-1。该系统包括害虫诱捕器、环境监测器、数据处理和传输系统、供电系统、支架和避雷针和软件处理系统等。害虫诱捕器主要用于特定害虫的诱集、触杀。环境监测器主要用于监测环境温度、湿度等气象因子。数据处理和传输系统主要用于对诱捕触杀的害虫进行自动计数及气象因子的序列记载和远程传输。供电系统主要由太阳能电池板及蓄电池组成, 保证系统在田间野外环境中自行取得自然能源, 维持系统长期运作。软件处理系统采用电脑、手机、IPAD等可接入互联网的设备, 进行数据查询、处理分析和储存等管理工作。试验设200 W频振式测报灯、屋式二化螟性诱剂诱捕器各1台作对照工具。闪讯诱捕器和屋式诱捕工具的诱芯为PVC毛细管型。

1.2 试验作物及监测对象

试验作物为水稻, 监测对象为二化螟。

1.3 试验田基本情况

试验设在秀山县清溪场镇东林居委大坟堡组, 地理坐标为北纬28°24′32″, 东经108°53′41″, 海拔386 m。试验区地势平坦, 为渝东南稻油两熟轮作、一季中稻区, 二化螟常年发生较重。

1.4 田间诱捕器放置

诱捕器设置在比较空旷的田块上。“闪讯”害虫远程实时监测系统、测报灯和屋式诱捕器共3台以间距100m、正三角形放置。放置高度在水稻拔节前高于水稻冠层10~20 cm, 水稻拔节期及以后诱捕器底边接近水稻冠层叶面。

1.5 调查方法及分析

试验时间为在4-9月, 在二化螟的主要发生期进行系统监测。每日09:00人工调查各诱捕器诱虫数量, 并核查自动计数系统所计数据, 计数后清空诱捕器。试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 系统自动计数的准确性

4月15日-9月5日按日数计算, 自动计数与人工计数虫量一致的天数为112 d, 计数准确率为77.8%。自动计数与人工计数虫量不一致的天数为32 d, 存在多计数或少多计数, 多计数1头的天数有12 d, 多计数2头的天数有3d, 少计数1头的天数有11 d, 少计数2头的天数有1 d。按诱虫数量计算, 自动计数累计虫量为172头, 人工计数诱累计诱虫量为168头, 误差率为+2.4%。SPSS统计分析配对样本t检验, 相关系数r=0.952, t值为0.553, df=143, 双尾P=0.581>0.05。结果表明, 自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异, 准确性较高, 效果显著 (图1) 。

2.2 不同监测工具的诱测效果

2.2.1 诱虫数量

4月15日-9月5日试验期间不同监测工具诱集二化螟成虫的效果比较得出, “闪讯”害虫远程实时监测系统、屋式诱捕器和频振式测报灯日均诱虫量分别为1.17头、0.97头和1.22头, 最高单日诱虫量分别为10头、8头和12头, 累计诱虫量分别为168头、142头和175头。在整个试验期间 (共144 d) , “闪讯”害虫远程实时监测系统的日均诱虫量、累计诱虫量分别是屋式诱捕器的1.21倍、1.18倍, 是频振式测报灯的0.96倍、0.96倍。结果表明, “闪讯”害虫远程实时监测系统诱虫效果与对照工具无显著差异。

2.2.2 不同监测工具诱蛾动态消长情况比较

不同监测工具的诱测二化螟成虫效果 (见表1) 看出, 成虫各世代始见日、高峰日、终见日比较接近, 成虫发生期吻合度较高, 以越冬代二化螟蛾高峰最为明显, 单日诱虫量最高, 性诱效果比其他代次好。从逐日诱虫量趋势曲线 (见图2) 看出, 3种诱捕工具诱测成虫的发生趋势总体上趋于一致, 以“闪讯”害虫远程实时监测系统的诱蛾趋势与频振式测报灯最为接近, 峰型最为明显, 吻合度最高, 峰型最为明显, 且蛾峰发生期基本一致, 蛾峰日与灯测也基本一致。“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验, 相关系数r=0.814, t值为2.054, df=143, 双尾P=0.056>0.05。结果表明, “闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量无显著差异。“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验, 相关系数r=0.879, t值为-0.588, df=143, 双尾P=0.557>0.05。结果表明, “闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量无显著差异。

2.3 监测系统数据与田间发生情况比较

3月10-12日, 田间调查水稻螟虫冬后密度, 二化螟冬后活虫密度平均为227.8头/667 m2, 越冬代二化螟发蛾始盛期为4月28日, 高峰期为5月9日, 盛末期为5月15日;一代二化螟卵孵始盛期为5月12日, 高峰期为5月16日, 盛末期为5月22日。诱测结果表明, “闪讯”害虫远程实时监测系统与田间二化螟成虫发生期、发生量基本一致, 反映了田间二化螟发生变化情况。

2.4 气象因子和非靶标昆虫对诱捕效果的影响

2.4.1 气象因子的影响

二化螟越冬代成虫发生期平均温度20.4℃, 相对湿度83.4%, 降雨量3.0 mm, 一代成虫发生期平均温度25.4℃, 相对湿度83.9%, 降雨量1.5 mm, 二代成虫发生期平均温度23.7℃, 相对湿度88.9%, 降雨量8.0 mm。据监测工具诱测结果与气象因子的比较分析, 降雨、风力、温度等因子对诱虫量的影响不明显。据试验期间气象条件分析, 无大风大雨等极端气象因素对监测工具的影响。

2.4.2 其他非靶标昆虫的诱集及其影响

据观测和统计, 害虫远程实时监测系统诱捕器没有诱集到个体较大的非靶标昆虫, 对二化螟诱测的影响和干扰较小。有时诱集到小个体 (几毫米) 的非靶标昆虫, 这些小非靶标昆虫对系统自动计数是否有影响有待进一步研究。而频振式测报灯除诱集二化螟外, 还诱集了其他多种昆虫, 这些混杂的虫种常影响二化螟虫体的完整性, 增加了识别记数和监测的难度。

3 结语

二化螟性诱监测具有高度的灵敏性、准确性、专一性、环境友好性等优点, 已广泛应用于测报。试验结果表明, “闪讯”害虫远程实时监测系统自动记载数据与人工记载数据之间的吻合程度较好, 自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异, 自动计数准确率达77.8%, 计数准确性较高, 效果良好。

“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟诱测效果良好, 与测报灯诱蛾量的动态趋势一致, 与当地二化螟田间发生情况一致, 吻合度较高, 表现为诱测虫量较集中、有明显峰型, 能较好地反映各代种群数量动态情况。结果表明, 该系统的逐日诱虫量、诱蛾动态消长情况与屋式诱捕器、测报灯无显著差异。其受光源、天气等环境因素影响较小, 而屋式诱捕器和测报灯受大风大雨等极端气象因素的影响较大, 且测报灯还受灯光干扰和电压不足的影响[3,4,5,6,7]。该系统比屋式诱捕器及测报灯更专业, 简易方便, 放置灵活, 操作安全, 稳定性好, 使用成本低, 诱蛾专一、清晰, 虫体容易识别, 可自动记载和远程传输, 预报较准确。

继续改进和完善系统性能。试验结果表明, “闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟的监测效果较好, 能够满足当前测报工作的需求, 通过网站实现统一查询、实时读取, 实现害虫远程实时监测自动化。试验中发现, 手机短信获取诱虫信息时, 内容不很清晰, 建议按日诱虫量每天1次发送手机短信, 提高系统信息传输水平。随着该害虫远程实时监测系统工具的性能不断改进和完善, 进一步提高诱捕器的结构和性能, 完善远程数据分析及利用, 在害虫监测应用方面可替代测报灯进行二化螟预测预报。该系统作为先进、实用、简便的现代新型测报工具, 具有广阔的推广应用前景。

参考文献

[1]曾娟, 杜永均, 姜玉英, 等.我国农业害虫性诱监测技术的开发和应用[J].植物保护, 2015, 41 (4) :9-15.

[2]孟宪佐.我国昆虫信息素研究与应用的进展[J].昆虫知识, 2000, 37 (2) :75-84.

[3]焦晓国, 宣维健, 盛承发.性信息素在害虫测报中的应用研究进展[J].植物保护, 2006, 32 (6) :9-13.

[4]蔡国梁, 张华旦, 王华弟, 等.水稻二化螟性诱测报技术研究[J].中国植保导刊, 2005, 25 (9) :25-27.

[5]盛承发, 王文铎, 焦晓国, 等.应用性信息素诱杀水稻二化螟效果的初步研究[J].古林农业大学学报, 2002, 24 (5) :58-61.

[6]杨辅安, 韦永保, 祝春强.用二化螟性诱剂代替测报灯进行二化螟发生期预测[J].植物保护, 2000, 26 (2) :14-16.

关口电能计量装置误差的实时监测 篇5

关键词：电能计量;装置误差;实时监测

1引言

电能计量装置是目前电力生产中的重要设备，它对于各项电力指标及维护有着很大作用，面对装置产生的人为误差及系统误差，需要合理的方案加以解决和完善。

2关口电能计量装置误差的分析

2.1关口电能计量的意义及计量装置的组成

在我国，电能属于国民经济中十分重要的可再生二次能源。如今社会电能已得到了普遍的使用，尤其在工业、商业、交通业，共用事业、农业及居民日常生活等，都需要电能的支持。电能的各项使用程度在某些方面能够体现一个国家的发展程度高低以及现代化水平的高低。

关口电能计量的意义在于它是一种特殊的商品，能立刻产生与消耗。由于电力的生产以及其他产品生产模式不同，发电厂发电、供电部门进行供电以及用户用电三部门是整合为一个系统，该系统同时完成，且要互相紧密地联系，缺一不可。

此外，有关部门销售策略、结算策略需要相应的计量器具在这三个部门间进行测量与计算。以得出电能电量，也就是电能计量装置，其中电能表属于用于测量电能的仪表，且是电能计量装置中的核心。其余组成电能计量装置的是互感器及其二次负荷及二次压降装置等。

2.2电能计量标准的要求

电能计量是电力部门用于电能测算及维护的重要工作，根据电力系统的谐波产生特点，得出对电能计量影响方式不一致，现阶段考虑在谐波作用下时的电能计量标准如下：

（1）普通电能表能够准确地反映实际的功率，包括基波及谐波的综合功率大小，也叫做全能标准，是如今国内通常采取的电能计量标准。

（2）电能表只能够反映基波的功率，称为基波电能标准，而不计量谐波的功率。

（3）如果电能表能够分别计量基波功率及谐波功率，其称为谐波电能标准。

2.3电能计量装置产生误差的原因及解决措施

一般的关口电能计量装置的故障及计量的差错是多种多样的，[1]其主要形式主要体现在如下的几个方面：

（1）组成电能计量装置的各个组成部分，如电能表、互感器以及互感器二次回路的本体发生故障，造成电能表或互感器的误差超差或发生二次回路的接触故障。

（2）在计量装置的接线阶段出现错误。

（3）由于窃电行为造成计量的失准。

（4）由于人为抄读电能计量装置以及电量计算的错误。

（5）由于外界的不可抗力因素造成的电能计量装置故障，例如雷击或过负载等。

具体解决方案：

（1）尽量使用性能优良的产品，在电压互感器的二次回路推广方面选择快速自动的空气开关。

（2）使用电能計量的专用电压及电流互感器，避免系统误差。

（3）在有大概率落雷的地区安装相应的电能计量装置，还要在其进线处安设避雷装置。

（4）进行电能表的互感器、二次回路及二次负荷的现场校验工作。.

（5）加强电能计量装置倍率管理，严格封印管理，使其不受人为干涉与破坏，防止窃电行为。

（6）加强对电能计量的实时监控，此为控制电能计量的核心。

3电能计量装置实时监测概述

3.1实时监测的目的

在关口采取专用计能表进行电能计量，在线路母线的运行中引起电能表通过继电器在两段母线间长时间切换，造成与之相连的二次回路压降随之发生变化，因此对电能计量的实时监测十分重要。

此外，由于电能表的互感器在长期在易变化的环境中运行时，二次负荷也会经常改变，高频率的变化会造成电能计量的误差，电能表由于不同原因还会存在失压、断相及超差等问题。在一定时间内，这些问题最终会被发现及消除，但是不能准确地断定，无形中增大了电量的误差。因此，为解决误差问题必须进行实时监测。

3.2实时监测系统的组成

实时监测系统是用于电能计量监测的核心，[2]目前实时监测系统大体有集中式的在线监测系统、分区集中式的模拟总线监测系统以及分布式的数字化在线监测系统。

（1）集中式的在线监测系统

集中式在线监测系统主要利用大量的屏蔽电缆将模拟信号经过传感器引导到控制室的计算机系统，并通过计算机通过扩展外部电路，来记性各路模拟信号的采集，然后进行数据处理和检测。

（2）分区集中式的模拟总线监测系统

分区集中的模拟总线监测系统主要是根据监控设备分布状况，将被测的信号分成许多不同区域，分别进行汇集和选通，之后通过模拟信号传送至控制室的计算机系统。该系统主要是减少现场电缆的数量，在信号抗干扰传输及同步测量上需要进行改进。

（3）分布式的数字化在线监测系统

分布式的数字化系统可从根本上解决模拟信号长距离传输易受干扰、同步测量以及减少现场工作量的问题。采取分布式的系统是由安装在监控设备之上的数据采集及分析系统、控制室内主副控 系统构成。数据采集及处理系统对模拟信号能够达到就地数字化处理的目标，然后通过现场总线将数字化模拟信号传送至主控机。主控机还能够实现测量的同步控制，以及测量时不同参数的控制。

3.3不同实时监测技术的分析

3.3.1远程校准监测技术

一般的电能计量装置远程校准监测系统主要由电能计量装置现场的具体监测设备、通讯网络以及后 台的管理中心组成。该系统通过现场监测设备能够实现对现场每个不同接入计量点的校验信号的采 集、分析与处理和存储及通讯工作，还可以对电能计量装置的误差进行实时检测与实时计算，应用广泛。其监测系统原理及具体表现如表1所示。

表1  远程监测系统原理及具体表现

远程监测系统原理

具体表现

电能表的现场校验工作

在该系统中，对于电能表精度的测试是与如今普通人工现场校验原理及方法完全一致的，通过被检表电能脉冲的输出信号所代表的电能值与标准表在相同时间内累计电能值之间的比较，来计算两者的差别。

对电压互感器的二次压降进行测试

该系统中，测试二次回路压降的方法与一般方法也相同，都通过测量二次回路的始端及末端的电压差值，并将临时测试的长电缆以专用电缆布线的方式固定，通过专门电路模块来进行电压的测算及比较。

对电流互感器的二次回路负荷进行测试

在该监测系统，针对二次回路工作状态的监测主要通过测量回路的导纳值。由于二次回路导纳处于正常工作状态下的导纳值基本不改变，在发生二次回路故障时（匝间短路、荷载能力恶化、开关接触不良、电能表的分流及通道的阻抗值过高等）都可能会造成的导 纳值偏移正常值大小，需要根据具体的实测值进行改变。

3.3.2虚拟仪器实时监测技术

虚拟仪器监测技术主要是通过计算机硬件资源、仪器的硬件、数据的分析处理软件、通信软件以及图形界面之间的有效结合。此外，虚拟仪器拥有传统仪器所具有的信号的采集、信号的处理分与析以及信号输出等基本功能，该系统的基本构成是计算机、虚拟仪器的软件、硬件接口以及测控装置等。相比较传统的监测仪器相比，在电能的实施监测方面虚拟仪器拥有很多优点：

（1）利用关口电能计量的在线监测和远程校准系统研制块化、可重复性使用及互换性等优点，可根据电站需要，选用不同品牌的标准接口产品，使开发的仪器更加高效，且能够缩短仪器的组建及开发时间，增加利用时间。

（2）技术中融入了大量计算机硬件资源。高性能处理器、高分辨率的显示器及大容量硬盘等已经渐渐成为虚拟仪器的必要配置，增强了数据处理、显示及存储等多方面的作用，改善监测的条件，降低监测的误差。

（3）很强灵活性，虚拟仪器功能由用户自定义，可进行计算机平台、硬件、软件及各种应用系统所需附件的自由组合。

（4）凭借计算机网络技术及接口技术使得虚拟仪器更加方便、灵活、互联，能够广泛支持各类工业总线的标准，易于构建自动化的测试系统，最终实现自动化测量及控制。

4总结

关口电能计量装置由于组成结构的电能表、互感器以及互感器二次回路的本体故障或者人为操作失误产生一定的数据误差，对于电站的运行于管理问题很大，因此，通過实时监测系统，采取远程校准监测技术及虚拟仪器实时监测技术等，对于实现电能计量的精确性有很大作用。

参考文献：

[1]康广庸.电能计量装置故障接线分析模拟与检测[J]，中国水利水电出版社，2007（2）

实时远程监测 篇6

随着近些年全球政府对节能的重视,尤其我国经济处于高速发展阶段,实行的是集中供热政策,人们对生活水平的要求日益提高,城市冬季供热事关百姓生活冷暖,集中供热已成为国家及各级政府关注民生、保持社会稳定和谐的重要指标,如果在没有温度有效监控下,集中供热的满意度、舒适度、经济性将无从谈起,社会和谐稳定等问题已经成为国内供热行业迫切需要解决的关键问题,近年来国内兴起的远程室温监测系统可以帮助运行管理人员有效了解供热整体情况,尤其对于大型城市供热系统意义更加深远。

1 当前城市集中供热存在的问题

当前随着我国城市建设高速增长,城市集中供热的规模和供热范围逐渐变大,存在着用户居住房屋的新旧程度、采暖形式、设施不同、所属热力站位置、楼层、热网调节等诸多因素影响室温效果,造成用户室内温度水平参差不齐,出现上下、远近高低不同,这些问题已成为困扰国内供热行业的难题,供热部门为解决该难题,每年供热期仅依靠人工上门定期抽查的方式,手动调节二次供水水温工作量大,数据不及时,误差大,实时数据无法与自动化设备连接,不能实现快速及时改变运行方式,调节室内温度,达到实现均衡供热,用户温暖、舒适的最终目的,陷入了室温合格率逐年下降,用户投诉率逐年升高,能耗指标居高不下等困境,缺乏必要的室内温度监测装置和技术措施,出现上述问题是无法避免的。因此,对用户室温进行实时监测对供热行业有效控制能耗、确保用户室温,保证室内舒适度有着至关重要的意义。

2 室温远程实时监测系统的原理及应用

室温远程监测系统主要由无线测温终端、数据服务中心和监控软件三部分组成。无线测温终端设备安装在居民室内,定时采集用户温度数据并通过GPRS无线通讯技术上报至数据服务中心,运行管理人员可以通过监控软件查看用户室温最新数据或查询历史曲线,判断当前运行工况是否满足用户需求,以便及时制定合理的运行方案,对热源、热网的运行参数进行调整,实现用户室温的可控性,并进行数据统计。

下面以阳泉市热力公司用户室温远程监测系统为例说明:

2011年～2012年供热运行期,我公司为实现科学化供热,精细化供热,结合公司实际情况和历年来运行经验,委托辽宁北软技术开发有限公司进行系统软件开发,具体测点设置、设计思路为:

1)监测布点原则。

对公司所辖14.5万户的用户进行监测点布置,选择出每座热力站、每条支线、每栋楼房具有代表性的用户400户,这些用户能够准确反映该区域供热效果;选点过程重点对历年来运行工况较差的站点加大监测点布置密度;监测点布置应按照远近、高低、公共建筑和居民用户分布合理。

2)系统软件功能。

该软件与目前供热调度中心的监控系统和供热客服中心系统实现资源共享,能够链接被测用户的详细信息(建筑物名称、位置、楼房、单元、楼层、采暖形式),并能够与国家要求的合格室温曲线进行线性对比,对监测数据进行统计汇总,对异常温度(偏高、偏低)实现报警提示的功能。

3)运行费用。

通过对多种传输方式运行费用进行比较测算,选择了运行费用较低的移动无线GPRS传输技术,每台监测设备运行费用为5元/月,运行费用比较低,400台设备整个供热期总运行费用为10 000元。

3 室温远程监测系统的效果分析

目前国内北京、哈尔滨、大连等大城市供热系统已经陆续投运了该系统,均取得了较好的效果。通过我公司2011年～2012年供热期近三个月的供热运行,该系统投运对指导供热运行起到了显著效果:

1)成为调度中心生产指挥人员的“千里眼”。调度中心生产指挥人员通过鼠标就能远程了解到各热用户的室温情况,通过该室温可以使生产指挥人员真正从供热热源、热力站、用户系统全面的了解整个供热系统是否在正常、经济、合理运行,避免了以往只能够按照理论、经验数据去供热而不了解供热终端的室温情况的盲目行为。

2)成为用户维修巡查人员和用户的“连心桥”。该系统实现资源共享后,可以为巡查人员提供所辖用户的室温情况,发现问题立即上门处理,免去了用户通过电话投诉、上访等不必要行为,提高了供热服务水平,成为了供热企业与用户的“连心桥”。

3)成为当前供热企业节能降耗的“助推器”。室温远程监测系统的集中优势是以低廉的价格,在无法布线的现有楼宇之间,集中监控多路环境温度,控制室温,达到供热均衡、节能增效、用户满意的目的。采用该系统后可帮助运行管理者远程在线掌握室内温度工况,制定合理的供热运行方案,调节运行工况,实现温度的可控性,整个供热期综合能耗比原来可降低10%,为完成公司“十二五”节能减排综合指标提供支持,也是供热企业持续良性发展的“助推器”。

参考文献

[1]严美善,袁涛.低功耗无线室温监测系统的设计与实现[J].电子技术应用,2008(7):8-14.

[2]安大伟.暖通空调系统自动化[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

实时远程监测 篇7

随着网络技术、视频通讯技术的迅猛发展, 为切实加强偏远地区各级气象台站探测环境的保护力度, 及时发现气象观测站周边环境变化及观测仪器的运行情况, 有效保障各类气象观测站系统的正常运作, 实现对气象观测站系统运行的远程实时实景监控。通过3G无线远程监控系统, 技术人员无须亲临现场就可以监测远端现场设备运行的各种参数和天气状况, 从而减少值守工作人员, 最终实现远端的无人或少人值守, 达到减员增效的目的。3G是3rd Generation的缩写, 是指第三代移动通信技术。是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。CDMA被认为是第三代移动通信 (3G) 技术的首选, 目前的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。3G网络监测技术不仅克服有线传输方式设备成本高, 不易维护, 数据传输中干扰大的缺点而且相比于传统的GPRS无线分组网络, 3G的反向链路峰值速率明显高GPRS, 响应时间更短、高速机动状态下的传输速度更快。3G远程监测系统的建成, 不仅可以实现气象台站安防这一基本需求, 还将实现气象台站探测环境保护、重要天气过程实景观测与录像、灾害频发重点区域实时监测、短期预报服务等拓展需求, 从而为气象台站安防、探测环境保护、气象预报会商提供服务。

2 数据监测系统平台组成

为了实现对远端监测点的现场监测与管理的目的, 本系统设计的方案如图1所示的结构现场监测端, 3G数据传输端, 监测中心数据管理端, 客户端。

2.1 前端视频采集设备

现场图像采集无线监控终端采用天津泰德威科技有限公司最新推出的实景监测专用系统TDV-3070MD-3G, 采用最先进的3G无线传输技术和H.264编码技术, 以实景监测主机为核心通过设计外围模块电路以及开发相应的驱动以及服务程序完成各种目标任务, 现场图像采集无线监控终端安装位于重要气象站台观测点上, 通过无线3G网络与服务器通讯, 实现远程监控。外围设备主要包括:基于 SAA7115 模数转换芯片及 AV 接口可变焦 CCD 摄像头的图像采集部分, 基于3G模块的无线传输部分, 使用RS485串口通信的云台部分。通过对嵌入式 Linux 系统的裁剪和配置, 实现对外围设备的读取和控制。

2.2 数据处理转发模块

该模块的功能是将前端设备采集来的信息进行相应地处理 (如将信息转码处理) 并储存处理后的信息, 3G视频服务器通过自身IP地址与前端检测设备的注册名称连接, 待终端需要时再进行传送。

2.3 数据库设计

数据库在一个系统中占有非常重要的地位, 数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率以及实现的效果产生影响。合理的数据库结构设计可以提高数据存储的效率, 保证数据的完整和一致。同时合理的数据库结构也将有利于程序的实现。本系统采用B/S结构模式开发, 运行有Mysql数据库, 应用linux操作系统来进行数据存储和监测中心数据管理端的交流, 后台服务器端软件用C语言编写并采用socket的传输方式与远端服务器连接和相关设备的控制。

3 3G数据传输网络

当监测点正常工作时, 由摄像头采集的模拟视频经视频解码模块 SAA7115 转换成数字视频信号后送入DM642 的 VP 接口, 然后存储在片外同步动态存储器SDRAM 中 当数字视频信号存储到SDRAM 后, 采用 MPEG4 数字视频压缩芯片IME6400 对采集到的图象帧进行分析、处理及压缩编码;经过压缩编码后的视频和其它信号由运行在DM642 内的 TCP/ IP协议栈打包, 采用目前流媒体技术中使用的实时传输控制协议 RTSP/ RTP/RTCP 实现视频流的实时传送, 经 EMAC模块传送到3G网上, 供远程用户接收, 结构如图2所示。

通过3G网络, 把本地的数据设备和远端的数据设备通过串口通信的连接来建立远程传输机制, 将远程数据设备通过3G DTU发送的数据, 转发至连接在指定串口上的本地数据设备;或将连接在指定串口上的本地数据设备发送的数据, 通过3G DTU转发至远程数据设备。

3G数据网络服务功能为:将DTU与串口建立一种相应的映射关系;接收DTU发送的数据, 将其转发至对应的串口上;接收指定串口的数据, 将其转发至对应的DTU上;对DTU、串口及数据传输进行管理和监控。

4 主要软件功能模块设计

为了实时显示监测点的现场情况, 并将内容提交给客户端, 使工作人员对现场情况一目了然。对软件模块进行设计使不同访问权限的人获取相应的查询和控制。

4.1 数据自动下载模块

采用FTP文件传输方式, 从信息中心指定的FTP服务器目录中自动下载所需文件。本模块下载的文件主要有:区域站、无人值守站、土壤水分站、闪电定位仪等探测设备状态文件、要素文件, 每小时获取一次。面向用户:区局大探值班人员、系统管理员。

4.2 状态监测与质量监测

(1) 本模块主要用来实时显示各类探测设备运行情况, 状态图基于GIS技术, 地图能够放大、缩小、拖动, 并具备卫星影像图、区域分布图叠加、360全景等功能。仿GIS地图“从简到繁”用户可选。 (2) 正点后25分钟, 页面右下角弹出一个“数据下载、解析完毕”提示框, 同时播放1分钟音乐, 提醒大探值班人员浏览各类观测系统运行情况, 并填写值班日志。 (3) 质量监控:将数据文件解析情况统计提供给各级技术保障人员、各级业务管理人员。

4.3 系统检测效果和分析

该系统经过现场测试及运行达到了预期的设计目的和控制效果。传输数据可靠, 实时性准确, 提高了分散点检测数据的效率。授权用户登录系统后, 利用浏览器可以在线监测到不同区域现场气象信息和各设备的实时运行情况, 该系统的在线运行界面如图3所示。

5 结语

基于3G结构的远程检测技术研究出发, 完成了气象站台的天气实况传输系统的设计和实现。采用B/S模式避免了客户端复杂的开发过程, 提高了系统的整体开发效率。根据实际情况, 采用了基于GIS的开发平台, 不仅减少操作事故, 减轻值班人员的劳动强度和负担, 还实现了地理信息系统的各类功能, 为当地气象灾害预警及农牧业服务提供技术支撑。

参考文献

[1]杨念, 李峰.基于B/S的嵌入式视频监控系统的设计与实现[J].计算机工程与设计, 2008, (11) .

[2]周显正3G无线网络视频监控系统在防汛抗早应急通信中的应用探讨[J]移动通信, 2009, (10) .

[3]CHEN MJ, HUANG CH, LEE WL.A fast edge-oriented algo-rithm for image interpolation.Image and Vision, 2005, 23 (9) :791-795.

[4]李伶, 李太君基于3G的手机远程监控系统[J].通信技术, 2010, 9 (43) :131-132.

[5]刘露, 王竹萍, 刘炬.基于嵌入式Linux的视频网络实时监控系统的实现[J].电测与仪表, 2006, (12) :52-54.

实时远程监测 篇8

关键词：实时采集,监测装置,远程访问

0 引言

铁路信号电源主要由来自两个不同的电网同时供电, 其工作的稳定性, 直接影响到铁路安全运输。任一路出现故障, 都必须尽快切除故障段。铁路管理部门需要对管辖内的铁路沿线的双路电源系统的运行情况进行整体监控, 随时掌握铁路沿线两路实时信号电源设备的运行情况。为了满足铁路管理部门的实际需要, 提出了一个基于局域网络的铁路信号电源远程访问的系统设计方案。

1 装置结构

该装置由第一输入保护 (2) 、第一电压、电流互感器 (3) 、第二输入保护 (5) 、第二电压、电流互感器 (6) 、模拟量采集卡 (7) 、CPU主板 (8) 、显示屏 (9) 、硬盘 (10) 、告警输出单元 (11) 、通讯接口 (12) 和电源系统 (13) 组成, 如图1所示。

1.1 信号处理单元

第一电压、电流互感器 (3) 和第二电压、电流互感器 (6) 均为电量采集传感器, 其内部均包括三个电压互感器和三个电流互感器, 分别用于采集A路三相电源 (1) 和B路三相电源 (4) 的三相电压信号和三相电流信号;第一输入保护 (2) 为六路输入整形保护电路, 其输入端与A路三相电源 (1) 相连接, 六个输出端分别输出A路三相电源 (1) 的三相电压信号和三相电流信号, 其分别与第一电压、电流互感器 (3) 内部的三个电压互感器和三个电流互感器的输入端相连接;第二输入保护 (5) 为六路输入整形保护电路, 其输入端与B路三相电源 (4) 相连接, 六个输出端分别输出B路三相电源 (4) 的三相电压信号和三相电流信号, 其分别与第二电压、电流互感器 (6) 内部的三个电压互感器和三个电流互感器的输入端相连接。

1.2 数据采集

模拟量采集卡 (7) 是双路实时信号电源监测装置的采样单元, 其主要用于将电压、电流互感器输出的交流信号经过其内部的信号调理单元进行整理, 然后对其进行采样和模数转换, 并将数模转换后所得到的采集数据传送至CPU主板 (8) ;模拟量采集卡 (7) 具有两路采集通道, 其中每路采集通道包括六个采集输入端, 共有十二个采集输入端:第一采集通道的六个采集输入端用于采集A路三相电源 (1) 的三相电压信号和三相电流信号, 其分别与第一电压、电流互感器 (3) 内部的三个电压互感器和三个电流互感器的输出端相连接;第二采集通道的六个采集输入端用于采集B路三相电源 (4) 的三相电压信号和三相电流信号, 其分别与第二电压、电流互感器 (6) 内部的三个电压互感器和三个电流互感器的输出端相连接;模拟量采集卡 (7) 还通过数据总线与CPU主板 (8) 相连接。

1.3 控制核心单元

CPU主板 (8) 是双路实时信号电源监测装置的核心单元, 主要由嵌入式工业计算机处理器、存储器以及输入输出设备组成, 用于控制模拟量采集卡 (7) 启动采集模拟量数据, 读取采集的数据并进行数据归类和存取、谐波分析、控制显示屏 (9) 执行相应的命令以及控制外部设备正常工作。

1.4 显示单元

显示屏 (9) 包括显示器和输入模块, 为本装置的人机互交接口, 显示器用于显示各种数据、图形和操作界面, 用户通过输入模块输入各种控制指令和设置信息;显示屏 (9) 与CPU主板 (8) 相连接;本装置所采集的数据经过CPU主板 (8) 处理后, 执行相应的显示操作命令, 控制显示器显示出各相的电压有效值、电流有效值、频率、相位差、相间压差、总失真度以及波形数据信息等;同时通过输入模块接收用户的输入指令, 实现人机互交。

1.5 数据存储

硬盘 (10) 是双路实时信号电源监测装置的数据存储单元, 采集的实时波形数据和历史故障波形数据均存在其中, 通过CPU主板 (8) 进行波形数据的写入和读出, 硬盘 (10) 与CPU主板 (8) 相连接。

2 远程访问部分

通过各个站双路实时信号电源监测装置分别设置相应的IP地址, 组建局域网络, 如图2所示。用户登录模块主要负责用户登录过程中对录入的用户信息录进行验证以及负责根据用户身份分配用户权限。

3 系统功能

(1) 实现两路交流输入电源相电压、相电流的实时采集, 同时实时分析判断输入电压的异常; (2) 实时显示输入各相电压电流波形、电压电流有效值、频率及相角; (3) 实现对历史数据的调阅, 显示历史数据的电压波形、谐波分析等; (4) 通过RS485实现数据实时上传上位机, 实现电压、电流、相角、频率和失真度数据的上传;也可通过铁路信号专用网络通道, 实现远程访问各个监测装置, 了解现场电网运行情况; (5) 可以使用U盘实现数据的转存, 转存数据可在其它计算机上通过专用软件进行波形数据分析;同时电压波形、分析数据等可以打印输出; (6) 电网指标超出预定值时, 能够及时报警, 各相报警信息记录数量为500条; (7) 本装置可单独使用, 也可通过铁路信号通信专网组成局域网络方便远程访问, 方便灵活。

4 核心技术特点

(1) 具有实时监测功能。本装置的数据采集周期是0.15ms, 即在每个工频正弦波周期 (20ms) 内采样128个数据点, 这样的采样密度可以准确、清楚的分辨出脉宽宽度大于等于0.75ms的电压波形的变化情况, 满足外电网电压实时监测的要求。 (2) 具有实时数据分析存储功能。可进一步实现电压波形再现、电压波形谐波分析, 以及其他电性能指标的测量等功能。

5 使用效果

双路实时监测装置为现场作业人员和车站值班人员提供了清晰可靠的电网运行情况和数据信息, 远程访问为监控中心、工务调度、电务调度等单位提供了分析电网的运行数据分析依据, 效果理想。

参考文献

[1]刘凤金, 李晓白.电源监测系统[J].电子测量技术, 2004 (06) .

[2]李绍斌.一种LabVIEW的铁路电源屏监控平台设计与实现[J].现代电子技术, 2012 (17) .

实时远程监测 篇9

水资源远程实时监测是提高管理水平, 实现水资源统一管理, 对获得取水许可的用水户的取水流量、水量、压力及取水过程进行实时监测。我们经过仔细调查后得知, 中国移动提供GPRS网络服务, 可基本上不受地理位置的限制, 系统拓展性好, 且通讯系统由无线运营商提供维护, 项目实施快捷, 可以用在本系统中。但该传输方式只是在交通、市政等行业有所应用, 在水利行业没有发现相同应用, 尚没有先例。GPRS是通用分组无线业务 (General Packet Radio Service) 的英文简称, 是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务, 目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据, 而不需利用电路交换模式的网络资源。提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断地、突发性的和频繁的、少量的数据传输, 也适用于偶尔的大数据量传输。

2 系统工作原理

水资源远程实时监控系统由水务局水政水资源管理办公室中心站、供水公司分站和监测站三部分组成。

2.1 供水公司监控系统工作原理

通讯服务器主要有两个功能:一是负责分站与监测站的联络。通讯服务器接收内部局域网内监控计算机的控制命令, 并通过移动GPRS网络发送出去。同时负责把从移动GPRS网络返回的各监测站的信息, 在局域网内广播。二是负责接受水政水资源管理办公室远程中心站的命令, 与中心站建立连接通道, 上报相关数据。

数据库服务器保存系统及各监测站的配置信息, 并保存各监测站的取水、停电、电压、电流、功率、电量信息等, 另外保存操作员的操作日志等。GPRS无线终端负责分站计算机局域网络与中国移动的GPRS网络的连接。无线终端通过中国移动GPRS网络与各监测站建立数据传输通道, 传递各种数据。监控计算机是供水公司值班人员的监视及操作平台。数据库服务器、通讯服务器、监控计算机, 也可根据实际情况, 由一台服务器或计算机独立完成。

系统运行时, 监控计算机负责控制各监测站水泵的启、停及多种数据的召测。监控计算机每隔一定时间间隔, 遥测各监测分站的各种运行信息, 如管网压力、电流、电压、水泵状态、电量、功率等。命令经计算机局域网, 首先传递到通讯计算机, 再经过GPRS网络, 传输到各监测站, 监测站根据相应命令, 或上报各种数据, 或完成一次启停动作。分站收到各监测站的相应信息后, 采用一定算法, 校验数据的正确性, 并显示在计算机上。监控人员根据收到的相关信息, 可随时决定水泵的运行或停止, 监控员下发命令后, 通过局域网、GRPS网络, 命令传递到监测站。

2.2 水务局水资源监测系统工作原理

监测系统通过有线modem经市话网, 与分站通讯服务器建立传输通道。监测命令经过传输通道, 传递到各监测站, 监测站回应相关信息, 完成远程监测功能。

2.3 监测站系统组成及原理

监测站由远程控制终端 (RTU) , GPRS电台、流量变送器、压力变送器、电流电压互感器及转换模块、电量采集模块, 配电柜、电机变频器等组成。系统运行中管网压力的调节, 一是靠监测站中变频装置根据压力变送器反馈的压力信号, 改变电机的转速, 从而自动调节管网压力;二是当依靠变频泵调节不能满足管网压力要求时, 就需要适当增加或减少水泵运行的数量。这时, 就需要分站下发控制命令调节水泵的运行数量。

3 主要技术关键

下面对分站部分的主要技术关键进行说明。

1) 采集模块的防雷抗干扰技术:在简陋的环境里, 弱电子设备, 遭雷击等外界因素干扰是非常普遍, 采用合理的抗干扰技术措施是设备的关键。所以, 几个进线接口都设有浪涌电流、过电压保护, 具体措施为:第一、电源端口:采用大容量Zn0压敏电阻+滤波电感+双向TVS复合式电源抗干扰技术, 使系统电源能抵抗10KA雷击电流冲击。第二、采集、通讯接口: (A) 采用了国际著名防雷专利—气体半导体复合防雷管防雷方案 (防电管+TVS复合防雷) 。 (B) RS-485接口电源通过DC-DC变换与主系统隔离, 隔离电压大于1500伏, (C) 采集、通讯信号通过光电藕合隔离, 通讯线路采用优质屏蔽双路线传输。第三、软件设计:采用数字递推平均滤波法, 滤除瞬间干扰。2) 软硬件设置了多复合‘看门狗’技术、软件陷阱技术:当程序运行时, 不可避免会受各种干扰, 其干扰超过一定的限度时, 程序会混乱出现异常现象。这时若不及时复位, 仪表就不能工作, 此技术的采用能保证仪表自动复位, 使仪表正常运行。3) 掉电保护电路:对于流量计算仪表来说, 掉电之后必需保证原来数据不能丢失。就一般掉电保护电路, 掉电时由于造成的逻辑混乱, 很难保证数据不丢失。因此采用分立元件RAM E2ROM组成掉电保护电路。原理:当单片机的工作电压低于4.7V时, 保证RAM的片选端为高电平, 使电压波动时不会影响RAM内的数据。掉电或电压波动时封锁RAM的高电压来自于后备电源。17AH的可充电蓄电池能在断电后使单片机正常运行时间不小于10天, 有足够的时间解决外供电电源, 保证仪表工作稳定可靠数据连续。可改写的只读存储器E2ROM的采用, 就是完全掉电的情况下, 也不会把原有的数据丢失, 可较长时间地保存数据, 安全性进一步加强。4) 定时校验电路:单片机由于内部时钟在掉电后而停止工作, 通电后, 需要重新校表。采用12兆晶振做时钟后, 利用备用电源使时钟不间断地工作, 省了的反复校表对时出现日期错误。5) 报警功能:计算机召测数据不是随时都在进行, 如果仪表出现诸如:处理器停电、网络断、一次仪表信号线短路、断路及备用电池电压过低故障, 巡视又不及时时, 等下次召测就会把部分数据丢失, 故障提示自动报警功能的设计, 即防止数据丢失, 又提醒维护人员迅速处理故障点提供了方便。既有经济价值, 又有实用价值。为系统的安全性又增加了一道屏障。

4 结论

根据该系统在城区供水远程实时监测监控运行情况, 结论为:

1) GPRS网络通讯技术适合于水资源远程实时监测、监控, 收集到的数据准确, 传输可靠, 而且速度快, 统计分析合理, 运行稳定。2) GPRS网络通讯技术应用于水资源远程实时监测、监控系统, 具有前期投资少, 运行费用适中, 施工快捷, 维护简单, 可扩展性高等优点。3) 该系统已在北京、辽宁省辽阳市及石家庄周边县市水资源远程实时监测监控中得到了推广应用。必将对全国节约用水, 提高水资源的管理水平, 实现水资源的统一管理具有非常重大的意义。

摘要：由于我国的的水资源越来越贫乏, 水资源状况越来越恶劣, 水资源保护已迫在眉睫, 为了合理开发和利用水资源及保护水资源, 必须加大对水资源的保护和水资源的统一管理。

实时远程监测 篇10

关键词：实时监测技术;粉尘浓度;电机运行;水害

当前，我国煤矿安全生产技术已有了显著提高，生产环境得到了相应的改善和优化，煤炭开采事故率和死亡率都迅速下降。但是，在煤矿安全生产过程中依然面临着较为严峻的形势，煤矿井下存在的安全隐患并没有得到彻底有效的治理，而实时监测技术的发展应用，则为排查解决这些隐患提供了科学的技术支持。通过采取煤矿井下实时在线监测技术，可以对煤矿生产过程中存在的典型危险因素进行实时监测，随时关注相关变化，显著提高煤矿井下安全生产水平。在下文中分析探讨的内容主要有粉尘浓度、电机运行状况以及水害等几个方面。

一、粉尘浓度实时监测技术在煤矿井下生产中的应用

煤矿井下粉尘不仅直接影响到生产工人的身体健康，导致工人患上煤肺病，而且当矿井中的粉尘浓度与氧气浓度达到一定的界限时，容易出现明火时，引发煤矿粉尘爆炸，给矿井生产安全带来极大的威胁。因此，对煤矿井下粉尘浓度进行实时监测尤为必要。

在对煤矿井下粉尘浓度进行监测的过程中，主要采用矿用测尘仪对矿井中的粉尘浓度进行在线检测。其中，光电式测尘仪因为其精度较高、可靠性好而被广泛的应用。其检测是基于粉尘对光线的投射损耗与散射原理而实现的，能够对不变浓度进行精确的测量。但是，在煤矿井下的实际生产过程中，因为作业环境内粉尘浓度在不同的生产工艺、工序以及作业地点的变化有很大的差异，使用传统的采样器在现场采样然后再到地面分析的方式已经不能满足当前对生产现场的实际需要，因此，构建一套基于光电式测尘仪的煤矿粉尘浓度实时在线监测系统尤为必要（如图1）。

图1  粉尘传感器系统结构

该粉尘浓度实时监测系统使用一台主机与多台分机相连，对井下多个位置同时测量，传感器获得的电信号通过RS485总线与计算机进行数据通信，实现及时获得粉尘浓度信号的目的。需要注意的是，在构建检测系统的过程中，应该注意到光电式粉尘传感器中，LED点光源在给检测系统提供光源的过程中还会产生热量，使得周围的温度随之上升，从而使得光源强度会随之衰减，尤其是在长期使用该系统进行在线实时监测时，所导致的检测误差将会更加明显。因此，在设计粉尘实时监测系统及相关算法的过程中，应该对此进行适当的修正，从而为检测系统提供更准确的数据信号。

二、电机运行状况实时监测技术在煤矿井下生产中的应用

电机是煤矿机电设备的重要动力来源，因此，保证电机正常工作，是确保煤矿生产用设备处于长期稳定运行状态、提高煤矿生产效率、保证煤矿生产安的必要条件。

（一）煤矿电机运行实时监测系统工作原理。在待测电机的各个位置设置高精度的传感器，对电机运行过程中的转矩、温度、速度、电压以及电流进行实时检测;之后使用传感器将检测信号输出，然后通过信号采集和放大电路、A/D转换电路对信号进行处理，并将处理后的信号传递给DSP控制系统。通过DSP对电机的运行参数进行实时在线计算和分析，将电机的实时运行状态参数显示出来，并将主要参数传递给上位机进行对应的处理，实现对电机的监测和反馈控制。

（二）煤矿电机运行温度和电流监测。（1）温度监测。温度是衡量矿用电机正常工作与否的关键指标，对电机本体、逆变单元等部分的工作温度进行实时监测是确保电机安全、可靠工作的重要途径。以AD590型温度传感器为例，该传感器属于电流式集成温度传感器，在把它用于电机温度测量的过程中，相当于形成一个恒流源，能够输出大小为1μA/K、并与绝对温度成正比的电流信号，具有较强的抗干扰能力和线性度。将传感器设置在矿用电机的待测量部位，随着电机工作温度的升高，传感器的温度也随之上升，输出的电流将随之增大，系统将获得的电流信号转换成为电压信号，并通过后续的信号放大、经

A/D转换处理之后，将信号发送至DSP，从而获得电机的实时工作温度。（2） 电流监测。在传统的电流监测系统设计过程中，一般使用串联的分压电阻作为传感器对电流信号进行检测，这种检测方式具有监测方法简单的优点，但是容易受到检测环境温度的影响，较难保证电阻值的恒定不变，导致所采集到的电流值精度不高，而且通常情况下，控制系统的反馈电路没有与主电路相互隔离，一旦功率电路中的高压电流通过反馈电路进入到控制电路后，将直接破坏整个控制系统的安全程度。因此，现在大多使用高精度霍尔电流传感器作为电流检测装置，对矿用电机的三相电流进行实时监测，而且该传感器只需要使用

12V的电源供电，系统架设较为方便。

三、水害实时监测技术在煤矿井下生产中的应用

在生产中，随着煤矿开采深度的增加，水害的威胁也更大，对水害的潜在威胁实施在线监测也是现代化矿井的必备条件。

（一）煤矿井下水害实时监测原理。在煤矿井下设置足够的分布式水文观测孔，对观测孔中的水压、水位进行测量，逐步形成“一线多点”的测量体系，从而实现超远距离的实时水害监测。当前，许多矿井所采用的水害监测系统使用的都是高速数据传递技术，这项技术能够保证系统监测的实时性。利用所测得的监测数据可以及时的反映不同地质层水位的实时水压、水位等动态信息，并结合历史监测数据以及组织管理经验，采取对应的治理措施，从而实现对煤矿井下水害的防范和治理。

（二）煤矿井下水害监测系统的基本构成。建立矿井水压实时监测系统的地面监测中心站，利用检测系统软件（系统控制、数据通信以及数据处理等应用软件）处理来自系统子站传递的相关数据，将检测结果实时显示在对应的设备中。煤矿井下子站（水压、水位测量孔）主要由水压/水位数据收集装置、压力/液位信号传送器、数据通信模块和安全保护罩等构成，该监测系统总共包含1-258个子站，通知对这些子站的实时检测能够实现对整个矿井的水害情况的监测。在信号通信的过程中，该系统使用了基于现场总线的控制技术，使得所有的检测子站都能够有内置的计算机系统进行控制，从而实现对各个水文观测孔中的水压、水位进行数据采集，通过对应的转换以及存储之后，利用地面的监测中心站完成对水害情况进行实时在线监测的任务。

通过前面的分析可以看出，实时监测技术在煤矿井下生产作业中发挥着重要的作用，提高了矿井的安全生产系数和经济效益，减少了灾害性事故的发生率，在井下安全管理中获得了广泛的应用。本文中，笔者只选择了几个比较具有代表性的应用实例，如粉尘、电机、水害等进行了粗略的分析，而在实际的煤矿井下生产中，监测技术的应用绝不是仅仅局限于这三个方面，适合其发挥作用的工作场所还非常多，具有一定的普遍性，值得同仁继续做进一步的研究。

参考文献：

[1] 朱剑锋. 煤矿电机运行参数在线监测技术研究[J]. 中国新通信，2014（20）.