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?水科院南水北調(diào)MCU監(jiān)控項(xiàng)目介紹：
1、系統(tǒng)方案背景
該方案為針對(duì)水科院南水北調(diào)中線干線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)化采集系統(tǒng)MCU的選型及集成方案。該工程總長(zhǎng)470公里，共計(jì)15個(gè)監(jiān)測(cè)管理站共計(jì)359個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，以振弦式傳感器為主，共需接入各類監(jiān)測(cè)傳感器16174個(gè)，24734個(gè)接入點(diǎn)。
2、儀器設(shè)備選型
??? 南水北調(diào)作為跨流域、跨區(qū)域的國(guó)家極重點(diǎn)調(diào)水工程，其安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的采集設(shè)備應(yīng)該是世界知名的高性能和高品質(zhì)的產(chǎn)品，能夠保證建成后的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠、經(jīng)久耐用。
針對(duì)以上要求，該方案中MCU系統(tǒng)中配置的儀器選用美國(guó)CAMPBELL SCIENTIFIC ，INC公司的CR1000數(shù)據(jù)采集器為核心的自動(dòng)化采集系統(tǒng)設(shè)備，根據(jù)系統(tǒng)的要求，MCU選配的主要儀器和設(shè)備有：1、CR1000 數(shù)據(jù)采集器? 2、AVW200 弦振傳感器模塊? 3、AM16/32B? 擴(kuò)展板? 4、NL120 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊? 5、MD485 通訊模塊? 6、PS100 充電控制模塊 7、ENC系列數(shù)據(jù)采集箱? 8、CR1000KD 手持顯示器（比測(cè)時(shí)使用）（如下圖）
3、 系統(tǒng)集成
系統(tǒng)集成的整體性能要求
實(shí)時(shí)性、可靠性、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、精確性、可維護(hù)性、可利用率
、 系統(tǒng)安全性能。
系統(tǒng)集成方案
標(biāo)準(zhǔn)化配置1：32 通道的MCU 由1 臺(tái)CR1000、1臺(tái)AVW200 、1臺(tái)AM16/32 、1臺(tái)MD485、1臺(tái)NL120、1臺(tái)PS100組成。
標(biāo)準(zhǔn)化配置2：64 通道的MCU 由1 臺(tái)CR1000、1 臺(tái)AVW200 和2 臺(tái)AM16/32、1臺(tái)MD485、1臺(tái)NL120、1臺(tái)PS100組成。
4、 MCU系統(tǒng)集成方案整體技術(shù)性能
2? 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元測(cè)量一次的時(shí)間小于2min ,控制命令響應(yīng)時(shí)間小于1s.
2? 整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)能力滿足系統(tǒng)采集、人機(jī)通信、控制功能和系統(tǒng)通迅的時(shí)間要求。
2? 系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)滿足在規(guī)定的運(yùn)行周期內(nèi)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備年最大計(jì)時(shí)誤差小于3min。
2? 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其設(shè)備能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，具有足夠高的抗干擾性能，能長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，每周測(cè)量一次，年數(shù)據(jù)采集缺失率小于2%。
2? 系統(tǒng)設(shè)備的平均無(wú)故障工作時(shí)間：MTBF≥20000h 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元平均無(wú)故障工作時(shí)間：MTBF≥35000h 。
2? 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的缺失率 W≤0.5% 。
2? 適應(yīng)工作環(huán)境：一般要求，可達(dá)到溫度：-20℃～+50℃。如果有特殊要求，溫度可擴(kuò)展為-55℃～+85℃? 。
2? 所有單元均具備多級(jí)防雷擊及強(qiáng)電感應(yīng)荷載沖擊的能力，系統(tǒng)防雷電感應(yīng)≥1500W。
2? 系統(tǒng)具有優(yōu)良的可擴(kuò)展性和擴(kuò)展靈活性，數(shù)據(jù)采集單元采用的部件為通用互換部件，可以在現(xiàn)場(chǎng)用標(biāo)準(zhǔn)模塊擴(kuò)充，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的規(guī)模無(wú)限制。
2? 現(xiàn)場(chǎng)采集單元具有無(wú)限制的節(jié)點(diǎn)容量，采用的數(shù)據(jù)采集單元能夠垂直疊加更多地通道數(shù)，也可自行配置數(shù)據(jù)采集單元的通道數(shù)。
2? 數(shù)據(jù)采集單元添加部件時(shí)，接口修改或部件重新定位等全部是即插即用，或可以通過軟件設(shè)定。
2? 按每小時(shí)測(cè)量1次、連續(xù)監(jiān)測(cè)72h的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)性、周期性好、無(wú)系統(tǒng)性偏移，能反映工程監(jiān)測(cè)對(duì)象的變化規(guī)律。
2? 在被監(jiān)測(cè)物理量基本不變的條件下，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置連續(xù)15次內(nèi)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度接近一次測(cè)量的準(zhǔn)確度要求。
2? 數(shù)據(jù)采集單元采用高精度測(cè)量電路，具有工程監(jiān)測(cè)高的測(cè)量范圍和測(cè)量精確度。對(duì)于差動(dòng)電阻式儀器，可通過采集模塊直接消除電纜電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。
2? 系統(tǒng)設(shè)備具有故障自診程序，可通過采集機(jī)屏幕指示具體故障部位，使系統(tǒng)維護(hù)人員能方便地在現(xiàn)場(chǎng)更換故障部件后即可恢復(fù)正常。
2? 有便于試驗(yàn)和隔離故障的斷開點(diǎn)。
2? 配有合適的專用安裝拆卸工具。
2? 無(wú)活動(dòng)部件，無(wú)磨損性故障。
2? 可通過系統(tǒng)操作員工作站或便攜式微機(jī)修改或增加軟件。
2? 不可互換件具有保證措施避免錯(cuò)插。
2? 采集系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)全部標(biāo)準(zhǔn)模塊化。
2? 系統(tǒng)設(shè)備采用可靠性元件構(gòu)成，操作系統(tǒng)實(shí)用，緊湊，具有較高的可用率。
2? 整個(gè)系統(tǒng)的正?？衫寐什恍∮?/span>99.5%。
2? 對(duì)系統(tǒng)功能和操作進(jìn)行檢查時(shí)，如發(fā)現(xiàn)操作有誤會(huì)提示警告。
2? 在人機(jī)通信中設(shè)多級(jí)別操作員控制口令。
2? 保證信息傳送中的錯(cuò)誤不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)鍵性故障。
2? 在監(jiān)測(cè)中心與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元通信時(shí)，對(duì)有響應(yīng)情況有響應(yīng)的指示。當(dāng)通信失敗時(shí)，可以自動(dòng)或數(shù)次（軟件可調(diào)）重傳，重傳失敗會(huì)發(fā)出警報(bào)。
2? 系統(tǒng)的硬件和軟件故障都不會(huì)危及系統(tǒng)的完善和人身的安全。
5、系統(tǒng)供電
?? 采用220V交流外部電源直接供電，當(dāng)外部電源消失時(shí)，后備電源能自動(dòng)啟動(dòng)，保證數(shù)據(jù)和參數(shù)不丟
6、 MCU系統(tǒng)通訊傳輸
1光纖通訊模式
MCU系統(tǒng)通過NL120的網(wǎng)絡(luò)接口(RJ45)連接到該站的光端機(jī)上，再通過一臺(tái)光端機(jī)與三層交換機(jī)連接，進(jìn)入通訊主干線（IP網(wǎng)），從而與上級(jí)計(jì)算機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接起來(lái)。
2 無(wú)線通訊模式
?? 對(duì)于相互距離較遠(yuǎn)的MCU系統(tǒng)，且距主干光纜入口也較遠(yuǎn)的測(cè)站，通過GPRS無(wú)線通訊的模式，將數(shù)據(jù)傳輸至管理處，從管理處連接至通訊主干線（IP網(wǎng)），從而與上級(jí)計(jì)算機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接起來(lái)。
7 人工比測(cè)功能及巡測(cè)與選測(cè)
? 1) MCU 系統(tǒng)在自動(dòng)監(jiān)測(cè)的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)人工比測(cè)，且人工比測(cè)不影響自動(dòng)監(jiān)測(cè)的進(jìn)行。
??2）自動(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與同時(shí)同條件人工比測(cè)數(shù)據(jù)偏差δ保持基本穩(wěn)定，無(wú)趨勢(shì)性漂移。與人工比測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果滿足δ≤3σ
系統(tǒng)目前已在現(xiàn)埸全部安裝完成，并進(jìn)入全程調(diào)試狀態(tài)，目前系統(tǒng)前期調(diào)試良好，軟件調(diào)試也在緊張測(cè)試中，該南水北調(diào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2014年9月份正式運(yùn)行。?
