大 泉 沟 设 计 方 案

1、第14页 共72页石河子市玛纳斯灌区管理处大泉沟水库自动化系统设计方案XXXXXX科技有限公司2009年4月目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc223931684 1工程背景 PAGEREF _Toc223931684 h 5 HYPERLINK l _Toc223931685 1.1水库概况 PAGEREF _Toc223931685 h 5 HYPERLINK l _Toc223931686 1.2建设原则 PAGEREF _Toc223931686 h 5 HYPERLINK l _Toc223931687 1.3建设目标 PAGEREF _Toc223

2、931687 h 6 HYPERLINK l _Toc223931688 1.4建设内容 PAGEREF _Toc223931688 h 6 HYPERLINK l _Toc223931689 2系统总体设计 PAGEREF _Toc223931689 h 8 HYPERLINK l _Toc223931690 3通讯网络系统 PAGEREF _Toc223931690 h 9 HYPERLINK l _Toc223931691 3.1通讯方式比选 PAGEREF _Toc223931691 h 9 HYPERLINK l _Toc223931692 3.2通讯网络方案 PAGEREF _To

3、c223931692 h 10 HYPERLINK l _Toc223931693 4大坝安全监测系统 PAGEREF _Toc223931693 h 11 HYPERLINK l _Toc223931694 4.1建设内容 PAGEREF _Toc223931694 h 11 HYPERLINK l _Toc223931695 4.2系统功能 PAGEREF _Toc223931695 h 11 HYPERLINK l _Toc223931696 4.2.1数据采集 PAGEREF _Toc223931696 h 11 HYPERLINK l _Toc223931697 4.2.2资料整编

4、PAGEREF _Toc223931697 h 12 HYPERLINK l _Toc223931698 4.3技术实现 PAGEREF _Toc223931698 h 13 HYPERLINK l _Toc223931699 4.4测压点布置 PAGEREF _Toc223931699 h 14 HYPERLINK l _Toc223931700 4.5设备选型及说明 PAGEREF _Toc223931700 h 20 HYPERLINK l _Toc223931701 5闸门控制及水情监测系统 PAGEREF _Toc223931701 h 22 HYPERLINK l _Toc2239

5、31702 5.1建设内容 PAGEREF _Toc223931702 h 22 HYPERLINK l _Toc223931703 5.2系统功能 PAGEREF _Toc223931703 h 22 HYPERLINK l _Toc223931704 5.3技术实现 PAGEREF _Toc223931704 h 22 HYPERLINK l _Toc223931705 5.3.1系统结构 PAGEREF _Toc223931705 h 22 HYPERLINK l _Toc223931706 5.3.2水位计安装说明 PAGEREF _Toc223931706 h 24 HYPERLIN

6、K l _Toc223931707 5.4设备选型及说明 PAGEREF _Toc223931707 h 24 HYPERLINK l _Toc223931708 5.4.1闸门测控终端机 PAGEREF _Toc223931708 h 24 HYPERLINK l _Toc223931709 5.4.2闸位传感器 PAGEREF _Toc223931709 h 25 HYPERLINK l _Toc223931710 5.4.3电量采集模块 PAGEREF _Toc223931710 h 26 HYPERLINK l _Toc223931711 5.4.4水库水位计 PAGEREF _Toc

7、223931711 h 27 HYPERLINK l _Toc223931712 6视频监控系统 PAGEREF _Toc223931712 h 30 HYPERLINK l _Toc223931713 6.1建设内容 PAGEREF _Toc223931713 h 30 HYPERLINK l _Toc223931714 6.2系统布置及系统结构 PAGEREF _Toc223931714 h 30 HYPERLINK l _Toc223931715 6.3系统功能 PAGEREF _Toc223931715 h 32 HYPERLINK l _Toc223931716 6.4技术实现 PA

8、GEREF _Toc223931716 h 33 HYPERLINK l _Toc223931717 6.5设备选型及说明 PAGEREF _Toc223931717 h 34 HYPERLINK l _Toc223931718 6.5.1监控摄像机选型 PAGEREF _Toc223931718 h 34 HYPERLINK l _Toc223931719 6.5.2视频服务器选型 PAGEREF _Toc223931719 h 35 HYPERLINK l _Toc223931720 7调度中心建设 PAGEREF _Toc223931720 h 38 HYPERLINK l _Toc22

9、3931721 7.1建设内容 PAGEREF _Toc223931721 h 38 HYPERLINK l _Toc223931722 7.2系统布置 PAGEREF _Toc223931722 h 38 HYPERLINK l _Toc223931723 8土建设计 PAGEREF _Toc223931723 h 39 HYPERLINK l _Toc223931724 8.1遥测站房 PAGEREF _Toc223931724 h 39 HYPERLINK l _Toc223931725 8.1.1站房建设 PAGEREF _Toc223931725 h 39 HYPERLINK l _

10、Toc223931726 8.1.2水位井的建设 PAGEREF _Toc223931726 h 41 HYPERLINK l _Toc223931727 8.2防雷和接地 PAGEREF _Toc223931727 h 43 HYPERLINK l _Toc223931728 8.2.1避雷针设计 PAGEREF _Toc223931728 h 43 HYPERLINK l _Toc223931729 8.2.2接地体设计 PAGEREF _Toc223931729 h 45 HYPERLINK l _Toc223931730 8.3电杆架设 PAGEREF _Toc223931730 h

11、46 HYPERLINK l _Toc223931731 9应用软件及数据库系统 PAGEREF _Toc223931731 h 49 HYPERLINK l _Toc223931732 9.1总体结构 PAGEREF _Toc223931732 h 49 HYPERLINK l _Toc223931733 9.2综合数据库设计 PAGEREF _Toc223931733 h 49 HYPERLINK l _Toc223931734 9.2.1数据库结构 PAGEREF _Toc223931734 h 49 HYPERLINK l _Toc223931735 9.2.2数据编码设计 PAGER

12、EF _Toc223931735 h 51 HYPERLINK l _Toc223931736 9.3调度中心监控软件 PAGEREF _Toc223931736 h 52 HYPERLINK l _Toc223931737 9.4闸门监控软件 PAGEREF _Toc223931737 h 52 HYPERLINK l _Toc223931738 9.4.1软件功能结构 PAGEREF _Toc223931738 h 52 HYPERLINK l _Toc223931739 9.4.2软件性能设计 PAGEREF _Toc223931739 h 54 HYPERLINK l _Toc2239

13、31740 9.4.3软件界面设计 PAGEREF _Toc223931740 h 55 HYPERLINK l _Toc223931741 9.5大坝安全监测软件 PAGEREF _Toc223931741 h 55 HYPERLINK l _Toc223931750 9.6视频监控软件 PAGEREF _Toc223931750 h 61 HYPERLINK l _Toc223931751 10系统实施设计 PAGEREF _Toc223931751 h 64 HYPERLINK l _Toc223931752 10.1系统实施的组织与管理 PAGEREF _Toc223931752 h

14、64 HYPERLINK l _Toc223931753 10.2系统施工组织设计 PAGEREF _Toc223931753 h 64 HYPERLINK l _Toc223931754 10.2.1开工前的准备 PAGEREF _Toc223931754 h 65 HYPERLINK l _Toc223931755 10.2.2施工进度与计划 PAGEREF _Toc223931755 h 66 HYPERLINK l _Toc223931756 10.2.3施工与安装调试 PAGEREF _Toc223931756 h 66 HYPERLINK l _Toc223931757 10.3监

15、测仪器的检测与检验 PAGEREF _Toc223931757 h 68 HYPERLINK l _Toc223931758 10.3.1监测仪器检测和检验的目的 PAGEREF _Toc223931758 h 68 HYPERLINK l _Toc223931759 10.3.2监测仪器的室内检测或校验 PAGEREF _Toc223931759 h 68 HYPERLINK l _Toc223931760 10.4验收资料和竣（完）工报告 PAGEREF _Toc223931760 h 69 HYPERLINK l _Toc223931761 10.5总体时间安排 PAGEREF _Toc

16、223931761 h 70 HYPERLINK l _Toc223931762 11系统投资概算 PAGEREF _Toc223931762 h 71 HYPERLINK l _Toc223931763 11.1投资概算总计 PAGEREF _Toc223931763 h 71 HYPERLINK l _Toc223931764 11.2投资概算明细 PAGEREF _Toc223931764 h 71工程背景水库概况大泉沟水库的主要任务是灌溉、为夹河子水库分洪和旅游，兼顾水产养殖。与夹河子水库、蘑菇湖水库、跃进水库共同组成玛纳斯河水库群，一起调节玛纳斯河灌区的下野地灌区、莫索湾灌区及沙湾县

17、灌区的120万亩农田灌溉用水。大泉沟水库设计库容4000万m3，年调节水量约1.0亿m3，灌溉面积17.16万亩，根据国家水利部水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)规范，大泉沟水库的工程规模为中型。工程等别为等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，大坝和水库放水涵洞按3级建筑物设计，其他建筑物按4级考虑。大泉沟水库工程的主要组成部分有：水库大坝、放水涵洞、放水渠、进水渠（大泉沟引洪渠）、坝后排水渠等。建设原则大泉沟水库自动化系统是知识密集、智力密集、高渗透的系统工程，根据系统的发展趋势和开发经验，确定总体解决方案的指导思想与原则为：运用较成熟的新技术，保证系统的先进性；根据实

18、际需要进行规划，确定系统的规模和功能，力求使用简便，确保应用上的实用性和实施上的可操作性，最大限度发挥信息的效益，为领导决策提供及时、准确的数据；同时根据开放式信息系统的要求，选择数据库系统，组建信息处理平台，以利于调整和扩展，适应今后形势的发展。本设计结合“十一五”石河子玛纳斯河流域管理处试点三年实施方案以及科学发展观为指导，紧密结合大型灌区续建配套与节水改造项目的实施，立足水库的实际需要和特点，以优化水资源调配、促进节水增效、保证工程安全运行、提高管理效率的实际需要为出发点，以“结合实际、认真比选；标准通用、实用先进；统一规划、分步实施”为原则，充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用灌区

19、信息资源，大大提高信息采集和加工的准确性以及传输的时效性，做出及时、准确的反馈和预测，为管理部门提供科学的决策依据。建设目标本次大泉沟自动化系统的建设目标是：完成水库水位、泄出流量的自动监测、水库闸门遥控、水库大坝工情视频监测、大坝测压管安全监测，建立信息采集与管理系统、数据管理维护系统及远程监测能力。建设内容大泉沟水库信息化遥测遥控系统包括1个水库管理单位分中心、单孔泄水闸监控（含水位、流量），进水闸水情监测、一个库水位、三公里大坝视频监控、六组大坝测压管（坝体四组、坝基二组）安全监测。具体内容如下表：编号测点名称监控内容测量类型数量与分中心距离（Km）电源信息流向1水库泄水闸监控水库水位压

20、力式12有电源有管理房水库分中心、处调度中心下游水位超声波1闸门开度闸门开度仪1泄洪流量公式计算1启闭机控制远程控制1视频监控固定式彩色摄像机12水库进水闸监控上游水位超声波15有电,有管理房水库分中心、处调度中心视频监控彩色变焦12大坝安全监测坝体测压管振弦式测压4组15个1-3有电源附近有管理房水库分中心、处调度中心坝基测压管振弦式测压2组8个3大坝工情监测视频监视彩色变焦51-3从管理房引线取点水库分中心、处调度中心4大泉沟水库分中心距玛管处中心站16公里，站内可通过ADSL拨号上网。5软件部分综合数据库之工情库和水文库、数据采集与管理系统、数据管理与维护系统建设。总体布局图如下：系统总

21、体设计大泉沟水库自动化系统结合“十一五”石河子玛纳斯河流域管理处试点三年实施方案，按照统一规划的原则进行总体结构设计，充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用信息资源。根据建设内容及实际需求，我们将大泉沟水库自动化系统工程分为：(1)通讯网络系统、(2)大坝安全监测系统、(3)闸门控制及水情监测系统、(4)视频监控系统，(5)调度中心建设、(6)应用软件及数据库系统，共六大部分，结构如下图：通讯网络系统通讯方式比选为确保大泉沟水库监测系统数据的及时准确传递，通讯网络传输建设至关重要，为了提高管理工作的效率和质量，结合水库地势平坦和监测点集中的特点，就目前可实施的通讯手段特点做如下陈述。光缆传输

22、形式从通讯的安全性和信号的稳定性考虑，传输质量高、信道稳定等优点。超短波形式超短波自身的优势是具有一定的绕射能力，但传输速率慢、保密性差，受干扰的程度大，不具备传输图像的功能。扩频微波通讯扩频微波通讯存在组网灵活、建设简便、传播稳定，但电波绕射能力弱，有高山阻挡时需建设中继站，传播衰弱和传播失真受地形和气候影响，后期维护量大，设备造价较高，受雷击风险大。ADSL业务ADSL网络是一种高速数据传输的组网结构，传输数据可靠、稳定，运行成本较低。目前中国电信在石河子地区的网络覆盖率广，不需重新布设线路，节约建设资金。通讯手段的有线和无线传输，从质量、信道、费用等方面考虑，各通讯方式性能表如下：通信方

23、式通信质量信道容量维护工作量建设费租用费维护费适用传输信号有线信道公共电话网一般一般无无低无话音、数据ADSL较好较宽无无低无话音、数据图像光缆好很宽大较高无较低话音、数据图像无线信道超短波一般一般小较低无较低话音、数据扩频微波好很宽大较高无较低话音、数据图像通讯网络方案根据上面的比选，结合大泉沟水库的实际情况，我们选择光纤结合ADSL接入公网的方式来进行组网，其建设成本低，运行维护简单，受雷电影响小。本次通讯系统主要涉及到：大坝上各视频监控点、渗压监测点、闸门控制室、调度中心、公安监控室。各点通讯形式如下表：序号通讯点传输内容通讯方式数据流向1大坝3个视频监控点视频图像、控制命令光纤+光端机

24、到调度中心2大坝4个渗压监测点渗压数据光纤+光端机到调度中心3放水闸控制室水库水位、闸门开度、启闭机状态、控制命令光纤+光端机到调度中心4进水闸监控点上游水位、视频图像光纤+光端机到调度中心4公安监控室公安视频图像光纤+收发器到调度中心5调度中心接收各点数据并下发命令电信接入接入互联网至玛管处系统总体连接如下图：大坝安全监测系统建设内容序号监测点位置监测内容备注10+080坝体监测4个21+250坝体监测4个31+800坝体监测4个41+850坝基监测4个52+250坝体监测3个62+300坝基监测4个7合计坝体监测15个、坝基监测8个系统功能数据采集数据采集软件实现计算机与测量控制单元（MC

25、U）通讯，完成监测数据的采集。其结构框图如下：数据采集系统数据采集系统单点测量巡回测量参数设置定时测量MCU自检 1. MCU自检：MCU自检是通过计算机与MCU通讯，使MCU进行自检，并将自检结果返回至计算机，显示给操作人员，达到远程诊断MCU的目的。2. 参数设置：在MCU能够正常工作之前，要根据工程的具体情况，对MCU的参数和数据库中的各测点进行设置。3. 单点测量：单点测量用于测量某种仪器的某个测点的各种电测量（如孔隙水压力计的频率和温度），计算出工程物理量。4. 巡回测量：巡回测量用于测量一个MCU或多个MCU上的测点，所测仪器类型可以是一种，也可以是多种。能按仪器类型打印测量数据和

26、保存测量数据至数据库。5. 定时测量：定时测量主要用来取定时测量数据，计算出工程物理量，测量所得的电测量和工程物理量在列表中显示。资料整编资料整编软件按照土石坝安全监测技术规范（SL60-94）、土石坝安全监测资料整编规范（SL69-96）及相关规程要求对监测资料进行整编，同时，资料整编软件能够对资料进行维护。 资料整编软件由资料维护、报表打印、图形绘制等模块组成，其中资料维护又包括考证资料查询添加修改删除、监测数据添加、监测数据查询修改、监测资料删除、数据备份、数据恢复。资料整编软件结构框图如下：资料整编系统资料整编系统数据维护图形绘制报表打印资料查询添加修改删除监测资料查询修改监测资料添加

27、监测资料删除数据维护数据备份数据恢复异常数据处理资料查询添加修改删除监测资料查询修改监测资料添加监测资料删除数据维护数据备份数据恢复异常数据处理 报表打印 综合表 年报表 日报表 月报表 图形绘制过程线坝体浸润线坝基渗流压力图形绘制过程线坝体浸润线坝基渗流压力分布线坝基渗流压力平面分布图技术实现测压仪接入现地MCU，然后通过光纤接入监控主机，结构如下图：为防止雷电干扰或损坏设备，在每个监测点处均建设防雷地网（与视频监控点共用），并在线路上增加防雷器。如下图：测压点布置序号监测点位置监测内容备注10+080坝体监测4个21+250坝体监测4个31+800坝体监测4个、坝基监测4个42+300坝体

28、监测3个、坝基监测4个5合计坝体监测15个、坝基监测8个布置图如下：第71页 共72页设备选型及说明大坝安全监测仪器是人们了解大坝运行状态的耳目，它要能够在恶劣环境下长期稳定可靠的检测出大坝微小的物理量变化，所以在某些方面（如在测量精度、长期稳定性方面）与其它工业监测行业相比，其要求更高、难度更大。目前大坝监测项目主要包括变形监测、渗压渗流监测、压力应变及温度监测、环境量监测等，本次大泉沟水库主要对大坝渗压进行观测。用于渗压监测的仪器目前主要有弦式仪器、压阻传感器：1、弦式仪器 该仪器利用钢弦振动频率随钢丝引力变化的原理，通过电磁铁激振钢丝，由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝应变。其一般采用进

29、口的钢弦式渗压计，这种仪器直径较小，可以安装在测压管中，测值稳定、精度及灵敏度高、飘移量较小且温度影响可以修正。用测压管进行渗流监测，有两个突出优点： 人工比测和自动化监测可以同时进行，并可以相互校验； 万一放置在测压管中的渗压计损坏或性能较差，可进行更换，不会影响继续监测。 美国Geokon公司的振弦式仪器性能较为稳定，4500S系列用于测压管水位监测效果较好，而带通气孔的4500ALV及4580系列振弦式仪器由于自身能平衡大气压，加之精确度较高、稳定性好，可以满足采用量水堰法进行渗漏量监测的需要。2、压阻传感器：压阻传感器用在硅半导体材料上制成的压敏感电阻作为敏感元件，在水压力作用下使做成

30、桥路的半导体电阻因压阻效应而输出电量，由此测出水压的变化。由于压阻传感器灵敏度高、分辨率高、体积小，所以在大坝工程上的运用步伐逐步加快。根据大泉沟的实际情况，我们选择美国Geokon公司的4500S型振弦式渗压计，其适合埋设在水工建筑物和基岩内，或安装在测压管、钻孔、堤坝管道或压力容器中，以测量孔隙水压力或液体液位。主要部件均采用特殊钢材制造，适合在各种恶劣环境中使用。标准的透水石选用带50微米小孔的烧结不锈钢制成，具有良好的透水性。特殊的稳定补偿技术使传感器具有极小的温度补偿系数。在完善电缆保护措施后，可直接埋设在对仪器要求较高的碾压混凝土中。主要技术指标：型号GK/BGK-4500S标准量

31、程0.35、0.7、1、2、3MPa非线性度直线：0.5%FS；多项式：0.1%FS灵 敏 率0.025%FS过载能力50%耐 水 压可按客户要求定制耐0.5、2MPa或其它水压标距133mm外径19.05mmMTBF（平均故障间隔）50000h（约5年）闸门控制及水情监测系统建设内容建设大泉沟水库大坝放水闸的闸门自动控制系统，及水库水位、进水渠水位、放水渠水位的监测。系统功能数据实时采集：自动采集闸门开度、闸前水位、闸后水位、闸门起闭机限位状态、供电系统的电压及工作电流、消耗的能量；并能根据水位计算出过闸流量；闸门起闭控制：可实现闸门的定闸位控制、定流量控制、全开、全关、上升、下降、停止；急

32、停控制：若遇到紧急、意外情况，能够实施急停控制；工作方式切换控制：通过硬件动作，识别实现远程自动控制、现场自动控制、手动操作及锁定操作等方式；故障保护：在闸门运行过程中，当系统发生故障时，系统立即报警，并根据需要和实际情况自动终止当前的闸门运行操作。故障报警内容应包括：启闭机荷重过载、闸门运行超限、闸位传感器故障、闸门下滑、闸门卡死、闸门失衡、启闭机过压、过流、缺相等；掉电保护：保证中心站在交流掉电状态下，系统仍能继续实现对现场数据的采集和保存。技术实现系统结构系统由一台监控主机、一台闸门测控终端机、自动控制箱（执行机构）、传感器等组成。结构如下图：监控主机：负责和各个闸门测控终端机通讯，采集

33、数据、存储数据、下发命令。并和用户交互，显示数据和发送用户命令，选用具有高可靠性的工业控制用计算机，为自动控制软件提供一个稳定、快速、安全的运行平台。闸门测控终端机：负责对闸门状态数据的采集、闸门控制的执行、闸门故障的判断及与监控主机的信息传递，其内部可存储所控闸门的相关参数，这些数据均可通过监控主机来设置。每个闸门测控终端机为单独的执行单元，负责单个起闭机按自己的程序执行起闭动作，当其中任何一个故障都不会影响到其他闸门的动作。增强了系统的稳定性和可靠性。自动控制箱（执行机构）：负责对电机控制的动作执行。传感器：负责采集各种数据，包括水位、闸位、闸门起闭机状态、电机的电压、电流、功率因数等数据

34、，为统计和故障判断提供依据。为了避免雷电对系统造成破坏和干扰，我们针对供电和信号两方面做如下处理：闸房做建筑防雷，接地电阻要求不大于5。闸房动力电进线要做防雷处理，具体做法为进线处加装二级防雷模块，防止动力电导入雷电。各种设备接口要做防雷处理，具体做法为：闸门测控终端机和远端水位计、监控主机之间的接口一律采用光电隔离器隔离，防止雷电导入。信号线采用屏蔽线，并做良好接地；各设备外壳、地线等做良好接地。水位计安装说明大泉沟水库位于新疆北部，冬季最低温度可达到-30oC，水库水面全部结冰，库水位测量一直是工作中的难点，人工测量时需先砸开冰面方可观测，极为不便。针对这种情况，我们设计在大坝上建造一个测

35、井，上面配套观测测房，底部与水库相连。观测房内保持零度以上，安装方式如下：放水渠水位及进水渠水位均采用超声波式，非接触式测量。进水渠水位通过无线传输至进水闸，再通过光纤传输到管理中心。设备选型及说明闸门测控终端机闸门测控终端机参数指标技术参数处理器工业用32位处理器；数据总线32位，可扩展；动态存储器2M；静态存储器8M；IO端口本地16DI、16DO、2AI，可扩充为600DI、600DO、240AI；通讯端口2个RS232，1个RS485（可另外扩充4个RS232/422/485）；编程语言ANSI协议ModbusRTU输入电压可选220VAC工作电流860mA；工作温度-40OC信号浪涌

36、保护15KV；闸位传感器选用WS系列闸位传感器，按照国家标准GB9359-88水文仪器总技术条件及相关技术标准求制造。闸位传感器参数指标基本参数测量范围0-20m；分辨力1cm；测量精度(0.1-0.3)%F.S；显示器十进制机械计数器0-9999.99m；机械参数启动力矩0.0098N.m；测量缆1mm不锈钢缆；电参数输出格雷码1015bit或RS485；触点容量0.1A其它MTBF16000小时使用环境环境温度-2585相对湿度90%(40电量采集模块EDA9033A 模块是一智能型电参数数据采集模块；可测量三相三线制或三相四线制电路中的三相电流、电压的真有效值，功率、功率因数和电度数。其

37、输入为三相电压（0-500V）、三相电流（0-20A）,输出为RS-485 或RS-232 数字信号：有三相电压值、三相电流值、有功功率、无功功率、功率因数、累计电量及各相有功功率等。基本精度为0.2 级。采用电磁隔离和光电隔离技术，电压输入、电流输入及输出三方完全隔离。 电量采集模块参数指标基本参数输出接口RS-485 二线制+15KV ESD 保护、或RS-232 TXD、RXD、GND 三线制+15KV ESD 保护；通讯速率（bps）1200、2400、4800、9600、19.2K；通讯协议双协议，一模块同时具有ASCII 码格式和十六进制格式双协议；输入交流50/60HZ 三相电压

38、、电流。输出三相电压ua、ub、uc，三相电流Ia、Ib、Ic 的真有效值、有功功率P、无功功率Q、功率因数、累计电量与各相有功功率Pa、Pb、Pc。以百分数形式输出数据；电压量程（相电压）10V、20V、50V、75V、100V、150V、200V、250V、300V、400V、500V可选；电流量程1A、2A、3A、5A、10A、20A 可选；输入信号每通道采样速率4KHz，交流采样；输入响应时间（模块内数据更新率）250ms，同步测量；隔离电压1000VDC；精度等级0.2 级；供电电源+5V10%、+1030V、AC60265V 可选；功耗0.5W；工作温度-20+85 存贮条件： -

39、40体积122mm *69mm * 73mm；安装方式DIN 导轨卡装；水库水位计选用陕西阳光世纪的YG-PI型压力式水位计。YG-PI系列压力式智能水位计用以测量液体的液位，能够连续测量、显示，信号传送和数据存储。以其高精度、高稳定性等特点广泛应用于水利、电力、石油、化工等行业。一、工作原理YG-PI系列压力式智能水位计选用美国进口的高精度、高稳定性扩散硅压力敏感芯片，通过高可靠性的放大电路和智能微处理器，将被测液体的液位信号转换成420mADC、010mADC或05VDC等标准电信号，然后传送给主控制器进行处理。主控制器采用超低功耗的16位的MSP430系列单片机、运用智能化软件对数据进行

40、处理。二、功能特点高质量的传感器、高智能的处理器、精湛的封装技术以及完善的装配工艺确保了该产品的质量和性能。其主要特点如下：双行液晶显示屏显示实时水位；智能校准、零点及量程可设定、测量精度高RS485通讯接口，可实现数据的远距离传输；集成了温度补偿电路，可消除温度对测量数据的不良影响；反向极性保护及限流保护32K的数据存储空间，可存储大量的历史水位数据，并通过串行通讯口查调历史水位数据；主控制器和投入式压力传感器为分体式结构，可根据现场环境更换不同量程的压力传感器，更换方法简单，管理员只需通过小键盘从新设置量程；结构精巧、安装便捷，便于固定安装和调校；投入式压力传感器分普通型和本质安全防爆型两

41、种型式，防爆型产品能应用于各种恶劣及危险场所；低功耗、防潮、防尘、防绣蚀防雷击、防射频干扰；三、适用范围水文测量与监控水库大坝水位测量船舶及航海系统城市及供水系统循环水及污水处理系统工业现场液位测量与控制四、性能指标 测量介质净水及一般液体(普通型)与316L不锈钢兼容的各种液体(铠装型)各种腐蚀性液体(防腐型)量程范围00.5m至0170m过载压力最大量程的2倍 输出信号RS-485(Modbus-RTU通信协议或用户指定)420mADC或05VDC工作电压12VDC功 耗测量时40mA，职守时2mA工作温度070贮存温度-40125五、技术指标 精 度0.25%零点偏差不超过输出量程的0.

42、5%(零点可调整)量程调节最小量程至最大量程间任意调整电源影响小于输出量程的0.01%/V负载影响可忽略不计温度影响1.5%FS (补偿温度： 070)稳定性0.25%FS/1年六、结构指标 膜片材料316L不锈钢膜片(普通型及铠装型)陶瓷膜片(防腐型)壳体材料1Cr18Ni9Ti(普通型及铠装型)聚四氟乙烯(防腐型)引出线双层耐磨防水通气电缆(电缆线输出)或6外径不锈钢铠装管(铠装型)或7.5外径聚四氟乙烯软管(防腐型)主控制器NEMA4X，IP67显示屏122x32点阵图形液晶防爆标志ExiaCT5防护等级IP68视频监控系统建设内容本次主要监控下面的内容：大坝库区、放水闸下游情况、放水闸

43、启闭机情况、大坝坝体、进水闸上游情况。系统布置及系统结构大坝库区、放水闸下游情况可通过接入公安视频监控系统，来共享视频图像；放水闸启闭机情况需要在闸房内安装一路固定式摄像机；大坝坝体情况在大坝上布置3路一体化变焦摄像机；进水闸上游情况布置一套彩色变焦摄像机。（本地监视，不传输）视频监控系统结构如下：大坝坝体情况在大坝上布置3路一体化变焦摄像机，分别位于：0+080、1+800、3+200。布置图如下：水库进水闸处布置一路视频监控，在本地通过监视器及控制键盘监控，不进行远传，其结构图如下：系统功能(A)、8路视频同时显示(25帧秒路)(B)、录像总资源300帧秒(C)、可长时间录像、按编程时间表

44、录像、报警录像等录像方式；(D)、1、4、9几种画面分割方式，按日期、时间、摄像头编号等多种方式查询；(E)、可选基于MJPEGMPEG4等算法基础上进行优化的专利算法，每路可设18K或310小时G；(F)、支持多个云台控制及816报警器输入及4报警器输出联动；(G)、可用多种方式备份(支持DAT、DVD、扩展硬盘及热插拔硬盘)；(H)、可接打印机直接打印存储的图像：(I)、通过LAN、PADN、ISDN、或Internet等方式实现远程传输及控制；(J)、图像自动切换；用户可在在选定显示终端上循环切换不同监控点的图像，切换间隔时间可由用户设定。(K)、图像手动切换使用者可将任意通道图像显示在

45、任意终端上。(L)、图像调节使用者可对多可变镜头进行变焦、聚焦、光圈调节，对云台上、下、左、右旋转，从而得到所需图像。(M)、图像存储和回放本视频监控系统可自动把数字视频图像压缩后存储到硬盘上(视频文件格式为MPEG-1)并随后播放出来。(N)、多级口令设置及操作管理为保证系统安全性与保密性，在本视频监控系统采用三级权限：一般查询权限、一般操作权限(查询、控制)、三足系统管理员权限(除了具有操作员的一切功能外，还能对系统的配置信息进行修改和扩充)。为了保证系统安全性，用户登录时需输入口令。(O)、设备自身维护和检测系统软硬件具备自动通讯监测和自我维护功能，对系统自身故障及时予以告警和记录，同时

46、误操作和部分故障不会导致系统崩溃。(P)、在线帮助系统软件提供在线的帮助功能。技术实现监控系统由前端子系统、传输子系统、控制子系统、显示子系统四个子系统组成：前端子系统包括摄像机、镜头、防护罩、高亮射灯、音频头、支架。每个区域安装不同数量的高分辨率彩色摄像机，能清晰监视每个区域的场景，为系统提供视频和音频源。传输子系统包括线缆、驱动设备。该系统我们采用图像控制系统专用的75-5视频线及RVV2*1.0或RVV2*0.75的电源线，用于摄像机视频信号的传输和供电。本系统中的云台摄像机或智能球还需要加上CAT-5UTP数据控制线。系统图像质量的好坏，传输子系统起着至关重要的作用，线缆选择时一定要选

47、用专用线缆。控制子系统包括网络视频服务器、视频监控主机。根据招标要求，我们选用硬盘录像机，此硬盘录像机是专门针对视频监控行业所要求的实时影音同步录像功能而开发的全天候的实时数字影像处理系统。具有画质清晰，实时显示，系统稳定,远程传输图像效果好等特性。本系统可以长时间24小时不间断运行。该系统具有的多种录像功能，在有事件发生时可以及时反映，并可在事后问题处理时提供可靠证据。显示子系统包括视频显视器、打印机、屏幕墙等。显示子系统主要用于图像显示输出，显示器可用VGA显示器，也可用AV显示器，显示器尺寸大小可视需要选择。设备选型及说明监控摄像机选型摄像机是监控系统的眼睛，它是拾取图像信号的设备。被监

48、视场所通过摄像机将画面的光信号变为电信号（图像信号），再经过放大、整形等一系列信号处理，通过传输部分、控制部分之后到达录制设备、访问设备和显示设备。1) 选择摄像机需要关心的几个技术参数： CCD：CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，我们常用的摄像机CCD以1/3in、1/4in的芯片居多，1/3in的芯片摄像效果好于1/4in； 分辨率：摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清晰。照度（灵敏度）：在镜头光圈

49、大小一定的情况下，获取规定信号电平所需要的最低靶面照度。例如：使用F1.2的镜头，当被摄物体表面照度为0.04Lux时，摄像机输出信号的幅值为350mV，即最大幅值的50，则称此摄像机的灵敏度为0.04Lux/F1.2。如果被摄物体表面照度再低，监视器屏幕上将是一幅很难分辨层次的灰暗图像。根据经验一般所选摄像机的灵敏度为被摄物体表面照度的1/10时较为合适。参考环境照度：夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux 电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux 室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1

50、Lux快门：电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。 同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。 外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。电源电压：目前摄像机的输入电压常见的有以下几种：DC12V，AC24V，AC110V，AC220V，在同型号线材的情况下电压越高抗干扰能力越强，传输距离越远。 信噪比:：即信号电压与噪声电压的比值。CCD摄像机信噪比的典型值在4555dB之间。一般的电视监控系统中要选50dB左右的，这样不仅能满足行业标准中规定

51、系统信噪比不小于38dB的要求，更重要的是当环境照度不足时，信噪比越高的摄像机图像就越清晰 2) 摄像机的选择 安装方式选择：大泉沟水库视频监控用摄像机采用立杆固定安装，故摄象机选用彩色一体化摄像机，配套球型云台解码一体机。根据环境光线选择为了达到夜间对大坝进行视频监控的目的，应选用彩色黑白自动转换两用型摄象机，夜间可借助大坝上的照明灯进行现场视频监控。根据对图象画质的分辨率要求选择本次对图象画质的分辨率要求较高，应选用480电视线的高解析摄象机。视频服务器选型视频监控随着社会的进步，数字化、网络化、智能化已成为一种发展趋势。数字监控系统也逐步进入大规模商业应用阶段，视频监控系统也随之经历了三

52、个时代。 第一代：模拟时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。 第二代：半数字时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理与存贮。第三代: 全数字时代。基于网络，以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型数字监控系统，典型的产品就是网络视频服务器。网络视频服务器，就是安装在网络上传送影像及监视的一体型网络服务器，不需要另外的电脑，在因特网上利用标准网络浏览器实时可以看到高画质影像的最新概念的网络监视装备。网络视频服务器随着应用面的越来

53、越广，推出的产品也日渐丰富，下面就针对网络视频服务器的一些特点和区别来做下说明和选型：1）压缩格式网络视频服务器作为网络应用的新型产品，适应网络传输的要求也必然成为产品开发的重要因素，而这其中视频图像的技术又成为关键。在目前中国网络摄像机和视频服务器的产品市场上，各种压缩技术百花齐放，可以分为：M-JEPG，MPEG4、H.264等。M-JEPG的特点：M-JPEG采用的是帧内压缩方式，图像清晰、稳定，适于视频编辑，而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。另外，因其压缩后的格式可以读取单一画面，因此可以任意剪接，特别适用与安防取证的用途。MPEG4的特点： MPEG-4的着眼点在于解决低带

54、宽上音视频的传输问题，在164KHZ的带宽上，MPEG-4平均可传57帧/秒。采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络，如PSTN，ISDN,ADSL等，大大节省了网络费用。另外，MPEG-4的最高分辨率可达720576，接近DVD画面效果，基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。MPEG-4所有的这些优点，使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一。H.264的特点：H264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段，在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264的应用亮点。H.264具有比MPEG和H.263+更优秀的PSNR性能。2）监控路数根据监

55、控点的多少，可以计算要选配多少台网络视频服务器。目前市场上的网络视频服务器可支持一路、两路或四路视频图像输入。每一路可以接一台模拟摄像机，来监控一个监视点。但由于支持的图像路数越多，对产品的性能参数要求也就越高，如假设两路或四路输出的数字视频图像的总帧数资源为25帧/秒，其实是多路共享25帧/秒，这样每一路的速度是很慢的，就不如选多台单路的网络视频服务器。但现在有四路共享120帧/秒的产品，也就是说可以达到每路30帧/秒，这样就可以真正实现四路实时。3）是否支持音频一般的网络摄像机只具有视频功能，没有音频功能或者音视频效果不同步。这就要根据客户的具体情况来选购，有些监控场地是不需要音频的。4）

56、其它根据操作系统的不同，网络视频服务器可以分为WINDOWS操作系统、LINUX操作系统、其他嵌入式系统。相对来讲，LINUX操作系统和其他嵌入式系统更为稳定，可靠。总结：根据上面的分析及大泉沟水库的实际情况，我们按下面的标准来选择视频服务器：嵌入式操作系统或Linux操作系统视频压缩标准：H.264。分辨率：PAL： 176*144（QCIF），352*288（CIF），704*576 (D1)； NTSC：176*120（QCIF），352*240（CIF），704*576 (D1)。视频输入：8路（NTSC，PAL制式自动识别）； BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75）。视频帧率：P

57、AL：1/16-25帧/秒。 NTSC：1/16-30帧/秒。码流类型：可选择单一视频流或复合流，自定义。视频压缩码率（单位：bps）：16K2M、自定义。音频输入：8路，BNC（线性输入，阻抗：600）。音频输出：1路RCA插座（线型输出）。音频压缩标准：OggVorbis。音频压缩码率：16Kbps。调度中心建设建设内容调度中心专设控制室，布置控制台、投影系统，对大坝情况进行统一监控。系统布置控制中心配置：工业控制计算机一台，打印机一台，稳压电源一台，琴台集散控制台一台，投影屏幕一套。通过工控机查看所有有关信息，并可以通过投影显示大坝视频图像及数据，并利用视频监控系统随时查看闸门控制状况。

58、可以制订、下达控制命令到现场执行，实现无人职守。控制中心布置如下：此方案为一般控制中心的标准模式，工业控制计算机与普通微机相比具有运行安全稳定，受外界自然条件(气温、湿度、灰尘等)影响小、模块化程度高，连续工作时间长。琴台式控制台由钢板机加工成型，外壳接地后具有很好的电磁屏蔽效果，能够对其内部的工控机等电子设备起到很好的保护作用，其两台内置风扇可以在控制台内部形成空气对流，从而起到很好的散热效果。土建设计 为了使自动化设备有一个安全可靠的工作环境，防止自然和人为因素的破坏，使设备能够长期稳定可靠地运行，充分发挥自动化系统的性能和作用，系统的配套土建设施必须达到一定的要求。 本次大泉沟水库自动化

59、系统土建的基本任务主要包括以下内容：遥测站房的建设：1处，用于水库水位监测。避雷针和接地网的建设：8处（水库调度中心、放水闸房、0+080、1+250、1+800、2+250、3+320、水库进水闸）。电杆架设：4处，用于摄像机安装（0+080、1+800、3+320、水库进水闸）。光缆及电缆铺设：分三段：调度中心到水库闸房、公安处到调度中心、水库放水闸沿大坝至3+320，共约5公里由于各站点地理位置、环境条件和具体要求不同，可能难以实施统一的土建设计，在实施过程中可作出因地制宜的调整方案。遥测站房站房建设遥测站房使用面积在6m2左右，为了房顶上设备的安全，房间净高不小于3M，砖混结构，房顶为

60、平顶，屋檐伸出墙外0.5M。东西两面墙上离地面2m高处各开一个窗户，并以钢或铁板制成百叶窗，既可防雨，又可防盗，东西墙根稍上处各安装一个4在靠近天线塔的墙上应留有进线孔，还要预留太阳能电池线、天线的进线孔，安装40左右的塑料弯管（或外低内高的直管）。在设备安装时，待进线穿好后，应用油泥把余隙堵牢或捆扎弯头，防止雨水顺电线流入屋内。遥测站房建设参考图如下图所示：为安全起见，设在野外的中继站站房应采用隐式电子锁，不采用外挂的挂锁，或弹子锁。大门采用铁板防盗结构。对于盗窃和人为破坏严重的地点，也可采用双层结构，一层、二层和房顶在房内建楼梯上下连通，并分别加盖铁门，这样可有效防止对遥测设备的破坏。如果