【導(dǎo)讀】尾礦庫(kù)自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。武漢天寶耐特科技有限公司

　　

【正文】 : 6/ 9/ 12/ 18/ 24/ 36/ 48/ 54 Mbps Super G: up to 108Mbps 接口類(lèi)型 自動(dòng)翻轉(zhuǎn) 10/100BaseTX: RJ45 接收靈敏度 88dBm @ 11Mbps, PER 8%。 74dBm @ 54Mbps, PER 10% 無(wú)線類(lèi)型 內(nèi)置 12DB 平板天線 系統(tǒng)安全 64bit/128bit/152bit/ WEP WiFi WAP 加密機(jī)制 無(wú)線工作模式 AP 模式，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)橋模式客戶(hù)端模式中繼模式 工作 環(huán)境 工作溫度 : 30 ~ +70176。C 電源適配器 直流輸出 12 Volt 177。 5%。 電流 (Max.)。 交流輸入 100V ~ 240V。 工頻 5060HZ 規(guī)格 190mmX110mmX65mm 操作系統(tǒng) Windows 200X/XP 短信報(bào)警模塊的選擇 型號(hào)： WAVECOM TSWGC1 圖 13 WAVECOM TSWGC1 短信報(bào)警模塊 ? RS232 串口連接電腦方式 ? 雙頻 GSM/GPRS 外置調(diào)制解調(diào)器 ? EGSM900/1800Mhz 或 EGSM900/900MHz ? 支持 GPRS 協(xié)議 ? 體積小及耐震鋁外殼 ? 即裝即用及即時(shí)上網(wǎng) ? 已通過(guò) GSM Phase2＋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的所有認(rèn)證 ? 支持 話音，短信息，傳真及數(shù)據(jù)傳輸 ? 為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的 AT命令遙控系統(tǒng) ? 技術(shù)規(guī)范 ? 產(chǎn)品性能 雙頻 GSM 調(diào)制解調(diào)器 (EGSM900/1800MHz 或 EGSM900/1900MHz)，適用于數(shù)據(jù)，傳真，短信息及 話音應(yīng)用，已通過(guò)所有認(rèn)證 ，其設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)符合 ETSI GSM Phase2+標(biāo)準(zhǔn) ? 輸出功率 Class4(2W@900MHz) Class1(1W@1800/1900MHz) ? 輸入電壓 － 32V ? 輸入電流 18mA 待機(jī)狀態(tài)， 110mA 在 通話狀態(tài) 18mA 待機(jī)狀態(tài)， 80mA 在 通話狀態(tài) ? 溫度范圍 － 20℃ － +55℃ 工作狀態(tài) － 25℃ － +70℃ 保存狀態(tài) ? 產(chǎn)品大小 985425mm ? 產(chǎn)品重量 82克 ? 主要功能 ? 話音功能 ? 呼叫 ? 緊急電話 ? 語(yǔ)音編解碼：全速率，增強(qiáng)全速率及半速率 ? 雙音多頻功能 (DTMF) ? 數(shù)據(jù) /傳真功能 ? 非同步數(shù)據(jù)電路，透明及非透明數(shù)據(jù)最高可達(dá)標(biāo) 14,400 bits/s ? 第三類(lèi)自動(dòng)傳真機(jī) (Class1 與 Class2) ? GPRS 數(shù)據(jù)特性 ? GPRS Class2(Class10 Q2406A/B) ? 代碼： CS1 到 CS4 ? 短信息服務(wù)功能 ? 文字及 PDU ? 點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (MT/MO) ? 小區(qū)廣播 ? 附加業(yè)務(wù)功能 ? 呼叫轉(zhuǎn)移 ? 呼叫限制 ? 多方通話 ? 呼叫等待及呼叫保持 ? 來(lái)電顯示 ? 話費(fèi)提示 ? USSD ? 顯示呼叫轉(zhuǎn)移 ? 其他功能 ? 電話簿 管理 ? 固定撥號(hào) ? SIM 卡增殖服務(wù) Class2 ? SIM 卡，網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)供應(yīng)商鎖卡功能 ? 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ? 鬧鐘管理 ? Xmodem 協(xié)議作軟件升級(jí) ? 接口 ? USB 接口或 RS232 接口 ? 用 AT 命令做遙控 ( 及 ) ? 串連波特率由 300 至 115,200 bits/s ? 自動(dòng)波特率 (300 至 38,400 bits/s) ? SMA 天線接口 ? 滑入式 SIM 卡存儲(chǔ)器 巡線員 定位終端的選擇 型號(hào)： HKG06B 特點(diǎn)：體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單 尺寸： 84X45X20MM 重量： 80 克 GPS/GSM/KALMAN 濾波與電子羅盤(pán)復(fù)合位置信息查詢(xún) 無(wú)盲點(diǎn) 高靈敏度：放置在汽車(chē)儲(chǔ)物箱 /后備箱仍能正常接收衛(wèi)星信號(hào) 低功耗 待機(jī)時(shí)間 72 小時(shí) SMS/GPRS 二種通訊方式 內(nèi)置 GPS,GSM 天線：徹底解決了 GPS,GSM 在小空間內(nèi)相互干擾問(wèn)題 位置查詢(xún)準(zhǔn)確：最小誤差 3 米 使用環(huán)境要求低：防震、防塵 圖 14 HKG06B 定位終端機(jī) 巡線員巡視專(zhuān)用手機(jī)的選擇 型號(hào)： 普達(dá) E806C 手機(jī) ： 配件為：雙電雙充、 耳機(jī) 、數(shù)據(jù)線。多普達(dá)是一款在 C 網(wǎng)中不多見(jiàn)的采用Windows Mobile 5 智能 操作系統(tǒng) 的手機(jī)。 硬件配置方面，多普達(dá) E806c 采用了一塊 英寸的 QVGA 分辨率的觸摸屏幕，顯示效果令人滿(mǎn)意。同時(shí) E806c 還是一款采用了 Windows Mobile 操作系統(tǒng)的 CDMA 智能手機(jī) ，并且它還采用了一顆 主頻達(dá)到了 300MHz 的 處理器 ，所以該機(jī)運(yùn)行起來(lái) 很 流暢的。 巡線員通過(guò)無(wú)線上網(wǎng)，進(jìn)入系統(tǒng)巡視界面，可將發(fā)現(xiàn)的異常情況隨時(shí)登錄系統(tǒng)。 圖 15 普達(dá) E806C 手機(jī) 太陽(yáng)能電池組件的選擇 SYST 晶體硅太陽(yáng)能組件特點(diǎn)： 1. 按國(guó)際 電工委員會(huì) IEC1215： 1993 標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)工藝技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備制造，確保組件的可靠穩(wěn)定輸出功率以及 25 年的超長(zhǎng)使用壽命 2. 在大功率組件封裝過(guò)程中。每 18 片、 24 片或者 36 片晶體硅太陽(yáng)能組件電池串聯(lián)安裝一個(gè)旁路二極管?？捎行Х乐篃岚咝?yīng)。 3. 使用由深藍(lán)爭(zhēng)氨化硅層或二氨化鈦層作減反射膜的太陽(yáng)能電池片，確保了組件良好的外觀。 4. 由高透光率的鋼玻璃抗老化 EVA。進(jìn)口高轉(zhuǎn)換效率的晶體硅太陽(yáng)能電池芯片，耐修性?xún)?yōu)良的 TPT 層壓而成，具有良好的耐候性和抗冰雹防水能力。 5. 優(yōu)質(zhì)鋁合金 邊框確保組件具有很高的抗風(fēng)等級(jí)。結(jié)構(gòu)合理便于安裝 6. 采用密封防水性能好的多功能接線盒，可提供多種接線方式。 7. 每片組件經(jīng)過(guò) 100%的外觀檢查和電性能測(cè)試，確保組件的優(yōu)良品質(zhì) SYST 組件是由高轉(zhuǎn)換效率的單片太陽(yáng)電池， EVA 膠膜、鋼化玻璃和 TPT 背膜組成。利用可靠的焊接技術(shù)、高真空加熱層壓工藝及配備經(jīng)防腐處理鋁合金邊框、水密接線盒、組成結(jié)構(gòu)合理，抗紫外老化和抗風(fēng)強(qiáng)度高的太陽(yáng)電池組件。 ? 太陽(yáng)能電池板及蓄電 池 計(jì)算公式 功率 *24h/平均日照時(shí)間 /70%=太陽(yáng)能板瓦數(shù) 功率 /12V=電流 電流 *24H=每天的功耗 每天的功耗 *10 天 /70%=蓄電池容量 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置 根據(jù)國(guó)家《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī) 程》、《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》以及現(xiàn)有尾礦庫(kù)人工監(jiān)測(cè)設(shè)施情況， 下圖為某尾礦庫(kù) 各監(jiān)測(cè)內(nèi)容的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 案例 ： 圖 16 各監(jiān)測(cè)內(nèi)容的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 系統(tǒng)采用雙頻 GPS 接收機(jī)及 GPSensor技術(shù)，只需 1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)即可達(dá)到水平 5mm,垂直 8mm 以?xún)?nèi)的監(jiān)測(cè)精度 和 監(jiān)測(cè)周期 5 分鐘以?xún)?nèi)的快速響應(yīng) 水平 ， 可以 減少布線的 施工 和 投入 。 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各點(diǎn) 三 維坐標(biāo)的變化情況 。 系統(tǒng) 通訊設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)的通訊分為 ： ? 各監(jiān)測(cè)設(shè)備 (傳感器 )到 現(xiàn)場(chǎng)值班室 的通訊設(shè)計(jì) ? 現(xiàn)場(chǎng)值班室 到辦公樓監(jiān)控中心 (調(diào)度室 )的通訊設(shè)計(jì)。 各監(jiān)測(cè)設(shè)備 (傳感器 )到 現(xiàn)場(chǎng) 值班室 的數(shù)據(jù)傳輸采用 無(wú) 線 網(wǎng)橋（ 3KM） 方式， 減少庫(kù)區(qū)和壩體的土方開(kāi)挖，有利于節(jié)約建設(shè)成本，同時(shí)避免對(duì)庫(kù)區(qū)和大壩的損傷 ；現(xiàn)場(chǎng)值班室 通 過(guò) 無(wú)線 網(wǎng)橋（ 15KM） 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)報(bào)警和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)布 。 系統(tǒng)在 現(xiàn)場(chǎng)值班室 的軟、硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)上預(yù)留了后期壩加高后位移和浸潤(rùn)線 等觀測(cè)傳感線路接口，后期補(bǔ)充工程建設(shè)時(shí)不需要重復(fù)投入。 各項(xiàng) 監(jiān)測(cè) 指標(biāo)的數(shù)據(jù)流向如下： ? 尾礦庫(kù)大壩形變 監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信： GPS 天線 ?GPS 接收機(jī) ?232422 轉(zhuǎn)換器 ?串口服務(wù)器 ?無(wú)線網(wǎng)橋 ?現(xiàn)場(chǎng)值班室 ? 浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信： 滲壓計(jì) ?采集儀 ?232422 轉(zhuǎn)換器 ?串 口服務(wù)器 ?無(wú)線網(wǎng)橋 ?現(xiàn)場(chǎng)值班室 ? 庫(kù)水位監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信： 液位計(jì) ?232422 轉(zhuǎn)換器 ?串口服務(wù)器 ?無(wú)線網(wǎng)橋 ?現(xiàn)場(chǎng)值班室 ? 干灘 (安全高差 )監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信： 液位計(jì) ?232422 轉(zhuǎn)換器 ?串口服務(wù)器 ?無(wú)線網(wǎng)橋 ?現(xiàn)場(chǎng)值班室 ? 雨量監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信： 雨量計(jì) ?現(xiàn)場(chǎng)值班室 系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì) 本監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護(hù)系統(tǒng)工程包括 直擊雷防護(hù) 、 電源線路防雷保護(hù) 、 通訊 線路防雷保護(hù) 、 接地系統(tǒng)。 直擊雷防護(hù) 直擊雷的防護(hù)主要是保護(hù) GPS 接收機(jī)與天線。擬采用避雷針作為接閃器，在前端設(shè)備的立杠處或就近安裝避雷針，然后通過(guò)良好的 接地裝置迅速而安全把它送回大地。 圖 17 直擊雷預(yù)防示意圖 電源線路防雷保護(hù) 目前，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，由電源系統(tǒng)耦合進(jìn)入的感應(yīng)雷擊造成設(shè)備的損壞 占雷擊災(zāi)害損失 60％以上的概率。因此，對(duì)電源系統(tǒng)的避雷保護(hù)措施是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)防雷工程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源線路防雷保護(hù)包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集室電源線路和控制中心電源線路的防雷保護(hù)，擬采用電涌保護(hù)器進(jìn)行防雷。使用 UPS 及防雷插線板等設(shè)備，保證用電設(shè)備不被擊穿。 設(shè)備安裝箱采用金屬機(jī)柜，并連接地線，以加強(qiáng)避雷效果，確保安全使用。 在 地下室或在靠近地平面處。連接導(dǎo)線連到連接板 (連接母線 )上，連接板的構(gòu)成和安裝要易于接近檢查。連接板應(yīng)與接地裝置連接。接地裝置埋設(shè)深度不小于～ 。 通訊 線路防雷保護(hù) 測(cè)量數(shù)據(jù)要通過(guò)通信電纜鏈接到 數(shù)據(jù)處理設(shè)備 ，由于通信電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)為同軸電纜，所以當(dāng)遭遇到瞬間的雷擊時(shí)，會(huì)在其內(nèi)部銅圈產(chǎn)生與外部電流相反的感應(yīng)電流，而且會(huì)沿著通信電纜直接傳輸?shù)?，所以，?duì)于此類(lèi)雷電，主要是通過(guò)安裝天線防雷器進(jìn)行消除和減低。 具體實(shí)施方法：在通信電纜兩端分別加裝防雷器，一端靠近傳感器，避免由于感應(yīng)雷造成的電流對(duì) 傳感器 的損害；另一個(gè)防雷器盡量靠近 數(shù)據(jù)處理設(shè)備 。 避雷器的接地端與避雷網(wǎng)連接，連接處采用涂抹防銹漆等手段保證導(dǎo)電，接地電阻不大于 5Ω 。 避雷器存在一定的插入損耗，對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度造成了一定的影響，我們根據(jù)實(shí)際情況增加信號(hào)放大器等相關(guān)設(shè)備。 圖 18 通訊線路防雷器 接地系統(tǒng) 本接地系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場(chǎng)避雷針接地系統(tǒng)、 現(xiàn)場(chǎng)值班 室接地系統(tǒng)。 GPS 接收機(jī) 、 天線 以 旁安裝避雷針，壩體埋設(shè)若干個(gè)接地樁 ； 數(shù)據(jù)處理設(shè)備 安裝在 GPS觀測(cè)墩上，不需要另外建直擊雷避雷器；干灘監(jiān)測(cè)用的超聲液位計(jì)旁加接閃器， 引入附近 接地樁。 第四章 系統(tǒng)主要成果輸出 尾礦庫(kù)自動(dòng) 化 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件主要包括三大功能，即壩體安全、滲漏安全及調(diào)洪安全。其中壩體安全包括表面位移，滲漏安全包括浸潤(rùn)線，調(diào)洪安全包括庫(kù)水位與降水量、干灘長(zhǎng)度與安全高差監(jiān)測(cè)模塊。通過(guò)這些模塊可進(jìn)行所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理、分析、預(yù)測(cè)、報(bào)警、發(fā)布等功能。系統(tǒng)輸出結(jié)果直觀明了，簡(jiǎn)單易懂，非常適合尾礦庫(kù)的現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控。 壩體安全、滲漏安全及調(diào)洪安全構(gòu)成了尾礦庫(kù)的整體安全度。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)影響尾礦庫(kù)的各個(gè)因素進(jìn)行逐個(gè)在 線監(jiān)測(cè)，再對(duì)各模塊監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行專(zhuān)業(yè)分析，通過(guò)定量化計(jì)算后，采用軟件用戶(hù)界面輸出尾礦庫(kù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程及安全度，并通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度挖掘，總結(jié)出尾礦庫(kù)在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)、有害因素，形成尾礦庫(kù)的安全預(yù)警功能，并提出切實(shí)可行的對(duì)策措施 (專(zhuān)家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù) )，為尾礦庫(kù)的日常運(yùn)行管理提供便捷可靠手段。 過(guò)程線分析： 浸潤(rùn)線、壩體位移、降雨量、庫(kù)水位等觀測(cè)量隨時(shí)間的變化關(guān)系或曲線，以時(shí)間為 X軸，各觀測(cè)量為 Y軸，繪制時(shí)間序列曲線。 (包括各觀測(cè)量的獨(dú)立時(shí)間序列曲線和疊加時(shí)間序列曲線圖，如 下 圖 2 27示意圖 ) 滯后 時(shí)間分析： 測(cè)壓管的水位變化與庫(kù)水位 (或滲流量 )的變化不完全同步，管水位達(dá)到峰 (谷 )值的時(shí)刻往往比庫(kù)水位達(dá)到峰 (谷 )值的時(shí)刻來(lái)得晚，存在一定的時(shí)間差即存在 “ 滯后時(shí)間 ” 。目前，多采用手工方法點(diǎn)繪出庫(kù)水位過(guò)程線及測(cè)壓管水位過(guò)程線，目測(cè)峰 (谷 )值的時(shí)間差來(lái)推求滯后時(shí)間，目的在于了解壩體的防滲能力。該法不僅精度較差，而且不易實(shí)現(xiàn)電算化，這里通過(guò)采用自動(dòng)化智能分析。 圖 19 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獨(dú)立時(shí)間序列曲線 圖 20 庫(kù)水位、降雨量、滲流量的時(shí)間疊加曲線 沉降分析： 指壩體變形監(jiān)測(cè)中的壩體垂直位移的變化