型数据采集系统技术说明书样本.doc

DG型数据采集软件
操作手册

水利部 南京水利水文自动化研究所
大坝监测分所

目 录

前言
1. 系统运营环境 1
1.1. 软件环境 1
1.2. 硬件环境 1
2. 系统安装 1
3. 系统功能 1
3.1. 系统自检功能 1
3.2. 监测数据采集功能 2
3.3. 数据通讯功能 2
3.4. 数据管理功能 2
4. 实际操作阐明 3
4.1. 系统工具 3
4.1.1. 通讯状态检查 3
4.1.2. 测控装置自检 3
4.1.3. 系统选项 4
4.1.4. 测点参数设立 5
4.1.5. 数据库备份管理 6
4.1.6. 更改系统口令 6
4.2. 应答测量 6
4.2.1. 巡回测量 6
4.2.2. 选点测量 7
4.2.3. 选箱测量 8
4.3. 自报方式 8
4.3.1. MCU时钟查询 8
4.3.2. MCU时钟设立 9
4.3.3. MCU自报间隔设定 9
4.3.4. 读取自报数据 10
4.4. 数据管理 10
4.4.1. 测值记录浏览 10
4.4.2. 测值过程线绘制 11
4.4.3. 仪器信息 11

4.5. 查看 12
4.6. 窗口 12
4.7. 协助 12
4.7.1. 操作阐明 12
4.7.2. 关于 12
4.8. 其他测量办法 12
4.9. 系统安全 13
4.10. 工程设立 13
4.11. 使用与维护 13
5. 附录A 14
6. 附录Ｂ 15

前 言

该数据采集软件是新一代DG型分布式大坝安全监测自动化系统核心，安装在CCU型中央控制装置中，运营于WIN95/NT环境下，重要用于控制数据采集网络对所有接入系统各类监测仪器进行一定方式自动化测量（巡测、选测、自报等），将监测数据保存在中央控制装置测值数据库中，并可依照规定选用数据通过RS-232、RS-485、微波或者光纤接口送入上一级信息管理系统。该软件安全性强、可靠性高、功能完善，且操作以便、直观，特有两级故障显示和监测数据超限提示，更有助于系统维护。

1. 系统运营环境
1.1. 软件环境
·操作平台：简体中文WINDOWS9x／NT；
·数 据 库：Microsoft Access97；
·应用软件：IE4.0以上版本。
1.2. 硬件环境
基本配备：工业控制微机 PⅡ133，内存32M，2M显存。
2. 系统安装
本系统附带一张安装光盘，安装时按如下操作进行：
1、将安装盘插入光盘驱动器)；
2、运营安装盘上setup.exe；
3、按照“安装向导”阐明进行完毕安装。
3. 系统功能
采集软件功能框图如下：

数据采集软件功能框图

从图中可以看出采集软件功能模块重要涉及：系统工具、数据采集、数据管理和数据通讯。下面分别加以阐明。
3.1. 系统自检功能：
系统上电时将进行自检，重要有：¬检查中央控制装置与各测控装置之间通讯线路联接状况；­检查每台测控装置中CPU板工作状况。 CPU板上有一对50欧姆原则电阻，采用差阻式办法进行测量，如测值偏差较大，则要考虑对CPU板进行维修；®检查每台测控装置中三组蓄电池电压。这三组蓄电池用于保证系统交流供电中断后，各测控装置仍能按设定周期工作一段时间；¯检查每台测控装置中所接测量板数量；°检查每块测量板工作状态和所接仪器个数、类型。自检完毕后，系统将向顾客提供一张信息表（表1），依照信息表，顾客可以及时发现和解决采集网络中存在问题。
表1 自检信息表
设备号：
[MCU30A-3]

RT
Z
R白
电池1
电池2
电池3
100.01
0.9999
0.00
13.8
24.7
4.8
板号
类型
点数
状态

1
2（引张线仪）
1
正常

2
5（测缝计）
6
正常

系统自检功能对整个系统安全、稳定运营起了重要保障作用。

3.2. 监测数据采集功能：
该软件具备三种数据采集方式，即巡回测量、选取测量和自报测量。
² 巡回测量：对所有接入自动化监测系统各类监测仪器进行逐点测量，测量完毕后，将监测数据存储在中央控制装置测值数据库中。
² 选取测量：依照运营规定，对某一测点监测仪器进行测量，测量完毕后显示测值，并可由顾客决定与否入库。
² 自报测量：一方面初始化各台测控装置运营时钟，使整个系统同步运营，然后设定各台测控装置自报时间间隔（依照对各测量项目测量周期不同规定，可觉得每台测控装置设定不同自报时间间隔），设定完毕后各台测控装置自动按自报时间间隔进行巡测，存储监测数据并传送到采集软件。在中央控制装置故障、总线故障或系统完全断电状况下，各台测控装置也能由蓄电池提供电压，按自报时间间隔进行巡测，自动存储数据。当系统正常运营后，采集软件可将测控装置内存储监测数据提取上来。

3.3. 数据通讯功能：
数据通讯是采集网络中重要环节，由它保证中央控制装置与各台测控装置，数据管理主机之间双向数据传播。设计时，采集软件底层通讯包采用原则WIN32API函数开发，数据通讯功能实现采用多线程技术，各线程管理不同通讯任务对象，同步充分考虑抗干扰设计，虽然数据包包头和包尾有乱码也能自动剔除，保证采集网络中数据互相传播更加安全、可靠和高效。
下面是通讯数据包格式：
帧头
命令/数据构造
校验码

3.4. 数据管理功能：
依照采集软件功能，先用Access建立各种应用数据库，如下表：
表2 应用数据表
库 名
功 用
测值数据库
存储自动化系统中所有测点监测数据。
信息库
存储各种仪器及系统信息，用于测值预解决及软件界面操作
报表库
是一种用于产生报表暂时库，数据管理某些依照顾客规定从测量库中提取数据（涉及表中所需各种计算），填在报表库中，再由软件向打印机输出。

数据管理功能重要涉及：原始测值计算、入库控制；各类仪器测值浏览和过程线绘制；月、年报表制作和打印。
当中央控制装置和信息管理系统联网运营时，还可将监测数据按一定规则，选取输入到信息管理系统监测数据库中，以供入库存档和进一步分析解决。

4. 实际操作阐明
4.1. 系统工具
4.1.1. 通讯状态检查
功能：
检查CCU与各MCU之间通讯状态。
操作：
系统依次发命令，与各MCU进行通讯握手。

　　若通讯失败，可检查如下几种状况：
l 通讯线路与否中断
l MCU有无交流电
l MCU与否正在测量

4.1.2. 测控装置自检
功能：
选取MCU查询自检信息。
操作：
1) 选取一台MCU或几台MCU；

2) 按“拟定”键后，弹出“测控装置自检”对话框，并显示自检与否成功信息；（同“通讯状态检查”，后来不赘述）
3) MCU自检完毕后，显示自检信息表。

　　其中涉及：原则电阻(Rt)、电阻比(Z)、芯线电阻(r白)、三组蓄电池电压（或温度）以及各测量板类型、点数和工作状态。

4.1.3. 系统选项
功能：
设立系统运营参数，涉及：

l 通讯参数设立
CCU初始运营时需要设立与采集网络中其他设备通讯端口及波特率，初始化调制解调器工作参数。
l 数据源设定
选定网络数据库位置。
l 入库控制
对不需要入库仪器进行设立。当有类仪器不入库时，将在工具栏上用示意图表达。

l 测量数据显示方式
设立测量数据按设备排序或按类型排序。
l 测点列表筛选
筛选测点列表中测点。
l 读取自测数据时间设定
l 水文仪器测量间隔设立
可以对单独水文观测仪器进行自动高频率测量。

4.1.4. 测点参数设立
功能：
设立系统内各测点参数。
操作：
1) 执行命令后，弹出“口令输入对话框”，规定操作人员输入对的口令（第一次执行该操作时可设立口令，只有操作员有权更改口令），口令输入对的后，自动运营“Access”数据库管理系统，打开工作目录中数据库；
2) 打开“DotInfo”表，该表按“点号”索引，因而，一方面要输入“点号”（若点号已存在，则不需要再输入），除“点号”之外，“DotInfo”表中尚有其他某些参数需要设立：
l 类型：仪器类型
l 型号：仪器型号
l 编号：仪器编号
l 位置：仪器安装位置
l 安装日期：仪器安装日期
l 测值1历史限差上限：仪器测值1容许测量范畴上限
l 测值1历史限差下限：仪器测值1容许测量范畴下限
l 测值1两次测值限差：仪器测值1近来两次测值之限差
l 测值2历史限差上限：仪器测值2容许测量范畴上限
l 测值2历史限差下限：仪器测值2容许测量范畴下限
l 测值2两次测值限差：仪器测值2近来两次测值之限差
l 测值3历史限差上限：仪器测值3容许测量范畴上限
l 测值3历史限差下限：仪器测值3容许测量范畴下限
l 测值3两次测值限差：仪器测值3近来两次测值之限差
3) 修改完毕后，存盘，退出。

4.1.5. 数据库备份管理
功能：
备份和还原系统数据库。
操作：
按提示选定备份驱动器和和时间段，完毕后会有提示。
4.1.6. 更改系统口令
功能：
更改系统口令。
操作：
规定输入旧口令，并输入两次新口令。

4.2. 应答测量
4.2.1. 巡回测量
功能：
CCU发“巡回测量“命令给所有MCU，对系统内所有仪器进行测量。
操作：
1) 执行命令后，系统弹出“巡回测量”对话框，并有时间显示；

2) 巡回测量完毕后显示本次测量数据；

注：
l 表格中显示各测点测量数据，表格下方有信息窗，用于显示某测点各测值有效范畴，其中涉及：测值最大值、最小值和两次测值之间限差。为了保证测值有效性，有如下几条检查办法：
a) 与历史最大值比较
b) 与历史最小值比较
c) 本次测值与近来一测值之间差值要在一定范畴内
计算机可自动实现测值检查。若有超限，将在“故障”位上加入“s”类故障标记，详细超限限度可由人工查看，故障记录条数会在工具栏上自动累加。
3) 返回主菜单时系统会提示本次测值与否入厍，此时操作从员可依照上面分析测值有效性决定与否入库。

4.2.2. 选点测量
功能：
CCU发“选点测量”命令给MCU，对系统内某支仪器进行测量。
操作：
1) 选取测点；
同“测值记录浏览”操作。
2) 等待测量成果；
3) 查看测量数据。

注：
l 外观仪器测一次（垂形坐标仪和引张线仪）
l 内观仪器测五次（差阻式仪器和弦式仪器）
4) 返回主菜单时系统会提示本次测值与否入厍，此时操作从员可依照测值状况决定与否入库。(内观和弦式仪器取5次测值平均值)

4.2.3. 选箱测量
功能：
CCU发“选箱测量“命令给一种或几种MCU，MCU则对所接入仪器进行测量。
操作：
1) 选取MCU
2) 等待测量成果
3) 查看测量数据（同巡回测量）

4.3. 自报方式
4.3.1. MCU时钟查询
功能：
查询MCU内部时钟及自动测量时间间隔。
操作：
执行命令后，系统弹出“查询MCU时间”对话框，依次显示各MCU内部时钟及自动测量时间间隔，最后显示CCU系统时钟作为参照。

4.3.2. MCU时钟设立
功能：
以CCU计算机时钟为准，设定MCU内部时钟。
操作：
1) 查看CCU内部系统时钟与否对的
2) 按“拟定”键后，开始设定MCU时钟，系统会给出与否设定成功信息。

4.3.3. MCU自报间隔设定
功能：
设定MCU自动测量时间间隔。
操作：
1) 选取MCU、起测时间和测量时间间隔；
不同MCU可以不频率进行测量。

2) 按“拟定”键后，开始设定MCU自动测量时间间隔，系统会给出与否设定成功信息；

4.3.4. 读取自报数据
功能：
读取MCU存储在内存中自动测量数据。
操作：
执行命令后，系统弹出“读取测控装置自测数据”对话框，依次发命令读取各MCU内部存储数据，显示自动测量组数和每组数据长度，数据接受完毕后，MCU自动清除存储器。

4.4. 数据管理
4.4.1. 测值记录浏览
功能：
可按点号、箱号分类查看MCU测量历史数据。
操作：
选取测点、MCU以及时间段。

注：点号标记“0234”，表达MCU-02中第3块测量板上第4个测点。

4.4.2. 测值过程线绘制
功能：
查看每个测点日、月和年测值过程线。
操作：
选取测点和过程线类型，然后按“拟定“按钮。
注：
l 一种测点也许有一至三条测值过程线（由仪器决定），分别以不同颜色绘制；
l 每个测点坐标轴比例是可变，顾客可依照该仪器实际测值范畴进行实时调节；
l 可同步查看过程线所相应测值记录。
l 可预览、打印过程线和相应测值记录；

4.4.3. 仪器信息
功能：
查看系统内各测点安装信息及测值限差。

4.5. 查看
可打开或关闭工具栏、状态栏、测点列表，全屏幕显示操作界面，选取其他断面测点布置图。

4.6. 窗口
提供多窗口管理功能：平铺，层叠，关闭窗口。

4.7. 协助
4.7.1. 操作阐明
浏览器方式显示在线操作阐明。

4.7.2. 关于
显大坝安全自动监测数据采集系统版本信息

4.8. 其他测量办法
除了在菜单上进行选取测量之外，还可在图中直接选点或选箱测量。
操作：
将鼠标移动到测点分布图示意测点上，鼠标会变成手形，按左键显示单个测点信息，按右键弹出浮动式菜单，可选取显示测点属性或测量。

操作界面

4.9. 系统安全
采集软件设有安全口令，设立在某些重要功能入口处，如：系统工具、自报时间设立和系统参数设立等，防止非法顾客随意更改。

4.10. 工程设立
依照不同工程规定，采集软件会在操作界面、数据库构造、存储方式、通讯方式、测量方式上有所不同。
新安装工程需顾客提供大坝仪器平面布置图，剖面图。

4.11. 使用与维护
l 操作人员应定期测量，保证测值持续性。
l 测量过程中，若遇软件问题，应重新引导系统，再次测量，并如实记录。
l 操作人员应定期(每月)将测量数据文献备份到软盘上，以防数据丢失。
l 禁止将其他软件拷入CCU，以免影响CCU正常运营。

5. 附录A
故 障 信 息 表

故障代号
故障位置
描 述
维 护
a
传感器
第一套光电管故障
考虑更换探头
b
传感器
第二套光电管故障
考虑更换探头
c
传感器
两套光电管故障
及时更换探头
d
传感器
测控装置
仪器故障
通道板故障
检查仪器与否损坏
或更换通道板
e
传感器
逻辑故障
检查电机或丝杆
f
测控装置
无系统工作电源
接通系统工作电源
g
测控装置
蓄电池欠压
检查系统工作电源
或更换蓄电池
r
中央控制装置
按收数据长度不对
进行系统自检、检查通讯线路
*s
中央控制装置
数据超限
进行系统自检、检查仪器设备
t
中央控制装置
故障位上有非法字符
进行系统自检、检查通讯线路
u
中央控制装置
数据计算中有非法字符
进行系统自检、检查通讯线路
v
中央控制装置
数据类型或点号非法
进行系统自检、检查通讯线路

注：
＊ 若仪器正常，“s”类故障将作为大坝安全重要考虑因素。

6. 附录Ｂ
仪 器 类 型 对 照 表
类型
类型阐明
测1单位
测2单位
测3单位
1
步进式坐标仪
X位移(mm)
Y位移(mm)
X标杆(mm)
2
步进式引张线仪
X位移(mm)

X标杆(mm)
3
温度计
电阻值(Ω)

4
四芯仪器
电阻值(Ω)
电阻比
芯线电阻(Ω)
5
五芯仪器
电阻值(Ω)
电阻比
芯线电阻(Ω)
6
弦式仪器
频率平方
温度(℃)
高程(米)
7
弦式仪器
频率平方
温度(℃)
高程(米)
8
浮子式水位计
水位(m)

9
TS位移计
电压(V)
电压(V)

10
电磁式坐标仪
电压(V)
电压(V)

11
电磁式引张线仪
电压(V)

12
静力水准仪
电压(V)

13
电容式坐标仪
X位移(mm)
Y位移(mm)
X标杆(mm)
14
电容式引张线仪
X位移(mm)

X标杆(mm)
15
翻斗式雨量计
毫米

16
多点变位计
电压(V)

17
集水井
流量(L/s)

18
未知仪器

19
步进式水准仪
X位移(mm)
Y位移(mm)

20
步进式三维坐标仪
X位移(mm)
Y位移(mm)
Z位移(mm)
21
水文仪器(蒸发、温度)
蒸发(mm)
温度(℃)

22
水文仪器(雨量、风速)
雨量(mm)
风速(米/秒)

23
水文仪器(风向、风压)
风向(度)
气压(百帕)