燕山水庫數據采集系統(tǒng)淺析

□李 建

（河南省燕山水庫管理局）

1 引言

數據采集系統(tǒng)由數據采集服務器和數據采集網頁兩部分組成。數據采集服務器主要功能有：①接收來自數據采集網頁的命令；②向MCU發(fā)送命令；③接收來自MCU的測量數據；④進行數據計算；⑤檢查異常數據；⑥保存定時測量數據。數據采集網頁通過數據采集服務器實現以下功能：①MCU初始化；②MCU設置；③MCU自檢；④單點測量；⑤巡回測量；⑥定時測量；⑦操作記錄查詢；⑧異常監(jiān)測數據查詢。

2 數據采集服務器

數據采集軟件是指在上位機對MCU操作并獲取數據的軟件。數據采集軟件是DSMIS軟件中相對獨立部分。軟件分為兩塊，分別針對兩種數據采集模式：現場采集和遠程采集。

現場采集模式為使用者提供操作界面。當進入遠程采集模式時，用戶可以在聯(lián)網狀態(tài)下遠程的實時控制和讀取數據。

MCU和計算機的交互是通過各種信號的傳遞實現的。對于計算機（使用者）而言是各種形式的命令，而對MCU 的返回來說是各種數據。因此在界面上的左邊是命令部分，指界面的右邊是數據部分。在左邊可以發(fā)出各種命令，這些命令得到相應后數據會顯示在界面的右邊的數據表格中。

命令的種類。根據結構劃分可以分為MCU指令和測點指令。通過對命令類型選項框的選擇可以快速地進入不同的命令類別中，如果是初學者，使用所有命令是很好的選擇。由于測點反映在MCU 上為通道，所以如果在通道的下拉列表中選擇某個通道則會直接觸發(fā)系統(tǒng)自動識別功能，將命令的類別轉換到測點命令中。

“發(fā)送命令”按鈕，將命令發(fā)送給MCU。與此同時右邊的列表中將顯示出發(fā)送命令的名稱和發(fā)送的實際命令格式。需要注意的是選擇有些命令還需要水庫管理者提供參數。

設置定時測量時間。用戶必須制定是“每天”還是“每個小時”中的某個時間。設定通訊波特率。用戶要在命令參數中選擇通訊波特率。

3 數據采集網頁

數據采集網頁包括數據采集系統(tǒng)網頁、MCU 通訊參數、MCU 時間設置、MCU 自檢、單點測量、巡回測量、定時測量、MCU操作記錄、異常監(jiān)測數據、測點參數等網頁。數據采集系統(tǒng)網頁實現至其它幾個頁面的連接，其界面見圖1。

圖1 數據采集頁圖

3.1 MCU通訊參數

MCU 通訊參數界面可以設置下列參數：與MCU 通訊的計算機串行口、定時測量用時、巡回測量用時、測量MCU 內部溫度的通道、測量MCU 工作電壓的通道、測量MCU 充電電壓的通道。定時測量用時和巡回測量用時一般是一樣的，其單位為分鐘。測量MCU 內部溫度的通道、測量MCU 工作電壓的通道、測量MCU 充電電壓的通道是供MCU 自檢用，如MCU 有多余的通道，可不設置這些通道。單擊“編輯”（“編輯”將變?yōu)椤案隆薄ⅰ叭∠保?，則相應測站的這些參數進入可編輯狀態(tài)（文本框），參數修改后，單擊“更新”則保存修改后的參數，單擊“取消”則不保存。

3.2 MCU時間設置

MCU時間設置用于設置MCU內部時間和清除測量指令。

設置MCU 內部時間：選擇測站（多選），單擊“設置內部時間”按鈕，測量主機即將MCU的內部時間設置為測量主機的當前時間，同時提示等待時間，等待時間到，頁面將自動刷新，并根據指令執(zhí)行成功與否，給出提示。在指令過程中，也可單擊“執(zhí)行情況”按鈕，查看指令執(zhí)行情況。數據采集系統(tǒng)各頁面中“執(zhí)行情況”按鈕的功能一致，下文不再敘述。

當由于種種原因造成指令未被執(zhí)行時，這些指令將保留在數據庫中，并阻止新的指令進入數據庫，這時要清除這些測量指令，單擊“清除測量指令”即可。

3.3 MCU自檢

MCU 自檢將測量MCU 內部溫度、MCU 充電電壓、MCU 工作電壓，以便確定MCU是否能夠正常工作。選擇測站后，單擊“自檢”按鈕，即可進行自檢，自檢的結果將在一個數據表格中顯示。在自檢之前，上述三個測量通道必須已設置。

3.4 單點測量

單點測量列出所有測點。從列表中選擇測點后，單擊“單點測量”按鈕，即可進行測量。測量結束后，測量數據將在數據表格中顯示。對于不同的監(jiān)測項目，其電測量和工程物理量都不一樣，數據表格中各列標題也就不能標出其名稱和單位，只能在表格下方給出說明。

3.5 巡回測量

巡回測量主要功能為測量、上次測量數據、存儲數據、打印數據，其界面見圖2。選擇測站（多選）后，單擊“巡回測量”，即可對多個測站進行測量。測量結束后，測量數據將在數據表格中顯示。單擊“存儲數據”按鈕，將監(jiān)測數據保存至數據庫中。單擊“打印數據”按鈕，在打印機上打印監(jiān)測數據，如圖2。

圖2 巡回測量圖

如果測量結束后，由于干擾導致數據傳輸出錯，不需再次測量，可單擊“取上次測量數據”直接取數。

3.6 定時測量

巡回測量主要功能為設置定時測量時間、停止定時測量、取定時測量數據、清除MCU 內定時測量數據、存儲數據、打印數據，其界面見圖3。

輸入開始測量時間和間隔時間，選擇測站（多選）后，單擊“設置定時測量”按鈕，可將MCU 設置為定時測量。開始測量時間一定要在當前時間之后。如選擇自動數據，則在數據采集服務器啟動的情況下，數據采集服務器將在定時測量完畢后自動取定時測量數據，進行計算，保存數據。如選擇自動清除MCU內定時測量數據，則每次取定時測量數據后，MCU將清除MCU內的定時測量數據。

選擇測站（多選）后，單擊“取定時巡回測量”，MCU的定時測量數據將傳輸至測量主機，測量數據將在數據表格中顯示。單擊“存儲數據”按鈕，將監(jiān)測數據保存至數據庫中。單擊“打印數據”按鈕，在打印機上打印監(jiān)測數據。

在設置時如果沒有選擇自動清除MCU 內定時測量數據，則要單擊“清除MCU 內定時測量數據”按鈕去清除這些數據，以避免這些數據占用MCU存儲空間，如圖3。

圖3 定時測量圖

3.7 MCU操作記錄

頁面顯示各MCU的操作記錄，包括站號、指令、操作時間、成功與否、失敗原因，供操作人員查看MCU近期運行情況。

3.8 異常監(jiān)測數據

頁面用數據表格顯示所有異常監(jiān)測數據，數據表格與單點測量的數據表格一致。

3.9 測點參數

頁面可以查詢、修改、添加、刪除各個測點的參數，其界面見圖4。先選擇監(jiān)測項目，再選擇測點，單擊“確定”后將顯示該測點參數。當需要添加、修改、刪除該測點時，單擊相應按鈕。添加和修改參數后，需單擊“保存”按鈕，如圖4。

圖4 測點參數圖

4 結語

近年來科技日新月異，在總結傳統(tǒng)水利運行管理模式的基礎上，運用現代科技，將網絡系統(tǒng)、自動化、信息化系統(tǒng)引入水庫運行管理當中，極大的提升了水庫管理的效率與能力，智慧水利是未來水庫運行管理發(fā)展的趨勢，燕山水庫在信息化、自動化方面做了大膽的嘗試，逐步體現出來科技的力量，作者有幸參與了燕山水庫安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)和綜合自動化管理系統(tǒng)的建設，目前負責綜合自動化系統(tǒng)和安全監(jiān)測系統(tǒng)工作。通過實踐證明，數據采集系統(tǒng)是所有自動化系統(tǒng)的重中之重的一個環(huán)節(jié)，作為一線管理者，一定要熟練掌握每一個環(huán)節(jié)，將自動化系統(tǒng)有效的運用起來，發(fā)揮出最大的效果。