小水電站遠程監測系統

史旭丹

摘要：目前小水電站的使用場合越來越多，尤其是在偏遠山村，它對改善偏遠山村的生活環境有著決定性的作用，但是它的自動化程度較低，一般都需要人工值守，小水電遠程監測系統就是在這樣的背景下誕生的，本課題就是針對監測系統的核心部分——數據接收與管理部分進行的設計與分析。它可在水電站實現實時數據采集、中文報表生成、事故綜合處理等功能，使電站達到無人監控、少人值班的高自動化水平，使操作人員從傳統的、煩瑣的手工抄表中得到解脫,提高了水電站的自動化水平和運行的安全可靠性，降低了生產成本，提高了生產效率。

關鍵詞：小水電站； 遠程監測； VC； Access

中圖分類號：TP273;TV742文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）03-168-001

一、小水電站監測系統概況

隨著小水電行業的發展，小水電的監控已經成為此行業的風向標，它作為現代化監控系統，集計算機自動化和現代安全管理措施為一體，涉及電子、機械、計算機技術、通訊等諸多新技術。

二、小水電站系統的發展

在我國，自改革開放以來，小水電得到空前發展，累計解決了6億無電人口的用電，至今還有800多個縣主要由小水電供電。但是小水電站的自動化程度較低，一般都需要人工值守，而在發達國家，在上世紀的60年代就已經實現計算機自動化了，而我國在80年代才開始把計算機技術應用到水電站中，部分實現無人值守，相比之下，農村的小水電計算機自動化較滯后。

針對上述情況，我們設計出一套小型水電站遠程監測系統，它能夠將小水電站的運行狀態傳送給遠處監控室的監控系統，使其能做到無人值守，并在設備故障時自動保護設備并報警。

三、系統總體設計框圖

該監測系統分為三大模塊：串口通訊模塊，數據庫模塊，監控系統模塊。如下圖：

圖1-1組成框圖

串口通訊模塊：串口通訊模塊是連接上位機和下位機的橋梁，它按位（bit）發送和接收字節，主要通過RS-232線纜實現。

數據庫模塊：本系統中數據庫使用Access2003，使用ADO動態連接數據庫的方式連接數據庫。

監控系統模塊：監控系統是本監測系統的人機界面，直接面對用戶，用戶可通過此界面獲得小水電站的信息，分為六個模塊：水電站工作狀態，工作參數，查詢，系統設置，查詢，更新。

四、串行通訊

串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來進行通訊，RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C），是目前最常用的一種串行通訊接口。介紹了RS-232的電器特性，連接器的機械特性，RS-232的接口信號，串行的通信協議。

五、軟件設計

1．總體設計

總體設計思路：數據采集系統（下位機）把采集到的纜索信息通過串口傳送給小水電站遠程監測系統（上位機），此串口使用RS-232-C接口，采用的是起止式異步傳輸協議。而對于上位機，需要建立一個數據庫接收存儲下位機傳來的數據，還要在監控系統界面上實現設置，查詢，打印功能。

2．處理流程

此軟件的總體流程是下位機采集信號經過信號處理（A/D轉換，編碼），通過RS-232線纜傳到上位機，上位機即監控系統接受下位機傳來的數據,把數據由二進制信號轉換成十進制信號存儲到數據庫中，再通過界面的查詢，顯示功能對數據庫進行操作，還可在界面對串口和系統進行設置。

3．模塊結構設計

通過主程序轉入三個子程序的模塊：水電站工作狀態模塊，工作參數，功能模塊。

3．1水電站工作狀態：綠燈閃爍正常，紅燈閃爍異常報警，主要實時體現水電站的工作狀態是否正常。

3．2工作參數：工作參數實際上也是體現小水電站的工作情況，只是用數字的形式體現出來，包括三個參數，溫度，電壓，電流；溫度和電壓由串口直接獲得二進制數據，經由程序轉換成十進制數據，電流根據U=IR公式可計算得到，再存入數據庫之前此三個數據會與警戒值比較，如果超過范圍，則觸發報警事件——紅燈閃爍。

3．3功能模塊：主要包括設置，更新，查詢功能。

設置可以對串口進行串口端口號，波特率，校驗方式，采樣頻率的設置。

查詢主要是用戶輸入規范查詢條件，界面顯示輸出查詢結果。

更新主要是針對采樣頻率每秒鐘采集一次，每兩分鐘發送一次，有可能數據的出現未與輸出頻率同步，更新之后就會實時顯示每兩分鐘的數據。

4．數據庫接口設計

一個系統的好壞往往取決于數據庫設計，所以數據庫的選擇和使用設計一定要重視。在本設計中數據庫采用Access2003，選擇ODBC(開放式數據庫連接)來配置數據源，采用ADO對數據庫進行操作，在程序中添加Microsoft ADO data Control和Microsoft Datagrid Control來完成對數據庫的操作。

小水電站監測系統實際上是一個水電站的仿真系統，是一個軟件和硬件都很齊全的系統——下位機模擬實際水電站的運行情況，上位機對其實行監控。由于時間和經驗限制，本水電站監控系統還存在不少需要改進的地方。如在查詢模塊能查詢到具體時刻，查詢范圍較小，需要改進。在打印模塊，在打印之前最好要有個打印預覽，由于時間關系，沒有實現此功能。