燕山水庫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)淺析

□李 建

（河南省燕山水庫管理局）

1 引言

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)頁兩部分組成。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器主要功能有：①接收來自數(shù)據(jù)采集網(wǎng)頁的命令；②向MCU發(fā)送命令；③接收來自MCU的測量數(shù)據(jù)；④進(jìn)行數(shù)據(jù)計算；⑤檢查異常數(shù)據(jù)；⑥保存定時測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)頁通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)器實(shí)現(xiàn)以下功能：①M(fèi)CU初始化；②MCU設(shè)置；③MCU自檢；④單點(diǎn)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(shù)據(jù)查詢。

2 數(shù)據(jù)采集服務(wù)器

數(shù)據(jù)采集軟件是指在上位機(jī)對MCU操作并獲取數(shù)據(jù)的軟件。數(shù)據(jù)采集軟件是DSMIS軟件中相對獨(dú)立部分。軟件分為兩塊，分別針對兩種數(shù)據(jù)采集模式：現(xiàn)場采集和遠(yuǎn)程采集。

現(xiàn)場采集模式為使用者提供操作界面。當(dāng)進(jìn)入遠(yuǎn)程采集模式時，用戶可以在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下遠(yuǎn)程的實(shí)時控制和讀取數(shù)據(jù)。

MCU和計算機(jī)的交互是通過各種信號的傳遞實(shí)現(xiàn)的。對于計算機(jī)（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(shù)據(jù)。因此在界面上的左邊是命令部分，指界面的右邊是數(shù)據(jù)部分。在左邊可以發(fā)出各種命令，這些命令得到相應(yīng)后數(shù)據(jù)會顯示在界面的右邊的數(shù)據(jù)表格中。

命令的種類。根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分可以分為MCU指令和測點(diǎn)指令。通過對命令類型選項(xiàng)框的選擇可以快速地進(jìn)入不同的命令類別中，如果是初學(xué)者，使用所有命令是很好的選擇。由于測點(diǎn)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(zhuǎn)換到測點(diǎn)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(shí)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(shù)。

設(shè)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(shè)定通訊波特率。用戶要在命令參數(shù)中選擇通訊波特率。

3 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)頁

數(shù)據(jù)采集網(wǎng)頁包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)網(wǎng)頁、MCU 通訊參數(shù)、MCU 時間設(shè)置、MCU 自檢、單點(diǎn)測量、巡回測量、定時測量、MCU操作記錄、異常監(jiān)測數(shù)據(jù)、測點(diǎn)參數(shù)等網(wǎng)頁。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)網(wǎng)頁實(shí)現(xiàn)至其它幾個頁面的連接，其界面見圖1。

圖1 數(shù)據(jù)采集頁圖

3.1 MCU通訊參數(shù)

MCU 通訊參數(shù)界面可以設(shè)置下列參數(shù)：與MCU 通訊的計算機(jī)串行口、定時測量用時、巡回測量用時、測量MCU 內(nèi)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(nèi)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(shè)置這些通道。單擊“編輯”（“編輯”將變?yōu)椤案隆薄ⅰ叭∠保瑒t相應(yīng)測站的這些參數(shù)進(jìn)入可編輯狀態(tài)（文本框），參數(shù)修改后，單擊“更新”則保存修改后的參數(shù)，單擊“取消”則不保存。

3.2 MCU時間設(shè)置

MCU時間設(shè)置用于設(shè)置MCU內(nèi)部時間和清除測量指令。

設(shè)置MCU 內(nèi)部時間：選擇測站（多選），單擊“設(shè)置內(nèi)部時間”按鈕，測量主機(jī)即將MCU的內(nèi)部時間設(shè)置為測量主機(jī)的當(dāng)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(jù)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(shù)據(jù)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(dāng)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(shù)據(jù)庫中，并阻止新的指令進(jìn)入數(shù)據(jù)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(nèi)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(jìn)行自檢，自檢的結(jié)果將在一個數(shù)據(jù)表格中顯示。在自檢之前，上述三個測量通道必須已設(shè)置。

3.4 單點(diǎn)測量

單點(diǎn)測量列出所有測點(diǎn)。從列表中選擇測點(diǎn)后，單擊“單點(diǎn)測量”按鈕，即可進(jìn)行測量。測量結(jié)束后，測量數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)表格中顯示。對于不同的監(jiān)測項(xiàng)目，其電測量和工程物理量都不一樣，數(shù)據(jù)表格中各列標(biāo)題也就不能標(biāo)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(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)，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(jìn)行測量。測量結(jié)束后，測量數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)表格中顯示。單擊“存儲數(shù)據(jù)”按鈕，將監(jiān)測數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫中。單擊“打印數(shù)據(jù)”按鈕，在打印機(jī)上打印監(jiān)測數(shù)據(jù)，如圖2。

圖2 巡回測量圖

如果測量結(jié)束后，由于干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出錯，不需再次測量，可單擊“取上次測量數(shù)據(jù)”直接取數(shù)。

3.6 定時測量

巡回測量主要功能為設(shè)置定時測量時間、停止定時測量、取定時測量數(shù)據(jù)、清除MCU 內(nèi)定時測量數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)，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(shè)置定時測量”按鈕，可將MCU 設(shè)置為定時測量。開始測量時間一定要在當(dāng)前時間之后。如選擇自動數(shù)據(jù)，則在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器啟動的情況下，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器將在定時測量完畢后自動取定時測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算，保存數(shù)據(jù)。如選擇自動清除MCU內(nèi)定時測量數(shù)據(jù)，則每次取定時測量數(shù)據(jù)后，MCU將清除MCU內(nèi)的定時測量數(shù)據(jù)。

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

在設(shè)置時如果沒有選擇自動清除MCU 內(nèi)定時測量數(shù)據(jù)，則要單擊“清除MCU 內(nèi)定時測量數(shù)據(jù)”按鈕去清除這些數(shù)據(jù)，以避免這些數(shù)據(jù)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(yùn)行情況。

3.8 異常監(jiān)測數(shù)據(jù)

頁面用數(shù)據(jù)表格顯示所有異常監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表格與單點(diǎn)測量的數(shù)據(jù)表格一致。

3.9 測點(diǎn)參數(shù)

頁面可以查詢、修改、添加、刪除各個測點(diǎn)的參數(shù)，其界面見圖4。先選擇監(jiān)測項(xiàng)目，再選擇測點(diǎn)，單擊“確定”后將顯示該測點(diǎn)參數(shù)。當(dāng)需要添加、修改、刪除該測點(diǎn)時，單擊相應(yīng)按鈕。添加和修改參數(shù)后，需單擊“保存”按鈕，如圖4。

圖4 測點(diǎn)參數(shù)圖

4 結(jié)語

近年來科技日新月異，在總結(jié)傳統(tǒng)水利運(yùn)行管理模式的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代科技，將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動化、信息化系統(tǒng)引入水庫運(yùn)行管理當(dāng)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(yùn)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(xiàn)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(shè)，目前負(fù)責(zé)綜合自動化系統(tǒng)和安全監(jiān)測系統(tǒng)工作。通過實(shí)踐證明，數(shù)據(jù)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(yùn)用起來，發(fā)揮出最大的效果。