智能水文参数监测系统概况陕西多奇电子科技有限公司2013年5月目录一、行业背景介绍 (3)二、水文参数测控系统在煤炭行业应用情况及成功案例 (3)三、水文动态监测智能预警系统的技术实现 (4)3.1系统设计的基本原则 (4)3.2系统运行的软硬件平台 (4)3.2.1系统运行的硬件平台 (4)3.3系统总体功能描述 (5)3.4系统的功能设计 (5)3.4.1控制上位机功能 (5)3.5系统体系结构设计 (6)3.5.1结构原理图 (6)四、系统组成、主要技术指标及特点 (6)4.1系统组成 (6)4.2系统设备 (8)4.3系统主要技术指标 (8)4.3.1主站技术指标 (8)4.3.2水压、水温传感器技术指标 (9)4.3.3控制系统技术指标 (9)五、原理设计 (11)六、分站施工要求 (11)七、软件系统功能及硬件展示 (13)7.1软件功能展示 (13)八、产品质量及售后服务承诺 (17)九、总则 (19)一、行业背景介绍能源向来是国民经济发展的支撑。
随着我国国民经济的快速发展，对传统能源煤炭的需求也越来越大。
但煤炭的开采一直是各个行业中的高危行业，尤其是随着煤炭开采深度的加大，地下水成为威胁煤矿安全生产的重要因素。
最近几年的多起煤矿重大、特大安全事故表明，对地下水的实时监测和预报已显得刻不容缓。
我国有相当一部分矿区受地下水威胁比较严重，在煤炭的采掘过程中经常受到水害的困扰，给矿工们的生命带来危险，给矿井的生产带来安全隐患，同时这也给国家的财产带来严重损失。
因此各矿区对地下水的监测历来都十分重视，曾经也采用各种各样的监测方法，但都在不同程度上存在这样那样的缺陷。
二、水文参数测控系统在煤炭行业应用情况及成功案例为了预防水害的发生，对开地下水位的长期观测是煤矿目前普遍采用的手段之一。
对水位（水压）的观测通常采用方法是在地面建立水文长观孔，安装水位自动记录仪器或远程遥测监测分站进行长期观测，充分利用数据采集技术、计算机技术、网络技术和数据库技术等实现地下水水文数据的采集、处理和发布为一体的综合信息管理系统，是现代化科技与管理密切结合的一项系统工程，并在此基础上应用相关数据挖掘理论（关联规则算法），快速对发生变化的各个参数进行关联分析，为领导决策提供及时的决策依据信息。
成功案例：1.中煤平朔煤业有限责任公司安装我公司监测系统，建立地面监测分站33套（其中一号井11套；二号井4套；三号井18套；）2009年上半年，主站监测到C—5监测点的数据及时反映了三号井井下水位变化情况，迅速采取了必要的措施，减少了相应的损失。
2. 开滦集团蔚州矿业公司2008.9—2009.4先后在单侯矿、南留庄矿、崔家寨矿及兴源矿安装本监测系统，2009年5月前后南留庄、单侯、崔家寨三矿先后透水，监测点水文数据及时反映，避免了大的事故发生，减少损失至少在千万以上。
三、水文动态监测智能预警系统的技术实现3.1系统设计的基本原则本系统设计之初是为了满足各矿井对水文变化情况实时观测的需求，解决因水文数据管理、查询落后而经常发生水害的情况，因此本系统设计时严格遵循系统设计原则，具体原则如下：（1）系统性原则：从系统论的观点出发，以实现系统总体功能为目的，来构建整个系统结构，以达到最优化经济结构。
（2）实用性原则：本系统可以不改变计算机管理系统，操作方便、快速、简捷。
（3）可靠与安全性原则：系统设备性能可靠、稳定工作。
（4）最优性价比原则：在实现系统功能原则的基础上，尽量减少项目的经费投入。
（5）先进性原则：系统设计的技术水平达到国内外同期同类的先进水平，并保证系统在一个相当时期不落后。
（6）升级原则：系统易于维护，且有良好的售后技术支持和完善的服务体系。
3.2系统运行的软硬件平台3.2.1系统运行的硬件平台◆支持250W ATX PFC PS/2电源◆前置电源和HDD 状态指示灯◆能抗冲击，振荡，并且能在高温下稳定工作◆防震设计的驱动器台，可以容纳3个5。
25“及1个3。
5”前端驱动器◆系统配置IPC-610L/PCA-6006VE/P4-2.4G/256M/80G/CD/FDD/KB+MOUSE◆型号：联想万全T220◆CPU类型：Intel Xeon E5506◆标称主频：2.13GHz◆内存容量：2GB◆内存描述：ECC DDR3◆标配硬盘容量：300G◆光驱DVD光驱◆网卡 1000M3.3系统总体功能描述基于网络的水文参数遥测系统是根据煤矿系统的规范和要求，充分利用数据采集技术、计算机技术、网络技术和数据库技术等实现钻孔水文数据的采集、处理和发布为一体的综合信息管理系统，是现代化科技与管理密切结合的一项系统工程。
数据的采集处理和信息发布，通过将水文数据采集并处理后发布给相关各个煤矿部门，为各个部门在实施煤炭安全开采上提供有力的决策依据和参考，最终避免煤矿发生水灾这一目的。
3.4系统的功能设计3.4.1控制上位机功能（1）通过网络向各分站发送命令或接受数据。
（2）将各分站采集的数据整理保存到硬盘。
（3）完成数据的显示、查询、编辑。
（4）对数据进行处理，生成各种报表并打印输出。
（5）绘制水位、温度趋势曲线、直方等各种图形。
（6）进行水文数据的网络发布,各有关部门通过网络进行数据浏览。
3.5系统体系结构设计3.5.1结构原理图本系统实现了从数据采集、设备控制、数据处理、数据的网络发布与应用。
四、系统组成、主要技术指标及特点4.1系统组成本系统为地面水文参数测控系统。
系统由三部分组成：地面水文长观孔用来监测水位、水温的分站：数据处理主站及客户查询软件：水泵控制系统及流量监测系统。
整体效果图系统主站 地面局域网地面通信分站井下通信分站管道流量采集分站管道流量采集分站 管道流量采集分站中央二号回风 中央皮带运输 隔爆电源 KJ11-Z 数据转换器无线接收模块井上水位采集分站井上水位采集分站用户查询端GSM/GPRS127V 电源地面 井下3号仓入口处 副井底水仓入GSM/GPRS4号水仓水位 隔爆电源 3号水仓水位 中央二号辅助 副井水仓水位 中央一号回风中央一号辅助127V 电源…………..4.2系统设备系统组成包括主站软件一套，查询终端根据用户需要可以配若干套，太阳能分站则根据系统的监测点多少实际确定，每部分的具体内容（软件和硬件）如下所示。
◆水文参数测控系统服务器包括：工业控制计算机一套数据处理软件一套打印机一台UPS 一套加密锁一套◆水文参数测控系统客户端软件包括：水文参数测控综合查询系统根据需要选用◆矿用水文参数监测分站：地面太阳能水位、水温测控自动记录分站（共计6套）每套含以下设备：（1）测控分站一台（2）水位、温度一体化采集终端一套（3）军用级蓄电池一组（4）网络设备一台（5）采集分站抗拉伸专用电缆若干米（6）聚合性太阳能板两块（7）抗寒防护设备4.3系统主要技术指标4.3.1主站技术指标：（1）数据传输方式：无线信号传输（2）数据传输量及传输速率：1200-9600 bps（3）操作系统：Windows 98/2000/xp（4）数据库：Microsoft Access（5）对分站可实现双向控制（6）采用工业控制机（7）站点编码：任意4.3.2水压、水温传感器技术指标：（1）测量方式：扩散硅压阻式（2）水压测量范围：0Mpa-10 Mpa（可根据实际情况确定）（3）分辨率：0.0001Mpa（4）精度：0.1%F.S（5）温度传感器测量范围： 0～+85℃（6）温度测量精度：±0.1℃（7）分辨率：0.01℃4.3.3控制系统技术指标：（1）精度：满量程±2%FS±1个字节（2）执行时间：任意时间（3）控制原理：数字电子、逻辑电路（4）输出：数字信号，脉冲信号（5）通信功能：RS485或RS232（6）遥控距离：GPRS中国移动覆盖任意地点（7）电源：100-260V AV 50/60Hz（8）主站和控制模块时刻保持通信，至少2min一个数据4.4主要特点（1）适用性适用于地面长观孔的水位、水温监测；自定采集时间，实时监控；无需更换电池，全采用太阳能模式供电（2）集成化数据处理主站数据处理系统实现了集成化，既可处理遥测数据，也可处理自动记录数据、水位测量数据、温度监测数据，及时预警。
（3）配置灵活地面分站采用点对点的结构，每个分站与主站都可构成一个完整的采集、控制、通讯监测点，因此添加新的分站比较方便，兼容性强。
（4）可靠性高该套系统采用大规模集成电路，高可靠性稳压电源，军品级显示器及元器件，软件自复位和硬件看门狗技术，保证了系统无人看守下的可靠运行。
（5）质量保证分站系统所采用的测控分站、矿用隔爆兼本安直流电源都经煤炭工业重庆电器防爆检测中心检测合格，具有国家安全监察局煤矿安全标志办公室颁发的MA认证标志，严格按照MA认证要求进行生产，ISO质量体系。
（6）数据通讯稳定可靠采用压缩编码有线通讯方式，软硬件纠错技术，使数据通讯快速、可靠。
（7）主站软件功能强软件具有循环检测、单点追踪、定时检测等各种检测手段，提供数据的查、改、删等编辑功能，图形处理、报表处理等分析手段，且具有水位超限报警、传感器出水面报警等系统安全运行报警功能。
同时具有网络发布功能，也可提供FPT方式向别的系统发布数据。
（8）独立性每个分站与主站构成一套完整的通讯系统，分站与分站之间互不干扰，不会因为一个分站不工作而影响其他分站工作的稳定性。
（9）抗干扰性仪器使用的传感器为485数据式输出传感器，其抗干扰性强，传输距离远。
五、原理设计◆ 监控系统原理分站内的工作主要由传感器变送器（采集分站）完成，传感器变送器放入水中后，水压感应后运算出水位读值，形成485信号，通过GMS(GPRS)通信网络发送到主站进行解析显示。
◆ 井下水文监测系统分站：（1）基本原理井下水文参数监测系统分别是由采集分站、传输分站、传输介质、控制软件组成。
根据水流快慢或者水位水压，自行采集水文参数，经传输分站解析为485信号，然后通过传输介质传至地面控制软件进行查看。
原理示意图如下：六、分站施工要求◆ 地面分站根据此水文遥测系统的实际安装环境，必须进行野外安装环境的充分改造方可进行安装分站设备。
水位遥测系统分站的安装效果示意图如图1所示◆ 井下分站（1）管路流量监测分站井下管道流量监测分站的安装方法为将流量仪探头按照要求贴附在管道外壁。
如图2所示。
（2）明渠流量监测分站明渠渠道比较规整，并且水流比较平缓的地方具体安装如图3所示：（3）水泵压力监测分站压力分站的安装，是做一个三通，在压力管上接出一个三通，然后将传感器装到这三通的一个口上边，如图4所示：地面采集分站传输分站 传输介质 控制软件图2图1 图3图4七、软件系统功能及硬件展示7.1软件功能展示控制主站功能（1）通过网络向各分站发送命令或接受数据。