01水文自动测报系统设备基本技术条件【SL T102-1995】

>目次主题内容及适用范围引用标准设备范围及结构组成技术要求检验规则附录附录附加说明统一设备的基本技术条件本标准在技术内容上与主题内容及适用范围主题内容本标准规定了系统设备及与之相关的水利管理自动化系统测控设备的基本技术条件包括基参数以及试验条件和适用范围本标准适用于以超短波通信为主所组成系统的测制机等引用标准水文自动测报系统规范总线技术规范水文仪器总技术条件设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障工作时间的验证试验方案水文测报装置遥测水位计水文测报装置遥测雨量计水文仪器术语自动化装置术语仪器仪表包装通用技术条件本标准所规定同设备范围及结构组成设备范围本标准规定的系统设备主要包测终端机制对于系统中使用的其他配套满足各自的技术标准并符合本标准规定的验收结构组成系统设备的机内结构可以采用单板在采用总线结构用不同结构的设备均必须满足技术要求基本环境条件及适应性工作环境条件设备相对湿度大气压力设备相对湿度大气压力环境适应性用于沿海地区的设备必须具有抗盐雾性能业现场控制设备必须具备及防电磁干扰等性能主要设备应能经受在正常的工作及运输环境中可能存在的温湿度变磁干扰等环境基本要求系统设备的研制生产必须采用以下措施以提高设备器件的性能及采用模块小板结构的功能具有较好的机械性能和抗老性安装时其垂直和水平方向均应采用密封式机之能电磁干扰等内部结构简修方采用合理的电路设系统设备中的各功能模块布局合理对各功能模块的时序配合应考虑时间余从逻辑设计上予以保设备现场应用软件必须固媒介宜采用非易失性的数据存贮器若采用为数据存贮器应增设有效的防电源波动及掉电保护系统设备所采用的元器件应按以下原则进行选择件功率应降额使用一般要求降额三分之一对于器件可降额必须考虑总线驱动功用的元器件既应具有较高的应是市场上货源丰富的特殊元器件应考虑必要的替换或足够的备板焊接前的元器件必须经过老化及筛所有模块应能在条规定允许的最低或最高供电条件下正常工作对于野外设备般采用太阳能对免维护蓄电池浮充供合理安排电源线及信号线等的排列分采用短而粗的形式以尽量减少相互间的印刷电路板供电端的入端必须采用电源去耦旁路端点接收减少经电源串入电路的要时可采用多级去耦电系统必须设置缓冲护等支持便检测系统设备的软件故障及自动恢复执行程系统设备的通讯接口一般应按以下规定进行近程通讯推荐采用标准串行异步的接口远程通讯推荐采用标准接口多参数的遥测终端机等设备推荐采用标准接口通用结构要求单板结构结构分类单板结构总体可分为一般的单板结构及总线单板结构结构基本要求对于一般的单板常应符合国家有关通用电气电路设计对于总线单板般应根据实际需要及可能满足以下要求据采集发送数据及控制信号的具有丰富的接口并留有一定的扩展功面向数据采集的输入具有数字反射码关量及路模拟量的输出接口信息可以为开关量或数字面向控制单元的输出量为开关量信有输入或输出接口的数量及功能应可灵活充用标准的单板结构的电路模板一般应满足规定的机械结构等性总线结构总线结构若采用位据需用位在设计总线体制的功能模以下问题应妥善处母板的敏感性及传输速度不仅受线路布局和长度且与加载有此设计时应有合理的布线和适当的线间间量减小信号线间的杂散电致影响控制信号上升沿的时间尽可能降低交叉总线驱动号线和端点的阻抗匹配应予适当控制处功能模板较多板应采取多点接采用多层印刷电路板以尽可能减小由反射引起的信号失为进一步有效抑制环路的反射影响推荐适当的选用高频和交流旁路等端点调整总线板上的特性阻输入到微处理器上的信采用集电极开驱动方式或符合规定的有载能在必要时也可设置上拉电阻满足采样的控制要求的前提下不宜采用过高的时钟频减小由于高速传输所引起的交叉串模板上元器件功能区域分配为尽可能减少元器件引线及模板电路的布各功能模板既应具有一定的独立性又应能互联扩充即模板布局按总线接口缓冲功能区以及接口功能区等有序安总线模板的电气性能应考虑电路及与电路器件的兼容性以及电平分配总线模板逻辑电平的最大额定电压值应不超出表表有关入信号容号时序及基本组成等详细技术条件应符合其中总线引脚功能的详细规定见本标准附录为保证实时采样处理和过程控制调度设备应具有以不丢失原始数据为前提的完善中断及自动恢复信号接口型式及接插件在工程设计应用信号输出接口通常在型式上应与接插件对应选择匹配从而实现数据或信号的有效传因互换用性角度以下量输拟输五芯插头座行输二十六芯插行人输五芯插头座能四芯插头座系列插有关信号接口及接插件引脚详细定义按本标准附录及等系统设备的基本功能及性能传感器雨量传感器雨量传感器的功能及性能指标等应符合水文测报装置遥测雨量计等标准中的水位传感器水位传感器的功能及性能指标等应符合水文测报装置遥测水位计等标准中的闸位传感器位指闸门开启高度即以闸底为基准闸门上提的垂直高据闸位传感器与水位传感器的内在联系其工作环境辨号输出接口等性能要求可参照有关水位传感器标准中其它传感器有关流发雪水水文气象要素及水质等参数测量的传感器其性能指标应符合以下标准或规范的规定应的产品行业标准或国家标准水文气象要素及遥测终端机自报式终端机水文参数或其它施测参数发生一个量变化时或到达预先设定的进行数据采常雨量发送累计值水位发送实时要时也可将终端机时间同时发送据发送完毕后应具有掉电和件强制关机功能施测参数无变化时应具有定时发送所存参数的功能要时可具有人工置数装置接口并能发送多种人工观测数据具有站号及前导时间设置等功能具有自控指令或人控指令打开和关闭再生中继发射机功能具有低功耗特查询应答式终端机中心站测本立即响向中心站发送数要时也可包具有发送人工置入数据的功能具有站号及前导时间设置功能具有较强的抗干扰能得因干扰而误开电台发射具有电台发送超时保护功能要时应能被中心站校正兼容式终端机兼有自报和查询应答式终端机过人工控制使其既可工作于自报状态也可工作于应答状同时兼有自报和应答的混合工作状测控式终端机除一般满足第条中有关要求应具有以下功能接到测控前导指令时应能接通声光信向中心站发送正常和允许测控的信息控指令经分析确认后的接行必须准确无误将测控执行过程中的状态信息不断反馈给前置通信控制机一旦出现异应能优先中断控进行强制处能将故障信息及时反馈给测控中心以进行告警要时应兼有自动控制及人工控制两种功能的配置具有良好的信电等隔离及抗电电源脉动性中继机模拟式中继机行数具有硬件延时或软件超时强迫关机功能要时应能通过音频输入接接与本地遥测终端机实现有线信道转接强抗外界干扰性能而不致误开发射再生式中继机对接收到的数据按一定编码规则进行解检错并再生转受并执行中心站和测站或其它中继站开关发射机的具有延时强迫关发射机的保护具有中继站站号设置开关及识别被本站中转的遥测站和中继站的功能据需要还应能通过增设装置或接口增加以下功能数据存贮转发及时率变换功能对下接收上实现查询应答的混合式可控式中继机除一般满足第条中有关要求应具有以下功能时向中心站发送状态信余时间处于掉电状中心站控实现与中继站值班机相互切证即使在值班机出现的信道也不会中前置通信控制机测报功能要求随时接存及处理各遥测发送来的实时数据或其它数据等和人工测各应答式遥测终端机的数据在首次召测无响应时可复召二仍无响应则应能放弃并报接收的水文数据应能进行解码纠检对最多个遥测终端机的一天以上原始数据进行暂与打印器及键盘等操作显示打印各种实时水文数限参数或中继机非正常工作状态应能提示屏幕显示信息或响等告警信号还应具有修改时钟具有低功耗特长期值守及直流供电具有较强的抗干扰能力及系统兼容性通过配用不同的应用软件实现不同的测控测控功能要求除一般应满足第条中有关要求外还应具有以下功能正式发送测控指令前应能首先发送前认可后才能实现测控旦接收到故障信信号应能持续到值班人员手动恢复为具有信息反馈及自动检查过程控制结果控过程应能接收数据及发送测控指令外还应能通过数据处理生成具有现场控制过程的模拟图通用配套设备计算机系统功能要求强的兼容性和扩展持汉形及编辑等功能对各种原始数据进行处检查及资料整能生成符合各种规范要求的文件图表等将所有资料按存入数据提供有关增索及编辑等电源装置无论交流稳压电源不间断电池以及太阳能电池均应具备各自产品标准所规定的性应能满足系统设备对供电质量电压流电压用对于蓄电池的充放电性全性能合有关电池的容量应根据不同地区平均日长阴数要求及守候功耗等进行计算并留有足够的余电台一般要求制方频率推荐采用国家无线电管理文规定的水利专用频经当地无线电管理委员会批发能出功率制灵敏度制频偏误差射功率接收机性能收灵敏度收带宽邻信道选择性调抗干扰性生响应抗干扰性天馈线天线系统采用的通信天线通常有全向天线及定向天线其性能一般应符合以下要求全向天定向天入阻驻波对于单频收发信机对于异频收发信机收发信机载波频率发射频率接收频率化方式垂直极化或水平极化性能防低温及风暴雪馈线馈线选择应根据通信电路设计要求本标准推荐使用普通射频电使用低损耗电缆时应根据实际需要并严格安装工其在炎热潮湿宜采用气介低损耗电避雷装置雷针高度大于天线挂高或天线挂高在避雷针护角内雷地网接地电阻小于等于用均衡接地方式可适当用有效而适宜的天雷避雷号线浪涌变数据传输控制方式和编码格式本标准推荐采用方式作为数字调制方式副载波频率可根据传输速率按照表要求进数据传输速率为载波频率的允许偏差率为或偏差超短波通信并采用调制方式射频调制频偏基本系统向外系统传输的水文参数及属性的编码均应以十进制字符表按下列顺序形成数据文件向外传号以五位十进制字符表示站点编表以十进制字符表示水文参数测量时间性以两位十进制字符表示参数的类别以六位十进制字符表示参数的数值状态信息以位十进制字符表示电源状基本系统内部中心站和遥测站间的信息传内容和格式可不受该一般应采用表规定的编码方表系统的数据传输编码格式应符合以下规定自报式系统的数据传输编码格式应采用固定帧长数据通信前应先发长度可调的前导按先发高后发低位字节的次序进行数据传个字节均应按异步传即第一位起始面位数据码最后一位终止码串行传输时先发起始发数后发终止位送数据时应先从低位开次送到高自报式系统的数据传输基本格式见表表查询应答式系统的查询帧及应答帧应按以下格式组成帧同步帧起始计数路由特性数据块帧校验其中特性码表示本帧是查询帧或应答为应答帧还表示其后数据块中参数属数据块的格式如下所示系统数据精度系统设备的数据精度应能满足在与传感器精度迭加后所达到的测验精度符合各有关规范的规雨量辨力辨力为以仪器自身排水量确水位辨力辨力为其中为以的水位量以上各级误差限测量结果的合格概率应在最大误差限不得超闸门开度分辨误码率及可靠性要求误码率根据遥测系统设备通信方式的差异规定数据传输的误码率应符合以下要求误码率道误码控系统的信道必须具有抗突发干扰性可靠性遥测系统设备的可靠性指标可描述规定的最低接受值可作为可靠性验证试验能够接受的下限遥测含式答式及兼容式中继机前置通信控制机设备其他性能要求设备功耗遥测终端机值守功耗式答式及兼容式中继机值守功耗生式拟式式前置通信控制机值守功耗一般应小于时钟精度系统设备在规定的运行周最大计时误差应小于装配及外观质量零部件装配应正得有松动变形及其它影响使作的缺陷电路板上应无临时搭接连线及元器件引脚焊点不规范等现象部件表面应光缝平整不得有加工缺陷及锈蚀等现象外表镀层应牢固均得有脱皮锈蚀等现象面标志等外观型式应保持相互协应尽可能考虑系统设备联机配套的整体一致机械环境适应性遥测系统设备的整机或重要部件应能承受中规定的振由跌落等防雷抗干扰能力借助于蔽等抗电磁干扰设计及安装避雷离变压器以及采用蓄电池供能浮充等安全测系统设备应具有有效的防雷抗干扰能力并能长期可靠的运系统联机运行要求按照本标准选择的设备所组成的系统一般应能实现以下功能据收测功能外信据交换据处理功能状态监警及实时控它应用软件功能系统设备间的连接无论是一般单板总线结构或相互间的端口连接均应符合以遥测终端机的连接传感器信号输入接口量型输入信号接口接插件采用引脚定义参照附录表可接翻斗式雨量计增量式水行输入信号口接插件采用参照附录表接并行编码水位传感拟输入信或号电平的接口接插件采用参照附录表接压力式水声波水位计或气象号电平和编码可根据制解调器的电性能来选关量可使用或电平数字量编码可使用用信源是经机械触点产生则接口电路中必须采取消触点抖动保接收信号正确无误触点通断信号规定闭合态断开态对电信号输入规定高电平入电流为电平态吸收电流不大于具有过流保护电天馈线接口入阻抗采用系列插太阳能电池接口采用参照附录表口应设置过流及过压保护电人工置数接口人工置数采用串行数据传送格接口要求为采用见附录号电平为输出信号接口采用见附录出电平为信号大于效值输出阻抗测控终端机的连接除应具备第条规定的有关接口要求采集信息量较般不宜采用单板结构而推荐采用等中继机的连接天馈线接口参照太阳能电池接口参照音频输入和输出接口采用参照附录表口信号为副载波已调信号幅有效值输入阻抗高阻阻输出阻附加输出接口出信号接口参照条输出基带数字信号和副载波已调音频信号调制解调口按前置通信控制机的连接一般需一个并行个串行口并满足以下要求串行口超短波信道调制解调率一般为口口信号发送数据允许发送接收数据波检测信号低串行口机率一般采用口接设串行口远程通讯率一般为口接设标准并行接口接打印必要时可采用串行其他接口可自行选择接插件并试验条件及方法条件遥应按以下流程进行元器件筛选板级检验整机测试整机检验及系统联机功能考核遥模拟野外环境的遥测设备试验室等场所中遥般应采用经定期检定或校验合格的标准计量器具以及有关试验配套装置或除试验开始前允许对设备进行检查调试过程中一般不允许再作方法元器件筛选元器件筛选的目的主要是检测与器件蜕化有关的各种剔除早期失效的器到或接近其固有基本筛选项目参照表表续表筛选条件高温贮存参照表表温度循环参照表高低温保温换时间少于低温后高温往复循表功率老化参照表表恒定湿热试验用于印刷电路板的绝缘筛跌落试验代替离心加速度由下落到金属板上重复测试条件常参照表温度为表高温测试参照表表低温测试参照表表外观检验用放大镜检验管脚无机械损交付规则各类元器件经筛选老化后合格品应严格隔离保管每批器件有致命损伤路或断使不合格率超过或经各种检验后总合格率低于此批元器件不能交付使板级检验经电器装配及调试后的电路进行电老测试其功能及电性能指板级电老化的条件为温度加额定电压工作下进行板级检验的内容主要为检验各种板功能的时时和电平以及静态功测试条件电源电压波工作电压波参照表表测试方法测试时工作频率先按常态进行检测然后再按最高工作频率进行检测最高工作频率为在上列工作频率应测试两个被测项目的随机交互工作状测试的波形和定时应与标准波时序图进行比差异时应重新调试到标准状测试时还应将电源拉偏至第条规定的允许偏差级功能及特征数据应达到设计整机测试通过板级检验后组装成的设备整机经过在高温及电老化主要工作节点的时扰及声等性能指标进行整机证各类设备整机的单机质测试条件电源电压波检测内容参照表表每一输入状态发生后输出和各工作节点的时合各规定的工作流有足够的建立时间和保持时间且不允许有串扰及毛刺信号发各工作节点的定合标准的操作时间或总体额定定时整机测试的逻辑信号应满足表中表整机测试时的工作电压变化噪声电平不应超过对于母板上测量任意相邻线上的串扰一根线工作时另一根线上最大串扰电平应不超整机检验及联机功能试验设备整机检验可以与系统联机功能试验一并机检验可按成功率验证方案检验整机功能联机功能试验则按系统设计的基本规模将全部系统按系统的工作体制进行联机全功能考核考核时间不少于核记录应存档备基本环境按中第条进行后能应表不应出现因环境变化所致的数据收集功能试验随机将传感器或信号发生器与遥测及线等相配以专门的试验装置如滴定试验装系统体制要求或每天采集发送个水文数其它数中心站前置通信控制机接收并打印出结果应与测终端机记录数据基本一致数据格式正定时通过系统联机测终端机按次序分别定时向中心站发送水文数其它数中心站接收打查定时自报的次数或间隔合设计或设置人工置数条及通过遥测配以人工置数装天发送次人工置数至接收并打印出的数据格式及特征值应正召中心站按系统总体设计应答的最长链路每天随机发出查询命令答式遥测终端机应及时响应查询实时采集水文数其它数自动发送中心站检查召测次数及响应时间以及接收打印的数据和格式应正确无巡中心站每天自动定时巡测各遥测站测终端机应按指令实时采送水文其它中心站中心站检查巡测次数及测站次序应正确巡测接收的数据及格式应正数据操作在具备中心站运行所需基本硬件环境及必备的软电启动前置通信控制机及主机等设备进入菜单数据处理功能模块单内容逐一检查应用软件功能对各遥测终端机发送来的数过数据操作以印的各种图表或曲线的方式检查数据处理应正确无状态监测报警条及对任一己联机的遥测为制造水位越限或时段雨量越流电压越限或交流电网断电以及中继站传送非正常信息制机应能迅速反应并显示告警信控条及一定条件下通过联机运制机应具有控制开关中继及掉电切换对中继机主备份或工作电台进行强迫切换次及对各遥测执行端进行强迫关机等功能控合前导指令人为在中心站值班机或主机发送遥控前的前控式终端机接到指令后应立即接通指示般延迟控终端人工发送允控信接到后就绪允样或信号现场测节状态监视条及中心站发送测控信控式终端机应能对相应执行机工产生控制设备状态信拨闸终端机应能自动向中心站发送这一状态信则应能在显示器上显示相应动态变化图状态异常告警条及人为对控制设备的状态信息产生异常信卡门或人控方法把闸位计读数拨到小于应开控式终端机应能立即切断控制设备的电源并同时应能将异常状态信号立即发送中心站并接通指示到人工关闭此信号为设备为真实考核系统设备在现场工作的试验应按在野外实地非合同专门规定指标的系统设备原则上按最低可接受值加以验设备值守功在规定电压条件及设备静态值守工作状态下在线串入数字万用表测量设备所消耗的静态电流应分别符合第电压拉偏调压器将工作状态下的系统设备的额定直流电压拉偏至最大允许偏差值此时进行数据采集并发数及接收应正确无误关仪器在线测量电压拉偏时发射机功率及接收机灵敏合机械环境适应抽检系统设备或重要部件按中第条分别进行振击及自由跌落试验试验后设备外无损坏设备功能抗电磁干扰能用电磁干扰手电工作状态下的系统设备旁不断进行开关操作此时设备进行数据采及数据接收应正确无检验规则遥测系统设备检验按出厂检验和型式检验两个阶段出厂检验。