南自厂FWC 型分布式网络自动化测量系统说明书.docx

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南自厂FWC型分布式网络自动化测量系统说明书

FWC2000型分布式网络测量系统

一、FWC2000型分布式网络测量系统概述----------------------------------------------1

1．概述-----------------------------------------------------------------------1

2．典型系统配置---------------------------------------------------------------2

二、自动化监测设计选型------------------------------------------------------------3

1．自动化监测设备选择---------------------------------------------------------3

2．计算机及其外设选择---------------------------------------------------------3

3．FWC2000测量单元配置-------------------------------------------------------3

4．供电电源的选择-------------------------------------------------------------3

5．通讯介质的确定-------------------------------------------------------------3

6．避雷要求及其他-------------------------------------------------------------3

三、FWC2000测量单元-------------------------------------------------------------5

1．基本组成-------------------------------------------------------------------5

2．几何尺寸、重量-------------------------------------------------------------5

3．外形-----------------------------------------------------------------------5

四、AMU系列测量模块--------------------------------------------------------------6

1．AMU-1008（AMU-1016E）差动电阻式（压阻式）仪器测量模块-------------------------6

2．AMU-2008（AMU-2016E）振弦式仪器测量模块------------------------------------10

3．AMU-3008（AMU-3016E）应变片式仪器测量模块----------------------------------13

4．AMU9001防雷电源管理模块--------------------------------------------------16

5．AMU9485防雷RS485通讯模块------------------------------------------------16

6．AMU9485L光纤通讯模块-----------------------------------------------------16

五、FWC2000安全监测系统软件-----------------------------------------------------17

1．概述----------------------------------------------------------------------17

2．软件主要特点--------------------------------------------------------------17

3．软件结构与主要功能模块----------------------------------------------------18

一、FWC2000型分布式网络测量系统概述

1．概述

FWC2000型分布式网络测量系统（以下简称测量系统），是国家电力公司南京电力自动化设备总厂南京水利电力仪器工程有限责任公司推出的用于工程安全自动化测量的新一代产品。

系统软件基于WINDOWS98/2000/NT/Me工作平台，集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理于一身，为工程安全的自动化测量及数据处理提供了极大的方便和有力的支持。

测量系统由计算机（安装FWC2000安全监测系统软件）、FWC2000分布式网络测量单元（内置AMU系列测量模块）、智能式仪器（可独立作为网络节点的仪器）等组成，可完成各类工程安全监测仪器的自动测量、数据处理、图表制作、异常测值报警等工作。

●测量系统的电源、通讯线路设计有抗雷击1500W、抗瞬变干扰措施，传感器输入口设计有抗雷电感应、抗瞬变干扰措施，测量单元在雷电、电源Ⅲ级瞬变干扰、8KV静电放电的条件下可正常工作；

●测量系统具有测量精度高、测值稳定的特点，满足《混凝土坝安全监测技术规范》对各类仪器的测量要求；

●测量系统可接入差动电阻式、振弦式、压阻式、应变片式、智能式等各种仪器；

●测量单元具有使用方便、易维护、易扩展等特点，可构建成满足大、中、小各种工程需要的测量系统，系统对可接入的仪器数量没有限制；

●测量单元采用了最新的大规模集成电路，体积小、价格低、性能优，每个测量单元可接入的仪器数量多；

●测量单元设计有专门的电源管理系统，可使用36VAC、220VAC、12V～18VDC等供电电源。

内置6V可充电免维护电池，在外部供电电源中断的情况下可继续正常工作；

●测量单元设计有实时时钟和掉电保护数据存储器，能按多种定时方式和实时方式进行自动测量，真正实现了无人值守功能；

●测量系统能通过专线、无线、光纤、电话线等多种通讯介质进行网络通讯，适应各种通讯要求；

●测量单元配置的AMU系列模块采用智能化、模块化、标准化设计，具有设置灵活、通用性好、安装维护方便等特点；

●测量系统设计有完善的自检功能，能够正确反馈网络的配置信息，每个单元的工况。

2．典型系统配置

二、自动化监测设计选型

1．自动化监测设备选择

自动化监测设备的选择主要步骤如下：

●统计接入自动化系统的仪器种类及数量；

●按测量单元放置的部位统计各部位仪器所需通道数量（考虑必要的冗余）；

●确定AMU系列测量模块的型号和数量；

●确定FWC2000测量单元的数量；

●按工程的需要确定是否分割为几个小系统；

●确定FWC2000分布式网络测量系统的通讯方式及网络结构；

●确定自动化系统的外设。

2．计算机及其外设的选择

●测量计算机要求：

PⅢ700、128M内存、4M显存、20G硬盘；

●打印机：

A4激光打印机；

●UPS：

1KVA后备式。

3．供电电源的选择

供电电源可选择220VAC、36VAC、12V∽18VDC。

4．通讯介质的确定

通讯介质可按实际情况选择双绞线（RS485）、光纤、公用电话网、无线。

5．防雷要求及其他

系统应有良好的接地系统以确保FWC2000分布式网络测量系统的防雷电路可靠运行，计算机的电源及通讯口应另作防雷处理。

6．FWC2000测量单元配置

FWC2000测量单元的传感器接入配置非常灵活，每个测量单元最多可接入3个测量模块，共40支不同类型的传感器。

表1：

各模块可接入的仪器类型及数量：

序号

模块型号

仪器类型

通道数量

仪器数量（支）

1

AMU-1008

差动电阻式（压阻式）

8×5芯

8

2

AMU-1016E

差动电阻式（压阻式）

16×5芯

16

3

AMU-2008

振弦式

8×4芯

8

4

AMU-2016E

振弦式

16×4芯

16

5

AMU-3008

应变片式

8×6芯

8

6

AMU-3016E

应变片式

16×6芯

16

其中AMU-×016E模块必须与相应的AMU-×008模块配套，不可单独使用。

表二：

模块使用举例：

序号

单元接入

仪器数

差阻式

（压阻式）

仪器数量

振弦式

仪器数量

应变片式

仪器数量

单元模块配置

1

40

40

AMU-1008、1016E、1016E

2

32

24

8

AMU-1008、1016E、3008

3

27

7

20

AMU-1008、2008、2016E

4

27

7

20

AMU-2008、3008、3016E

5

24

8

8

8

AMU-1008、2008、3008

6

20

20

AMU-1008、1016E

7

16

16

AMU-2008、2016E

8

14

4

10

AMU-1008、2008、2016E

9

8

8

AMU-3008

三、FWC2000测量单元

1．基本组成

FWC2000型测量单元由机箱、AMU9001防雷电源管理模块、免维护电池（6V4AH或6V10AH任选）、测量模块组成。

每个测量单元可最多放置不同类型的测量模块3个，测量单元的模块的基本配置情况请参阅表1、表2。

测量单元具有体积小、重量轻、密封性好、铰链式结构开启方便等特点。

2．FWC2000型测量单元几何参数、重量

机箱尺寸：

450×400×150（单位：

mm）

机箱重量：

3.5Kg

3．FWC2000型测量单元外形

FWC2000型测量单元实物照片

四、AMU系列测量模块

1.AMU-1008（AMU-1016E）差动电阻式仪器测量模块

（1）概述

AMU-1008和AMU-1016E均是差动电阻式测量模块。

对模块的任一通道而言，既可实现对差动电阻式仪器的测量也可实现对压阻式仪器的测量。

其中AMU-1008设有8个测量通道，可接入8支仪器；AMU-1016E设有16个测量通道，可接入16支仪器。

AMU-1008和AMU-1016E网络测量模块由低功耗单片微机系统、先进的大规模集成电路及性能可靠的外围电路组成，具有测量精度高、抗干扰能力强、可靠性好、操作方便、易维护、易扩展等技术特点。

AMU-1008和AMU-1016E网络测量模块采用模块化设计、金属盒封装、抗雷击和瞬变干扰设计，适用于大坝、桥梁、矿山的安全监测等使用环境极其恶劣的场合。

AMU-1008网络测量模块实物照片

（2）功能特点

●远程控制和数据采集功能：

此功能可使用户无须亲临现场即可实现对测量模块的控制并获取相关数据，降低了对操作者的测试专业知识的要求。

●现场操作功能：

测量模块预留有与便携式计算机和便携式校准器的接口，可实现现场标

定、调试以及数据采集等功能。

●自检：

通过自检，将模块的在线传感器配置情况和工况信息及时准确地反馈给上位机。

●实时时钟管理：

模块设置有实时时钟，为定时测量、自动存储等功能提供时间基准，时

钟可方便地通过上位机设置。

●掉电保护：

所有参数和测量数据存储于专用非易失性存储器中，可确保掉电后参数和数

据的安全。

●抗雷击、瞬变干扰功能：

在电源系统、通信线路接口、模拟输入引线等环节设置了有效的抗雷击电路。

●抗电磁干扰：

模块采用金属盒封装、在电路设计上对通信接口采用光电隔离技术，使系统具备很强的抗电磁干扰能力。

●扩展功能：

AMU-1008网络测量模块和AMU-1016E网络测量模块可组合使用并方便地组建测量单元。

每个测量单元最多可容纳三个测量模块，测量单元的最大通道容量为40路。

测量单元设有通信接口，可方便地组建网络测量系统，测量规模随网络规模任意增大。

●智能化测量功能：

可根据用户要求分别实现选点测量、定时测量和即时测量等多种测量方式。

●多种供电方式：

直流12V，交流36V，交流220V任选；内置免维护备用电池，在充足状态可保证系统无外部供电情况下正常运行72小时。

（3）技术参数

●最大通道容量：

AMU-1008网络测量模块：

8

AMU-1016E网络测量模块：

16

●测量精度：

电阻比：

±0.01%（差阻）

电阻和：

±0.01Ω（差阻）

0.01%F.S（压阻）

●分辨率：

电阻比：

±0.01%（差阻）

电阻和：

±0.01Ω（差阻）

0.01%F.S（压阻）

●每通道测量时间：

3秒（差阻），1.5秒（压阻）

●通信方式：

RS485,屏蔽双绞线，通讯速率：

9600bps

●传输距离：

大于1200m（长距离通信方式可采用modem或光纤）；

●数据存储容量：

107测次

●电源系统

供电方式：

12V～18V直流，36V交流，220V交流任选；

电池：

免维护，6V4AH（10AH）任选

系统功耗：

掉电：

200uA

休眠：

10mA

待机：

30mA

测量：

70mA

●工作温度：

-10℃-60℃

存储温度：

-35℃-70℃

●尺寸

模块尺寸：

252×162×25（单位：

mm）

（4）标识

●AMU-1008网络测量模块基本示意图

●AMU-1016E网络测量模块基本示意图

接口

通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8

AMU-1016E网络测量模块

通道16通道15通道14通道13通道12通道11通道10通道9

图中所示的“接口”为AMU-1008网络测量模块与AMU-1016E网络测量模块的组合使用提供电源和信息交互。

（5）注意事项

●AMU-1008（AMU-1016E）测量模块必须与FWC2000专用软件配套使用；

●采用屏蔽电缆，并保证传感器引线的芯线与屏蔽层之间的绝缘电阻大于50MΩ;

●所有引入/出线必须严格按照测量模块的标识连接，否则可能导致器件损坏；

●在使用交流220V为主电源时一定要确保人身安全；

●测量模块首次使用需要进行初始化设置；

●测量模块发生故障请及时与本公司联系，不得擅自打开，否则后果自负。

2．AMU-2008（AMU-2016E）振弦式仪器测量模块

（1）概述

AMU-2008（AMU-2016E）测量模块适用于各种规格的振弦式传感器的自动化测量。

可根据设计需要配置在FWC2000分布式网络测量单元中，组成自动化测量系统。

模块采用先进的激振技术、等精度频率测量技术，保证振弦式传感器可靠激振，在全量程范围内，实现相同的高测量精度。

AMU-2008网络测量模块实物照片

（2）功能特点

●采用先进的频率测量技术，测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强；

●模块化设计，合理的接线方式，现场安装方便、维护简单；

●具有标准的RS485通讯接口，很容易接入FWC2000型分布式网络监测系统；

●可同时测量频率和温度电阻；

●具有灵活的测量方式，根据需要可设为实时、叫点、多种组合的定时测量方式；

●数据存储量大，可存储107次定时测量数据，且具有掉电保护功能；

●设计有比测接口，用户可对关心传感器，使用便携式仪表直接测量；

●多种供电方式：

直流12V，交流36V，交流220V任选；内置免维护备用电池，在充足状态可保证系统无外部供电情况下正常运行72小时；

●配备完善的防雷系统，保证模块能够在恶劣的工作环境中使用。

（3）技术参数

●最大通道容量：

AMU-2008网络测量模块：

8；

AMU-2016E网络测量模块:

16

●测量精度:

频率：

±0.1Hz

温度：

0.3℃

●分辨率:

频率：

0.02Hz

温度：

0.1℃

●每通道测量时间：

3秒

●通信方式：

RS485,屏蔽双绞线，通讯速率：

9600bps

●传输距离：

大于1200m（长距离通信方式可采用modem或光纤）；

●数据存储容量：

107测次

●电源系统

供电方式：

12V直流，36V交流，220V交流任选；

电池：

免维护，6V4AH（10AH）任选

●系统功耗

掉电：

200uA

休眠：

10mA

待机：

30mA

测量：

100mA

●工作温度：

-10℃-60℃

●存储温度：

-35℃-70℃

●尺寸

模块尺寸：

252×162×25（单位：

mm）

（4）标识

●AMU-2008网络测量模块基本示意图

电源和通信接口

接口1

接口2

通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8比测输出

AMU-2008振弦式测量模块

上

左

AMU-2008网络测量模块基本示意图

●AMU-2016E网络测量模块基本示意图

接口

通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8

AMU-2016E网络测量模块

通道16通道15通道14通道13通道12通道11通道10通道9

AMU-2016E网络测量模块基本示意图

图中所示的“接口”为AMU-2008网络测量模块与AMU-2016E网络测量模块的组合使用提供电源和信息交互。

（5）注意事项

●AMU-2008（AMU-2016E）测量模块必须与FWC2000专用软件配套使用；

●建议采用屏蔽电缆，并保证传感器引线的芯线与屏蔽层之间的绝缘电阻大于20MΩ;

●所有引入/出线必须严格按照测量模块的标识连接，否则可能导致器件损坏；

●在使用交流220V为主电源时一定要确保人身安全；

●测量模块首次使用需要进行初始化设置；

●测量模块发生故障请及时与本公司联系，不得擅自打开，否则后果自负。

3.AMU-3008（AMU-3016E）应变片式仪器测量模块

（1）概述

AMU-3008和AMU-3016E网络测量模块均是应变片式测量模块。

对其中AMU-3008网络测量模块设有8个测量通道，可接入8支仪器；AMU-3016E网络测量模块设有16个测量通道，可接入16支仪器。

AMU-3008和AMU-3016E网络测量模块虽然命名为应变式测量模块，但其适用范围并不局限于应变片式传感器，而是普遍适用于各种电阻式传感器，可实现各种规格的全桥、半桥和单臂电阻形式的电阻式传感器的自动化测量。

AMU-3008和AMU-3016E网络测量模块由低功耗单片微机系统、先进的大规模集成电路及性能可靠的外围电路组成，具有测量精度高、抗干扰能力强、可靠性好、操作方便、易维护、易扩展等技术特点。

AMU-3008和AMU-3016E网络测量模块采用模块化设计、金属盒封装、抗雷击和瞬变干扰设计，适用于大坝、桥梁、矿山的安全监测等使用环境极其恶劣的场合。

AMU-3008网络测量模块实物照片

（2）功能特点

●远程控制和数据采集功能：

用户无须亲临现场即可实现对测量模块的控制并获取相关数据，降低了对操作者的测试专业知识的要求.

●现场操作功能：

测量模块预留有与便携式计算机和便携式校准器的接口，可实现现场标定、调试以及数据采集等功能.

●自检：

通过自检，将模块的在线传感器配置情况和工况信息及时准确地反馈给上位机。

●实时时钟管理：

模块设置有实时时钟，为定时测量、自动存储等功能提供时间基准，时钟可方便地通过上位机设置。

●掉电保护：

所有参数和测量数据存储于专用非易失性存储器中，可确保掉电后参数和数

据的安全。

●抗雷击、瞬变干扰功能：

在电源系统、通信线路接口、模拟输入引线等环节设置了有效的抗雷击电路。

●抗电磁干扰：

模块采用金属盒封装、在电路设计上对通信接口采用光电隔离技术，使系统具备很强的抗电磁干扰能力。

●扩展功能：

AMU-3008网络测量模块和AMU-3016E网络测量模块可组合使用并方便地组建测量单元。

每个测量单元最多可容纳三个测量模块，测量单元的最大通道容量为40路。

测量单元设有通信接口，可方便地组建网络测量系统，测量规模随网络规模任意增大。

●智能化测量功能：

可根据用户要求分别实现选点测量、定时测量和即时测量等多种测量功能；

●多种供电方式：

直流12V，交流36V，交流220V任选；内置免维护备用电池，在充足状态可保证系统无外部供电情况下正常运行72小时。

（3）技术参数

●最大通道容量：

AMU-3008网络测量模块：

8

AMU-3016E网络测量模块:

16

●测量精度:

优于1με；

●分辨率：

0.25με；

●单次测量时间：

700ms；

●通信：

RS485,屏蔽双绞线，通讯速率：

9600bps

●传输距离:

大于1200m（长距离通信方式可采用modem或光纤）；

●数据存储容量：

107测次；

●电源系统

供电方式：

12-18VDC，36VAC，220VAC任选；

电池：

免维护，6V4AH（5.8VDC-7.0VDC）

●系统功耗

掉电：

200uA

休眠：

20mA

待机：

30mA

测量：

小于80mA

●工作温度：

-10℃-60℃

●存储温度：

-35℃-70℃

●尺寸:

252×162×25（单位：

mm）

（4）标识

●AMU-3008网络测量模块基本示意图

AMU-3008网络测量模块基本示意图

接口

补偿1#通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8

AMU-3016E网络测量模块

补偿通道通道通道通道通道通道通道通道

2#161514131211109

●AMU-3016E网络测量模块基本示意图

AMU-3016E网络测量模块基本示意图

图中所示的“接口”为AMU-3008网络测量模块与AMU-3016E网络测量模块的组合使用提供电源和信息交互。

（5）注意事项

●AMU-3008（AMU-3016E）测量模块必须与FWC2000专用软件配套使用

●采用屏蔽电缆，并保证传感器引线的芯线与屏蔽层之间的绝缘电阻大于50MΩ;

●所有引入/出线必须严格按照测量模块的标识连接，否则可能导致器件损坏；

●在使用交流220V为主电源时一定要确保人身安全；

●测量模块首次使用需要进行初始化设置；

●测量模块发生故障请及时与本公司联系，不得擅自打开，否则后果自负。

4．AMU9001防雷电源管理模块

（1）输入电压：

220VAC±15%

36VAC±15%

+12VDC～+18VDC

（2）输出电压：

+6VDC

（3）抗干扰能力：

三级瞬变干扰

（4）抗雷击：

1500W

5.AMU9485防雷RS485通讯模块

AMU9485防雷RS485通讯模块安装在测量计算机的RS232串行口上，与测量单元组成高速RS485数据传输网络，波特率最大9600b