[拼音]：gongye yaoce

[外文]：industrial telemetry

在工業(yè)生產(chǎn)中利用遙測(cè)技術(shù)對(duì)分散的或無(wú)法接近的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量。工業(yè)遙測(cè)最初是采用模擬遙測(cè)信號(hào)有線單向傳輸?shù)拈_(kāi)環(huán)遙測(cè)系統(tǒng)。隨著多路通信技術(shù)、大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，現(xiàn)代遙測(cè)大多采用數(shù)字遙測(cè)信號(hào)，在距離較遠(yuǎn)時(shí)用無(wú)線電傳輸，在距離較近時(shí)用光導(dǎo)纖維傳輸。

工業(yè)遙測(cè)可以采用開(kāi)環(huán)遙測(cè)和閉環(huán)遙測(cè)兩種方式。開(kāi)環(huán)遙測(cè)是一種單向信息傳輸?shù)倪b測(cè)方式，只能記錄或監(jiān)視被測(cè)對(duì)象的參量，但不能改變這些參量。主要用于自動(dòng)測(cè)量一些運(yùn)動(dòng)部件或人難于接近的物體的參量，如測(cè)量汽輪機(jī)葉片工作時(shí)的受力情況，起重機(jī)吊物時(shí)重量的自動(dòng)計(jì)量，放射性物質(zhì)劑量的自動(dòng)測(cè)定等。閉環(huán)遙測(cè)是一種雙向信息傳輸?shù)倪b測(cè)方式。中央控制室根據(jù)所測(cè)得的信息向被控對(duì)象發(fā)出控制指令。閉環(huán)遙測(cè)在電力系統(tǒng)、輸油輸氣管線和城市公用事業(yè)等方面已得到廣泛應(yīng)用。

通用典型遙測(cè)系統(tǒng)

圖1為分布式容錯(cuò)四遙系統(tǒng)。這種通用典型遙測(cè)系統(tǒng)具備遙測(cè)、遙控、遙信和遙調(diào)的功能（見(jiàn)遙測(cè)遙控系統(tǒng)）。系統(tǒng)采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，以光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)，傳輸速率大于1兆比特/秒。系統(tǒng)由主控端、信道和被控端組成。它與一般監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)別是采用三級(jí)管理，即被控端分成兩部分：中心控制器和測(cè)控單元。中心控制器通過(guò)遠(yuǎn)置終端（全硬件）或智能終端（單板機(jī)）來(lái)收集和處理各測(cè)控單元獲取的信息。主控端利用通信接口控制若干個(gè)中心控制器,一個(gè)中心控制器可控制1～30個(gè)測(cè)控單元。主控端的作用是發(fā)送遙控遙調(diào)指令，處理和顯示遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)。它由指令編碼器、數(shù)據(jù)處理和顯示器、定時(shí)器、信道編碼器和譯碼器、信道調(diào)制器和解調(diào)器等組成。數(shù)據(jù)處理和顯示器就是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（或數(shù)字磁帶機(jī)）等。操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件均存于軟磁盤(pán)上，可用鍵盤(pán)命令調(diào)用。借助于軟件可使系統(tǒng)硬件重新組合，并可改變信號(hào)幀結(jié)構(gòu)和顯示內(nèi)容。被控端由中心控制器、通用和專(zhuān)用測(cè)控單元組成。中心控制器對(duì)指令和數(shù)據(jù)起轉(zhuǎn)接作用，它接收主控端發(fā)送來(lái)的指令，并轉(zhuǎn)發(fā)給各通用和專(zhuān)用測(cè)控單元。它還接收各測(cè)控單元送來(lái)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)回主控端。中心控制器包括指令轉(zhuǎn)接器、定時(shí)器、信道編碼器和譯碼器、信道調(diào)制器和解調(diào)器、幀同步檢測(cè)與保護(hù)電路、位同步恢復(fù)用數(shù)字鎖相電路等。指令轉(zhuǎn)接器是一個(gè)單板機(jī)，也可用可編只讀存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，以產(chǎn)生若干種信號(hào)幀結(jié)構(gòu)。通用測(cè)控單元具有開(kāi)關(guān)型遙控指令、模擬量遙測(cè)、遙信信號(hào)越限報(bào)警和機(jī)器報(bào)警等功能。專(zhuān)用測(cè)控單元?jiǎng)t除了具備上述功能外，還具有其他特殊的功能。測(cè)控單元分別裝于被控對(duì)象的機(jī)箱內(nèi)，用指令總線和數(shù)據(jù)總線與中心控制器進(jìn)行數(shù)字通信，因此測(cè)控單元可看作數(shù)字傳感器和數(shù)字執(zhí)行裝置。這樣就可以用多個(gè)分散的測(cè)控單元代替集中型被控端。這種通用典型遙測(cè)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）測(cè)控單元與被控對(duì)象成為一體,離監(jiān)測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)很近,并且只需要指令總線和數(shù)據(jù)總線，因而可以節(jié)省導(dǎo)線，提高系統(tǒng)的可靠性。

（2）測(cè)控單元的數(shù)目，每個(gè)測(cè)控單元的參數(shù)（如指令數(shù)和遙測(cè)路數(shù)），信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，遙測(cè)編碼位數(shù)和碼速率等都是可以改變的，因而系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力。

（3）在主控端和被控端均可采用信道糾錯(cuò)編碼（如擴(kuò)散卷積碼），由于應(yīng)用分布式終端，還可以采用冗余技術(shù)，即重要的監(jiān)控對(duì)象采用二重或三重終端，因而提高系統(tǒng)的可靠性。

（4）采用大量的通用和專(zhuān)用測(cè)控單元，各單元又采用各種標(biāo)準(zhǔn)插件，因而可以用各插件組合成不同的單元。各單元又可組合成不同的系統(tǒng)。所以通用性強(qiáng)，既適用于集中目標(biāo)，又適合于分散目標(biāo)，既適用于遠(yuǎn)距離監(jiān)控，也適用于本地的測(cè)量和控制。

在距離不太遠(yuǎn)而對(duì)象分散的情況下也可以采用兩級(jí)管理，即直接用主控端代替中心控制器。測(cè)控單元可采用單板機(jī)，構(gòu)成多功能終端或全硬件終端，實(shí)現(xiàn)通信控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)檢測(cè)等功能。被控對(duì)象可以有模擬量輸入／輸出，數(shù)字量輸入／輸出，開(kāi)關(guān)量輸入／輸出等通道。通道數(shù)和采樣率可通過(guò)硬件和軟件加以選擇。

工業(yè)遙測(cè)系統(tǒng)一般應(yīng)達(dá)到如下的要求:集中監(jiān)測(cè),分散管理，有分布功能和多功能終端，高碼速率，自動(dòng)故障診斷和故障隔離等。信號(hào)傳輸采用指令－響應(yīng)方式時(shí)分多路傳輸數(shù)據(jù)總線。系統(tǒng)采用非同步工作方式，各終端都有自己的時(shí)鐘。信息傳遞應(yīng)用半雙工制，主控端發(fā)送指令，被選址的遠(yuǎn)置終端產(chǎn)生響應(yīng)。信息在總線上以一個(gè)個(gè)消息的方式傳遞。在工業(yè)遙測(cè)系統(tǒng)中，所謂消息是指主控端發(fā)送一條指令,終端響應(yīng)指令,再傳送一組數(shù)據(jù)和狀態(tài)字的集合。因此一個(gè)消息由若干個(gè)字組成，字有三種類(lèi)型：指令字(調(diào)度信號(hào))、狀態(tài)字(證實(shí)信號(hào))和數(shù)據(jù)字（有效信號(hào)）。信息傳輸也有三種基本類(lèi)型：數(shù)據(jù)傳輸型、方式控制型和廣播傳輸型。數(shù)據(jù)傳輸型是控制器到終端、終端到控制器、終端到終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。方式控制型是用來(lái)改變終端硬件的工作方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)。廣播傳輸型是使能接收廣播指令的終端可同時(shí)接收廣播的指令和數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)工作迅速，靈敏和有效。

電力系統(tǒng)遙測(cè)

現(xiàn)代電力系統(tǒng)是由許多發(fā)電站、變電站和輸電線組成的聯(lián)合電力系統(tǒng)。系統(tǒng)調(diào)度人員利用遙測(cè)技術(shù)能直接掌握各發(fā)電站的電力，各主要點(diǎn)的電壓，主要送電線路的輸送功率，主要斷路器的開(kāi)合位置等情況，從而提高調(diào)度效率，加快事故處理，減少值班人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，使電力系統(tǒng)達(dá)到最大可能的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，已經(jīng)出現(xiàn)區(qū)域性的、全國(guó)性的、甚至跨國(guó)的大電力系統(tǒng)，要求遙測(cè)和遙信的對(duì)象達(dá)幾千個(gè)。為了監(jiān)視電網(wǎng)的安全運(yùn)行，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化的基礎(chǔ)上發(fā)展成為自動(dòng)調(diào)度，即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離綜合自動(dòng)化。把電力系統(tǒng)的參量和狀態(tài)信息輸入電子計(jì)算機(jī)，通過(guò)信息處理，給調(diào)度人員直接提供必要的數(shù)據(jù)和調(diào)度的指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)度，使電力系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

輸油輸氣管線遙測(cè)

輸油管線由首站、末站、油庫(kù)、以及一些中間熱泵站和調(diào)度室組成。為了輸送原油，每站要給原油加熱、加壓，首站和末站還要計(jì)量原油流量和庫(kù)存量。輸氣管線由壓氣站、調(diào)壓計(jì)量站和調(diào)度室組成。為了輸送天然氣，壓氣站要給天然氣升壓，調(diào)壓計(jì)量站要按額定輸氣量調(diào)整用戶供氣壓力，并計(jì)量天然氣流量。輸油輸氣管線自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是被控目標(biāo)分散，距離遠(yuǎn)，并且全線被控目標(biāo)互相關(guān)聯(lián)。因此要用遙測(cè)遙控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。這類(lèi)監(jiān)控系統(tǒng)都是兩級(jí)管理系統(tǒng)。平時(shí)各站根據(jù)控制中心給定的參量值自行集中管理本站輸送設(shè)備的運(yùn)行，控制中心通過(guò)遙測(cè)系統(tǒng)收集各站運(yùn)行情況的參量值，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，發(fā)出遙控指令，對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)平衡。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或要改變輸送計(jì)劃時(shí)，由控制中心將遙控指令下達(dá)給各站，由各站集中管理系統(tǒng)發(fā)出指令使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

城市公用事業(yè)遙測(cè)

城市公用事業(yè)的遙測(cè)遙控系統(tǒng)包括電力、煤氣、自來(lái)水、熱水分配、下水道排水等監(jiān)控系統(tǒng)。例如，自來(lái)水廠的監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)視水源泵群、加壓泵、水池水位、出廠水壓、流量大小，并能進(jìn)行越限報(bào)警，控制加壓泵的轉(zhuǎn)速和啟停，以及閥門(mén)的開(kāi)閉程度等。這類(lèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)是:被控對(duì)象分散,信息量大。通常根據(jù)被控對(duì)象的數(shù)量和地理分布，信息量的大小和緊急程度，遙測(cè)量的數(shù)目和通道形式等進(jìn)行綜合考慮，來(lái)選擇合理的監(jiān)控方式和體制。應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)，能提高監(jiān)控系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。

高速旋轉(zhuǎn)部件遙測(cè)

測(cè)量航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)應(yīng)力和汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫升，都可采用開(kāi)環(huán)遙測(cè)。此時(shí)被控端處于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上,溫度達(dá)100℃，離心加速度達(dá)25000g，故要求發(fā)射機(jī)體積小,重量輕,用環(huán)氧樹(shù)脂封裝。這種遙測(cè)系統(tǒng)有 6個(gè)信道。傳感器將測(cè)得的參量變?yōu)殡娦盘?hào)，送到有6個(gè)不同載頻的發(fā)射機(jī),進(jìn)行調(diào)頻。發(fā)射機(jī)對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行功率放大后輸出到與發(fā)射機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)的 6片耦合片上，通過(guò)環(huán)形電容耦合器送到地面接收機(jī)。接收機(jī)內(nèi)有6個(gè)不同的諧振回路,以分離載波來(lái)區(qū)分6個(gè)不同的通道（圖2)。

電波引導(dǎo)電瓶車(chē)

這是一種無(wú)人操縱的短途運(yùn)輸工具,其工作原理見(jiàn)圖3。在地面槽內(nèi)安裝引導(dǎo)導(dǎo)線，用作輻射低頻振蕩的天線。在電瓶車(chē)中心軸兩側(cè)對(duì)稱地安裝兩個(gè)耦合線圈。位置信號(hào)經(jīng)放大后加到差分放大器上，檢出偏差電壓。當(dāng)電瓶車(chē)的軸線與引導(dǎo)導(dǎo)線重合時(shí),兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓相同,偏差檢出裝置輸出為零，電瓶車(chē)?yán)^續(xù)直線運(yùn)動(dòng)。如電瓶車(chē)向左方偏離，則左耦合線圈離引導(dǎo)線遠(yuǎn)，感應(yīng)電壓信號(hào)弱，而右耦合線圈離引導(dǎo)線近，感應(yīng)電壓信號(hào)強(qiáng)。兩個(gè)信號(hào)經(jīng)放大后加到偏差檢出裝置上，輸出信號(hào)加到向右旋轉(zhuǎn)的線圈上，使控制方向的電機(jī)右轉(zhuǎn)，直到中心線與引導(dǎo)線重合為止。

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標(biāo)簽：工業(yè)遙測(cè)

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文章名稱：《工業(yè)遙測(cè)》

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