沉澱池

[拼音]：gongye yaoce

[英文]：industrial telemetry

在工業生產中利用遙測技術對分散的或無法接近的被測物件進行動態測量。工業遙測最初是採用模擬遙測訊號有線單向傳輸的開環遙測系統。隨著多路通訊技術、大規模積體電路和微型計算機的發展，現代遙測大多采用數字遙測訊號，在距離較遠時用無線電傳輸，在距離較近時用光導纖維傳輸。

工業遙測可以採用開環遙測和閉環遙測兩種方式。開環遙測是一種單向資訊傳輸的遙測方式，只能記錄或監視被測物件的參量，但不能改變這些參量。主要用於自動測量一些運動部件或人難於接近的物體的參量，如測量汽輪機葉片工作時的受力情況，起重機吊物時重量的自動計量，放射性物質劑量的自動測定等。閉環遙測是一種雙向資訊傳輸的遙測方式。中央控制室根據所測得的資訊向被控物件發出控制指令。閉環遙測在電力系統、輸油輸氣管線和城市公用事業等方面已得到廣泛應用。

通用典型遙測系統

圖1為分散式容錯四遙系統。這種通用典型遙測系統具備遙測、遙控、遙信和遙調的功能（見遙測遙控系統）。系統採用微型計算機進行資訊處理，以光導纖維作為傳輸介質，傳輸速率大於1兆位元/秒。系統由主控端、通道和被控端組成。它與一般監控系統的區別是採用三級管理，即被控端分成兩部分：中心控制器和測控單元。中心控制器通過遠置終端（全硬體）或智慧終端（單板機）來收集和處理各測控單元獲取的資訊。主控端利用通訊介面控制若干個中心控制器,一箇中心控制器可控制1～30個測控單元。主控端的作用是傳送遙控遙調指令，處理和顯示遙測遙信資料。它由指令編碼器、資料處理和顯示器、定時器、通道編碼器和譯碼器、通道調製器和解調器等組成。資料處理和顯示器就是一個微型計算機系統，包括鍵盤、顯示器、印表機和磁碟驅動器（或數字磁帶機）等。作業系統和應用軟體均存於軟磁碟上，可用鍵盤命令呼叫。藉助於軟體可使系統硬體重新組合，並可改變訊號幀結構和顯示內容。被控端由中心控制器、通用和專用測控單元組成。中心控制器對指令和資料起轉接作用，它接收主控端傳送來的指令，並轉發給各通用和專用測控單元。它還接收各測控單元送來的遙測資料，並轉發回主控端。中心控制器包括指令轉接器、定時器、通道編碼器和譯碼器、通道調製器和解調器、幀同步檢測與保護電路、位同步恢復用數字鎖相電路等。指令轉接器是一個單板機，也可用可編只讀儲存器來實現，以產生若干種訊號幀結構。通用測控單元具有開關型遙控指令、模擬量遙測、遙信訊號越限報警和機器報警等功能。專用測控單元則除了具備上述功能外，還具有其他特殊的功能。測控單元分別裝於被控物件的機箱內，用指令匯流排和資料匯流排與中心控制器進行數字通訊，因此測控單元可看作數字感測器和數字執行裝置。這樣就可以用多個分散的測控單元代替集中型被控端。這種通用典型遙測系統的主要優點是：

（1）測控單元與被控物件成為一體,離監測點和控制點很近,並且只需要指令匯流排和資料匯流排，因而可以節省導線，提高系統的可靠性。

（2）測控單元的數目，每個測控單元的引數（如指令數和遙測路數），訊號幀結構，遙測編碼位數和碼速率等都是可以改變的，因而系統具有一定的自適應能力。

（3）在主控端和被控端均可採用通道糾錯編碼（如擴散卷積碼），由於應用分散式終端，還可以採用冗餘技術，即重要的監控物件採用二重或三重終端，因而提高系統的可靠性。

（4）採用大量的通用和專用測控單元，各單元又採用各種標準外掛，因而可以用各外掛組合成不同的單元。各單元又可組合成不同的系統。所以通用性強，既適用於集中目標，又適合於分散目標，既適用於遠距離監控，也適用於本地的測量和控制。

在距離不太遠而物件分散的情況下也可以採用兩級管理，即直接用主控端代替中心控制器。測控單元可採用單板機，構成多功能終端或全硬體終端，實現通訊控制、資料採集、資料處理、自動監控、自動檢測等功能。被控物件可以有模擬量輸入／輸出，數字量輸入／輸出，開關量輸入／輸出等通道。通道數和取樣率可通過硬體和軟體加以選擇。

工業遙測系統一般應達到如下的要求:集中監測,分散管理，有分佈功能和多功能終端，高碼速率，自動故障診斷和故障隔離等。訊號傳輸採用指令－響應方式時分多路傳輸資料匯流排。系統採用非同步工作方式，各終端都有自己的時鐘。資訊傳遞應用半雙工制，主控端傳送指令，被選址的遠置終端產生響應。資訊在總線上以一個個訊息的方式傳遞。在工業遙測系統中，所謂訊息是指主控端傳送一條指令,終端響應指令,再傳送一組資料和狀態字的集合。因此一個訊息由若干個字組成，字有三種類型：指令字(排程訊號)、狀態字(證實訊號)和資料字（有效訊號）。資訊傳輸也有三種基本型別：資料傳輸型、方式控制型和廣播傳輸型。資料傳輸型是控制器到終端、終端到控制器、終端到終端之間的資料傳輸。方式控制型是用來改變終端硬體的工作方式，實現系統重構。廣播傳輸型是使能接收廣播指令的終端可同時接收廣播的指令和資料，使系統工作迅速，靈敏和有效。

電力系統遙測

現代電力系統是由許多發電站、變電站和輸電線組成的聯合電力系統。系統排程人員利用遙測技術能直接掌握各發電站的電力，各主要點的電壓，主要送電線路的輸送功率，主要斷路器的開合位置等情況，從而提高排程效率，加快事故處理，減少值班人員，提高勞動生產率，使電力系統達到最大可能的經濟性和穩定性。

現代電力系統的規模越來越大，已經出現區域性的、全國性的、甚至跨國的大電力系統，要求遙測和遙信的物件達幾千個。為了監視電網的安全執行，在電力系統自動化和遠動化的基礎上發展成為自動排程，即實現遠距離綜合自動化。把電力系統的參量和狀態資訊輸入電子計算機，通過資訊處理，給排程人員直接提供必要的資料和排程的指令，實現自動排程，使電力系統處於最佳執行狀態。

輸油輸氣管線遙測

輸油管線由首站、末站、油庫、以及一些中間熱泵站和排程室組成。為了輸送原油，每站要給原油加熱、加壓，首站和末站還要計量原油流量和庫存量。輸氣管線由壓氣站、調壓計量站和排程室組成。為了輸送天然氣，壓氣站要給天然氣升壓，調壓計量站要按額定輸氣量調整使用者供氣壓力，並計量天然氣流量。輸油輸氣管線自動化系統的特點是被控目標分散，距離遠，並且全線被控目標互相關聯。因此要用遙測遙控系統來實現監控。這類監控系統都是兩級管理系統。平時各站根據控制中心給定的參量值自行集中管理本站輸送裝置的執行，控制中心通過遙測系統收集各站執行情況的參量值，通過計算機處理，發出遙控指令，對全系統進行協調平衡。當系統發生故障或要改變輸送計劃時，由控制中心將遙控指令下達給各站，由各站集中管理系統發出指令使執行機構動作。

城市公用事業遙測

城市公用事業的遙測遙控系統包括電力、煤氣、自來水、熱水分配、下水道排水等監控系統。例如，自來水廠的監控系統可監視水源泵群、加壓泵、水池水位、出廠水壓、流量大小，並能進行越限報警，控制加壓泵的轉速和啟停，以及閥門的開閉程度等。這類系統的特點是:被控物件分散,資訊量大。通常根據被控物件的數量和地理分佈，資訊量的大小和緊急程度，遙測量的數目和通道形式等進行綜合考慮，來選擇合理的監控方式和體制。應用微型計算機，能提高監控系統的效能，實現最優控制。

高速旋轉部件遙測

測量航空發動機和燃氣渦輪轉子的動態應力和汽輪發電機轉子的溫升，都可採用開環遙測。此時被控端處於高速旋轉的轉子上,溫度達100℃，離心加速度達25000g，故要求發射機體積小,重量輕,用環氧樹脂封裝。這種遙測系統有 6個通道。感測器將測得的參量變為電訊號，送到有6個不同載頻的發射機,進行調頻。發射機對已調訊號進行功率放大後輸出到與發射機一起高速旋轉的 6片耦合片上，通過環形電容耦合器送到地面接收機。接收機內有6個不同的諧振迴路,以分離載波來區分6個不同的通道（圖2)。

電波引導電瓶車

這是一種無人操縱的短途運輸工具,其工作原理見圖3。在地面槽內安裝引導導線，用作輻射低頻振盪的天線。在電瓶車中心軸兩側對稱地安裝兩個耦合線圈。位置訊號經放大後加到差分放大器上，檢出偏差電壓。當電瓶車的軸線與引導導線重合時,兩個線圈產生的感應電壓相同,偏差檢出裝置輸出為零，電瓶車繼續直線運動。如電瓶車向左方偏離，則左耦合線圈離引導線遠，感應電壓訊號弱，而右耦合線圈離引導線近，感應電壓訊號強。兩個訊號經放大後加到偏差檢出裝置上，輸出訊號加到向右旋轉的線圈上，使控制方向的電機右轉，直到中心線與引導線重合為止。