前言
　　水力發(fā)電,，獲得的是綠色能源。臺(tái)灣地區(qū)雨量充沛,，河川坡地地形陡峭,，水利資源相當(dāng)豐富目前共有水力發(fā)電廠(chǎng)十一所,。
　　桂山電廠(chǎng)地處新店溪上游北勢(shì)溪及南勢(shì)溪交匯處，除了有烏來(lái),、粗坑及軟橋外,，供應(yīng)大臺(tái)地區(qū)水源的翠湖水庫(kù)，其所屬的發(fā)電廠(chǎng)也屬桂山電廠(chǎng)所管轄,。由于地處臺(tái)灣北部重要觀(guān)光勝地—烏來(lái),，所以不僅肩負(fù)著發(fā)電重任，也兼具著觀(guān)光景點(diǎn)的功能,。但是往往由于大自然風(fēng)云變幻莫測(cè),，或因人工疏忽，造成百姓和游客傷亡,，抱恨終身,。1980 年臺(tái)北景美女中一群女生就因上游水庫(kù)泄洪無(wú)報(bào)警而喪身。由鑒于此,，有關(guān)單位一直在尋找解決之道,，只是苦于河流流域太寬廣，人工預(yù)警方式太不符合經(jīng)濟(jì)效益而無(wú)良策,，只有在泄洪前透過(guò)平面媒體,，廣播電視來(lái)預(yù)告百姓，但終不及在預(yù)警區(qū)域設(shè)立廣播預(yù)警來(lái)得直接有效,。多年來(lái)相關(guān)單位一直堅(jiān)持尋找如何通過(guò)無(wú)人方式建此預(yù)警系統(tǒng),，臺(tái)灣電力公司終于找到了在自動(dòng)化集成領(lǐng)域有十年經(jīng)驗(yàn)的艾利國(guó)際股份有限公司（www.alextek.com.tw ）。在雙方合作努力下,采用了泓格科技(ICPDAS)的嵌入式控制器 I-7188EAD和遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊I-7000 系列,終于完成了所選定的第一階段桂山發(fā)電廠(chǎng)廣播擴(kuò)音設(shè)備電腦監(jiān)控系統(tǒng)及阿玉壩,、羅好壩排洪廣播擴(kuò)音設(shè)備系統(tǒng)的建立,。以下將對(duì)此作一介紹。
　　系統(tǒng)介紹
　　一 系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)

圖 1 系統(tǒng)分布架構(gòu)圖

　　由于監(jiān)控區(qū)域遼闊,地處無(wú)人山區(qū),所以除中央控制室外,又設(shè)了六個(gè)子控制室：桂山廠(chǎng),、桂山壩,、阿玉壩、羅好壩,、烏來(lái)電廠(chǎng)往阿玉壩,、烏來(lái)電廠(chǎng)往羅好壩等（見(jiàn)上圖）。子控制室通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與中央控制室相連,；各子控制室由各自的中央控制設(shè)備通過(guò)RS-485 網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備相連接,。每一個(gè)子控制室各自控制著一群無(wú)人值守的廣播擴(kuò)音基站（見(jiàn)圖2）。

圖 2 無(wú)人值守廣播擴(kuò)音基站示意圖

　　各子控制室,、及其廣播系統(tǒng),、中央控制設(shè)備和遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備的功能如下：
　　1． 手動(dòng)啟動(dòng)廣播系統(tǒng)；
　　2． 語(yǔ)音音樂(lè)切換廣播,；
　　3． 現(xiàn)場(chǎng)麥克風(fēng)廣播,；
　　4． 接受桂山控制室遙控廣播,；
　　5． 接受遠(yuǎn)端電話(huà)語(yǔ)音廣播；
　　6． 中央控制設(shè)備（Central Control Unit-CCU）-排洪廣播設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中央控制單
　　元,；
　　7． 遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備（Detect Unit）-排洪廣播設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試單元,；
　　二 CCU 和DU 單元介紹
　　對(duì)于整個(gè)廣播系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就是如何確保各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)喇叭隨時(shí)都能正常工作,，也是該系統(tǒng)精華之所在,。以下就對(duì)中央控制設(shè)備和遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備的架構(gòu)加以說(shuō)明。
　　1． 中央控制設(shè)備-CCU

圖3 CCU 架構(gòu)圖

　　CCU 的功能:在接收到PC 機(jī)命令時(shí),或由自身下達(dá)測(cè)試命令時(shí),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做手動(dòng)/自動(dòng)測(cè)試,將測(cè)試結(jié)果顯示在面板警報(bào)指示燈PC 上,并將狀態(tài)移報(bào)至RTU,使電廠(chǎng)人員及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況,。
　　CCU 硬件結(jié)構(gòu)：
　　1． 24VAC/3A 電源供應(yīng)器,；
　　2． I-7188EAD 嵌入式控制器；
　　3． I-7043D 16 通道驅(qū)動(dòng)器模塊,；
　　4． RTU連接端子臺(tái)、INTERLOCK連接端子臺(tái),；
　　5． LED 指示燈12 組,；
　　6． DB-16RS 16 通道繼電器模塊；
　　7． 浪涌保護(hù)器,；
　　CCU 軟件組成：
　　1． PC 提供畫(huà)面監(jiān)視參數(shù)設(shè)定等,；
　　2． I-7188 自帶Mini OS7 操作系統(tǒng)；
　　CCU 動(dòng)作流程：

圖4 CCU 動(dòng)作流程

　　2．現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試單元-DU
　　DU 單元的功能：能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)喇叭做功能測(cè)試,，并對(duì)RS-485 信號(hào)提供增強(qiáng)功能,。

圖 5 DU 架構(gòu)圖

　　DU 硬件結(jié)構(gòu)：
　　1．I-7012 模擬信號(hào)輸入模塊；
　　2．電源及訊號(hào)避雷器,；
　　3． DC24V DC 電壓產(chǎn)生器,；
　　4． AC24V/1V 量測(cè)電壓產(chǎn)生器；
　　5． 喇叭匹配變壓器,；
　　6． 100W 戶(hù)外防水喇叭,；
　　7． 接線(xiàn)端子板；
　　8． 繼電器,；
　　9． I-7510 RS-485 訊號(hào)中繼模塊,；
　　DU 測(cè)量方法：
　　當(dāng) PC 或CCU命令對(duì)喇叭作測(cè)試動(dòng)作時(shí)，I-7012F 輸出,，CCU電源驅(qū)動(dòng)Power Relay x1將PA 線(xiàn)路切換到測(cè)量回路,，開(kāi)始測(cè)量R2 上的電壓的變化量，進(jìn)而計(jì)算出喇叭阻抗的變化,，以判斷喇叭是否正常,。測(cè)量線(xiàn)路示意圖如下。

圖6 測(cè)量線(xiàn)路示意圖

　　Vout/Vin=R2/（R1+R2）
　　R2=GR1/（1-G）
　　R2 為喇叭阻抗,；G 為測(cè)得的R2 兩端電壓值,；
　　測(cè)試輸入電壓為 1VAC,；
　　DU 工作流程圖：

圖 7 DU 工作流程圖

　　結(jié)束語(yǔ)
　　本系統(tǒng)能以最好的性?xún)r(jià)比達(dá)成預(yù)期目的，最主要的是因?yàn)椴捎昧?I-7188 嵌入式Ethernet網(wǎng)絡(luò)控制器,，基于 80188 微處理器和泓格公司專(zhuān)屬的操作系統(tǒng)MiniOS7,，用戶(hù)可以將所需的控制程序放在I-7188 上。在通訊網(wǎng)絡(luò)方面,，I-7188 可以同時(shí)以RS-485 與下位檢測(cè)設(shè)備連接,，然后再用以太網(wǎng)通過(guò)TCP/IP 協(xié)議與上位機(jī)的主控電腦相連。由于此系統(tǒng)已得到用戶(hù)— 臺(tái)灣電力股份有限公司的認(rèn)可,，他們已經(jīng)決定投入第二階段系統(tǒng)的建立,，2003 年已編制了2,000 萬(wàn)新臺(tái)幣的預(yù)算。由于第二階段地形更加崎嶇,，所以遠(yuǎn)端測(cè)試設(shè)備要使用GSM 和GPRS 通訊模塊與中央監(jiān)控設(shè)備相連,。目前泓格和艾利兩公司已共同完成了I-7188E+GSM/GPRS 軟硬件等配套的前期工作，相信在不久的將來(lái),，此類(lèi)系統(tǒng)將廣泛地被各界所采用,。