科技推广与应用
利用Excel绘制PⅢ型频率曲线
郭天翔
在进行水文频率等相关工作的来洪等计算中，常常需要绘制降雨、水文资料的频率曲线。频率曲线一般绘制在频率格纸上，但由于频率曲线的计算工作量大且频率格纸难以绘制，给工作人员带来了诸多不便。Excel具有强大的数据处理和分析能力，通过简单调整和设置，可以解决实际工作中遇到的一些问题。基于此，本文介绍利用Excel绘制PⅢ型频率曲线的方法。
一、计算经验频率曲线的统计参数下面介绍如何利用Excel方便、良好接地。
四、西潮河闸防雷方案
西潮河闸位于射阳县黄沙港镇境内，年雷暴日为46天，属多雷区，加之地处水陆交界处，建筑物及其内部设备极易遭受雷击。所以本着“安全、可靠、先进、经济、适用”的原则，根据国家有关防雷技术规范的要求，结合工程实际情况，西潮河闸采取了如下防雷方案：
1.直接雷防护
利用办公楼、启闭机房屋顶的避雷带和四周墙面内的柱钢筋作为引下线，与梁钢筋相互焊接，组成一个完整的接地系统，把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样，整座水闸、办公楼就形成了一个理想的“法拉第笼”屏蔽网，不但能使雷电流有良好的散流途径，均压分流，而且整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。
为改善接地效果，在办公楼背面
快捷的计算统计参数。已知某雨量观总体分测站有24年的实测降雨资料，布曲线定为皮尔逊Ⅲ型。具体计算统计参数的步骤如下：
（1）按照图1所示，将年份、年降雨量x(mm)、序号等项目依次输入表格，并按照表格内容多少对表格宽度进行相应的调整。
（2）在做好表头后，首先将A、B栏已知年份及其相应的年降雨量输入计算表格内，然后在D栏对B栏降雨资料进行由大到小的排序，之后在C
刘红
可将D栏进行颜色标识。
（3）计算平均年降雨量在D栏排序数据下方D27处输入“=AVERAGE（D3∶D26）”，回车，即得（4）计算模比系数Ki。模比系数Ki的计算公式为Ki=
xi
。在E3处输入軃x
“=D3/$D$27”，回车。其余数据的计算，可当出现十字标识将光标放至E3右下角，后，可向下拖至需要计算数据行。
2
（5）计算“Ki-1和（Ki-1）”。在F3处
，回车；在G3处输入输入“=E3-1”
2”，回车。然后分别将光标移至F3栏将1～24的序号填入。为区分方便，“=F3^及西潮河闸南北端各增设一组接地体，并与现有接地连成一体，以形成共用接地装置，其接地电阻不大于1.0Ω。
2.感应雷与雷电侵入波防护在直击雷防护措施完善合格的前提下，对雷电入侵的可能通道进行必要的防护。
（1）在综合布线时避免将线缆靠近避雷带或引下线布设，因为避雷带及其引下线有雷电流通过时会在周围的邻近导体上产生较强的感应电动势，从而对线路上的设备造成损并害。进出户线路采用埋地缆进入，用金属导管屏蔽，屏蔽金属管在进入建筑物或机房前重复接地，铠装电缆两端金属外皮接地，其冲击接地电阻均小于30Ω。
（2）电源系统的防护
①在总配电房配电柜安装一只电源防雷箱，作为电源一级防护，使大部分雷电能量在该级得到初步释放。②
在办公楼配电箱及闸控室两配电盘分别安装一只电源防雷箱，作为电源二级防护，以降低电源线的雷电波残压，防止其进一步危害设备。③在各视频监控线路分别安装一只防雷器，各电脑采用电源防雷防雷专用插座，以进一步降低雷电能量，保护设备。
五、结语
雷电防护不是简单的避雷设施的安难度大的系统性工装，而是一项要求高、程。除了要依据系统防雷的科学理论采取相应的防护措施，进行有针对性的防护外，还应委托有资质的专业防雷检测机构定期检测防雷设施，设立防范雷电灾害责任人，对新增建筑和新增设备的防雷系统应进行重新设计和建设。这样，当雷电袭击时，才能保障建筑物及其内部人员、设备等安全，确保水利工程的正常运行和管理■
（作者单位：江苏省盐城市西潮河闸管理所224300）
（专栏编辑：周权）
科技推广与应用
和G3的右下角，当出现十字标识后，向下拖动至需要计算数据行。
（6）计算频率P。频率计算公式为mP=。在本例中，m为C栏序号数，n为24。在H3处输入“=C3/25*100”，回
车。然后将光标移至H3右下角，当出现十字标识后，向下拖动至需要计算数据行。
（7）计算Cv。在F28处输入“=SUM（G3∶G26）”得Σ（Ki-1），在
i=1n
2
任意一空白处输入“=（G28/23）^0.5”，得Cv=0.263，可取Cv=0.3。
二、适配线计算
已知Cv为0.3，现假定Cs=2Cv、Cs=2.5Cv、Cs=3Cv三种情况，相应年降雨量频率P（%）如图2中K栏所示。在“皮尔逊Ⅲ型频率曲线的横比系数Kp值表”中，查得不同Cv和Cs下的Kp值，分别填入N、P、R栏内。然后用已求得的Kp值乘以得xp，分别填入O、Q、S栏。
三、绘制频率格纸
当资料数据处理完后，就需要绘制
图1某雨量站降雨频率计算过程频率曲线了。在此之前要先绘制频率格纸。频率格纸的横坐标是按照标准正态频率曲线拉成一条直线的原理计算出来的，中间较密，两端较稀；纵坐标仍是普绘制频率格纸的关键是绘通分格。因此，
制频率格纸的横坐标。本文利用NORMSINV函数将不同频率转化为相应的横坐标值。
本文拟用Excel图表中的散点图来确定频率P（%）为0.1、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、95、99的纵线位置。因为散点图是相邻点之间连线的组合，为此需要将点进行如图3中T栏般排序、组合。
绘制频率格纸横坐标步骤如下：）从T3开始，向下如图3中T栏（1
在U3处所示填入拟画的横坐标刻度值。输入“=NORMSINV（T3%）”，同样方法求出U4至U30的数值。若以P（%）为0.1时为横坐标原点，则在V3中输入“=-$U$3+U3”，然后向下拖至V30。
（2）xpmin取0，xpmax取三次适线中xp
图2适配线计算
图3频率格纸纵线绘制
图4“选择数据源”对话框
图5频率曲线适配结果
科技推广与应用
无线RS232数据采集系统的开发与应用
孙晶晶
一个典型的数据采集系统由检测RS232通讯接口、RS232通讯总线、仪、
RS485-RS232转换器、上位计算机等组成、数据采集仪通过RS232总线向上位机传送数据。本项目研究的是将RS232总线转换为无线传输模式，即实现无线RS232数据采集系统。在很多控制系统中一涉及到传统的采集必然要投入大量的人力和物力进行布线。无线RS232数据采集系统具有低功耗、高可靠性、多信道、高抗干扰能力和低误码率等优点，可实现点到点或点到多点得数据通讯，节约了人力物力。
一、研究开发方案及技术路线1.硬件连接
对一个具有RS232接口的检测仪器，如果用TX表示设备端口上数据发送（数据离开功能块）的端子，用及年降雨资料中的最大值1259.488。
（3）y值可取比xpmax略大的值，不妨取1400。
（4）在Excel内任意空白处插入带直线的点散图。
（5）在空白点散图上右击，选择“选择数据源”，弹出“选择数据源”对话框，见图4。点击“添加”按钮，弹出“编辑数据系列”对话框，在X轴系列值（X）填入“=数据的计算!$T$3∶$T$30”，在Y轴系列值（Y）填入“=数据的计算!$Y$3∶$Y$30”（“数为Excel左下角重命名后据的计算”
的名字，并不固定），然后点击确定，将会返回至“选择数据源”对话框，继续点击确定。这样便顺利绘制了频率格纸的纵线。
（6）删除原来的横坐标刻度。（7）选择刚画好的纵线，右击，选
RX表示设备端口上数据接收（数据进入功能块）的端子，则设备A与设备B之间可通过RS232串口总线连接起来。
如果将串口连线也看成一个两端口的设备并把这两个端口的端子做标注，则两个设备通过方框内的连线进行串口通讯的连接如图1所示。
如果用无线数传模块替代串口连接线，则设备A与设备B之间的通信连接如图2所示。
对比图1与图2可以看出如果将两个无线模块组成的无线信道也看成是一个两端口的设备，则对设备A与串口通讯时有线连接与设备B而言，
无线连接的端子对应关系是一样的。
2.无线与有线连接的区别用无线信道替代有线连接后的通择“添加数据标签”，出现数据标签后，可选择只出现x值。然后修改标签内容，移动标签位置，删除多余的标签，便完成了横坐标的标注。
（8）此时的频率格纸中若还有数据点显示，便可将其设置为不显示，这样频率格纸便正式完成。
四、数据点及适配线的绘入首先要计算适配线相应频率对应的横坐标位置，其计算过程类似于频率格纸绘制过程中V栏x值的计算过程，将结果填入图2中M栏。然后可以将原始年降雨量资料和适配线资料绘制到图表中，其过程与频率格纸的绘制过程类似。其中需要注意的事项为：原始年降雨量绘制结果应该是孤立点的集合，适配线绘制结果应该是光滑曲线。
在以上工作都完成后，便可添加
信程序与有线连接下的通信程序的编制基本相同，不同点只有如下三点。在注意以下三点的基础上使用无线数传模块时我们可以把两个无线模块组成的系统视为一段连线。
①有线连接的通讯程序中串口帧格式、串口速率可任意设置。连接线本身对上述两个参数无任何限制。
数传模块的串口帧格式、串口速率为一固定值，串口帧格式可设置成（1，8，1）或（1，9，1）。串口速率为固定的如F49P的速率是9600bit/s、D21DM模块的速率是1200bit/s。使用无线模块的通信程序在这两个参数上应与模块一致。
②如果是设备A发出数据，设备B接收数据。有线连接时发端发出数据的时刻与收端收到数据的时刻无时间间隔（间隔时间很小，可忽略不计）。横坐标轴与纵坐标轴的单位标签。若图例项中不需要的内容，可将其删去。最终结果见图5。
认真观察3条适配线的拟合情况，可选择最匹配的适线为最终结果。若在实际工作中对拟合结果不满意，可重新进行适配，直到结果满意为止。
五、结语
Excel具有强大的计算及处理能力，针对PⅢ型频率曲线可通过简单的设置进行计算和绘制。利用Excel进行计算，不但准确、可靠，在修改部分数据时，后面的结果也会发生相应的改变，使得计算及修改更加的便捷。在频率曲线绘制后，还可根据自己要求对图形进行美化等操作处理■
（作者单位：河海大学水利水电学院[1**********]0）
江苏省沭阳县水务局
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利用Excel绘制PⅢ型频率曲线
郭天翔
在进行水文频率等相关工作的来洪等计算中，常常需要绘制降雨、水文资料的频率曲线。频率曲线一般绘制在频率格纸上，但由于频率曲线的计算工作量大且频率格纸难以绘制，给工作人员带来了诸多不便。Excel具有强大的数据处理和分析能力，通过简单调整和设置，可以解决实际工作中遇到的一些问题。基于此，本文介绍利用Excel绘制PⅢ型频率曲线的方法。
一、计算经验频率曲线的统计参数下面介绍如何利用Excel方便、良好接地。
四、西潮河闸防雷方案
西潮河闸位于射阳县黄沙港镇境内，年雷暴日为46天，属多雷区，加之地处水陆交界处，建筑物及其内部设备极易遭受雷击。所以本着“安全、可靠、先进、经济、适用”的原则，根据国家有关防雷技术规范的要求，结合工程实际情况，西潮河闸采取了如下防雷方案：
1.直接雷防护
利用办公楼、启闭机房屋顶的避雷带和四周墙面内的柱钢筋作为引下线，与梁钢筋相互焊接，组成一个完整的接地系统，把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样，整座水闸、办公楼就形成了一个理想的“法拉第笼”屏蔽网，不但能使雷电流有良好的散流途径，均压分流，而且整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。
为改善接地效果，在办公楼背面
快捷的计算统计参数。已知某雨量观总体分测站有24年的实测降雨资料，布曲线定为皮尔逊Ⅲ型。具体计算统计参数的步骤如下：
（1）按照图1所示，将年份、年降雨量x(mm)、序号等项目依次输入表格，并按照表格内容多少对表格宽度进行相应的调整。
（2）在做好表头后，首先将A、B栏已知年份及其相应的年降雨量输入计算表格内，然后在D栏对B栏降雨资料进行由大到小的排序，之后在C
刘红
可将D栏进行颜色标识。
（3）计算平均年降雨量在D栏排序数据下方D27处输入“=AVERAGE（D3∶D26）”，回车，即得（4）计算模比系数Ki。模比系数Ki的计算公式为Ki=
xi
。在E3处输入軃x
“=D3/$D$27”，回车。其余数据的计算，可当出现十字标识将光标放至E3右下角，后，可向下拖至需要计算数据行。
2
（5）计算“Ki-1和（Ki-1）”。在F3处
，回车；在G3处输入输入“=E3-1”
2”，回车。然后分别将光标移至F3栏将1～24的序号填入。为区分方便，“=F3^及西潮河闸南北端各增设一组接地体，并与现有接地连成一体，以形成共用接地装置，其接地电阻不大于1.0Ω。
2.感应雷与雷电侵入波防护在直击雷防护措施完善合格的前提下，对雷电入侵的可能通道进行必要的防护。
（1）在综合布线时避免将线缆靠近避雷带或引下线布设，因为避雷带及其引下线有雷电流通过时会在周围的邻近导体上产生较强的感应电动势，从而对线路上的设备造成损并害。进出户线路采用埋地缆进入，用金属导管屏蔽，屏蔽金属管在进入建筑物或机房前重复接地，铠装电缆两端金属外皮接地，其冲击接地电阻均小于30Ω。
（2）电源系统的防护
①在总配电房配电柜安装一只电源防雷箱，作为电源一级防护，使大部分雷电能量在该级得到初步释放。②
在办公楼配电箱及闸控室两配电盘分别安装一只电源防雷箱，作为电源二级防护，以降低电源线的雷电波残压，防止其进一步危害设备。③在各视频监控线路分别安装一只防雷器，各电脑采用电源防雷防雷专用插座，以进一步降低雷电能量，保护设备。
五、结语
雷电防护不是简单的避雷设施的安难度大的系统性工装，而是一项要求高、程。除了要依据系统防雷的科学理论采取相应的防护措施，进行有针对性的防护外，还应委托有资质的专业防雷检测机构定期检测防雷设施，设立防范雷电灾害责任人，对新增建筑和新增设备的防雷系统应进行重新设计和建设。这样，当雷电袭击时，才能保障建筑物及其内部人员、设备等安全，确保水利工程的正常运行和管理■
（作者单位：江苏省盐城市西潮河闸管理所224300）
（专栏编辑：周权）
科技推广与应用
和G3的右下角，当出现十字标识后，向下拖动至需要计算数据行。
（6）计算频率P。频率计算公式为mP=。在本例中，m为C栏序号数，n为24。在H3处输入“=C3/25*100”，回
车。然后将光标移至H3右下角，当出现十字标识后，向下拖动至需要计算数据行。
（7）计算Cv。在F28处输入“=SUM（G3∶G26）”得Σ（Ki-1），在
i=1n
2
任意一空白处输入“=（G28/23）^0.5”，得Cv=0.263，可取Cv=0.3。
二、适配线计算
已知Cv为0.3，现假定Cs=2Cv、Cs=2.5Cv、Cs=3Cv三种情况，相应年降雨量频率P（%）如图2中K栏所示。在“皮尔逊Ⅲ型频率曲线的横比系数Kp值表”中，查得不同Cv和Cs下的Kp值，分别填入N、P、R栏内。然后用已求得的Kp值乘以得xp，分别填入O、Q、S栏。
三、绘制频率格纸
当资料数据处理完后，就需要绘制
图1某雨量站降雨频率计算过程频率曲线了。在此之前要先绘制频率格纸。频率格纸的横坐标是按照标准正态频率曲线拉成一条直线的原理计算出来的，中间较密，两端较稀；纵坐标仍是普绘制频率格纸的关键是绘通分格。因此，
制频率格纸的横坐标。本文利用NORMSINV函数将不同频率转化为相应的横坐标值。
本文拟用Excel图表中的散点图来确定频率P（%）为0.1、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、95、99的纵线位置。因为散点图是相邻点之间连线的组合，为此需要将点进行如图3中T栏般排序、组合。
绘制频率格纸横坐标步骤如下：）从T3开始，向下如图3中T栏（1
在U3处所示填入拟画的横坐标刻度值。输入“=NORMSINV（T3%）”，同样方法求出U4至U30的数值。若以P（%）为0.1时为横坐标原点，则在V3中输入“=-$U$3+U3”，然后向下拖至V30。
（2）xpmin取0，xpmax取三次适线中xp
图2适配线计算
图3频率格纸纵线绘制
图4“选择数据源”对话框
图5频率曲线适配结果
科技推广与应用
无线RS232数据采集系统的开发与应用
孙晶晶
一个典型的数据采集系统由检测RS232通讯接口、RS232通讯总线、仪、
RS485-RS232转换器、上位计算机等组成、数据采集仪通过RS232总线向上位机传送数据。本项目研究的是将RS232总线转换为无线传输模式，即实现无线RS232数据采集系统。在很多控制系统中一涉及到传统的采集必然要投入大量的人力和物力进行布线。无线RS232数据采集系统具有低功耗、高可靠性、多信道、高抗干扰能力和低误码率等优点，可实现点到点或点到多点得数据通讯，节约了人力物力。
一、研究开发方案及技术路线1.硬件连接
对一个具有RS232接口的检测仪器，如果用TX表示设备端口上数据发送（数据离开功能块）的端子，用及年降雨资料中的最大值1259.488。
（3）y值可取比xpmax略大的值，不妨取1400。
（4）在Excel内任意空白处插入带直线的点散图。
（5）在空白点散图上右击，选择“选择数据源”，弹出“选择数据源”对话框，见图4。点击“添加”按钮，弹出“编辑数据系列”对话框，在X轴系列值（X）填入“=数据的计算!$T$3∶$T$30”，在Y轴系列值（Y）填入“=数据的计算!$Y$3∶$Y$30”（“数为Excel左下角重命名后据的计算”
的名字，并不固定），然后点击确定，将会返回至“选择数据源”对话框，继续点击确定。这样便顺利绘制了频率格纸的纵线。
（6）删除原来的横坐标刻度。（7）选择刚画好的纵线，右击，选
RX表示设备端口上数据接收（数据进入功能块）的端子，则设备A与设备B之间可通过RS232串口总线连接起来。
如果将串口连线也看成一个两端口的设备并把这两个端口的端子做标注，则两个设备通过方框内的连线进行串口通讯的连接如图1所示。
如果用无线数传模块替代串口连接线，则设备A与设备B之间的通信连接如图2所示。
对比图1与图2可以看出如果将两个无线模块组成的无线信道也看成是一个两端口的设备，则对设备A与串口通讯时有线连接与设备B而言，
无线连接的端子对应关系是一样的。
2.无线与有线连接的区别用无线信道替代有线连接后的通择“添加数据标签”，出现数据标签后，可选择只出现x值。然后修改标签内容，移动标签位置，删除多余的标签，便完成了横坐标的标注。
（8）此时的频率格纸中若还有数据点显示，便可将其设置为不显示，这样频率格纸便正式完成。
四、数据点及适配线的绘入首先要计算适配线相应频率对应的横坐标位置，其计算过程类似于频率格纸绘制过程中V栏x值的计算过程，将结果填入图2中M栏。然后可以将原始年降雨量资料和适配线资料绘制到图表中，其过程与频率格纸的绘制过程类似。其中需要注意的事项为：原始年降雨量绘制结果应该是孤立点的集合，适配线绘制结果应该是光滑曲线。
在以上工作都完成后，便可添加
信程序与有线连接下的通信程序的编制基本相同，不同点只有如下三点。在注意以下三点的基础上使用无线数传模块时我们可以把两个无线模块组成的系统视为一段连线。
①有线连接的通讯程序中串口帧格式、串口速率可任意设置。连接线本身对上述两个参数无任何限制。
数传模块的串口帧格式、串口速率为一固定值，串口帧格式可设置成（1，8，1）或（1，9，1）。串口速率为固定的如F49P的速率是9600bit/s、D21DM模块的速率是1200bit/s。使用无线模块的通信程序在这两个参数上应与模块一致。
②如果是设备A发出数据，设备B接收数据。有线连接时发端发出数据的时刻与收端收到数据的时刻无时间间隔（间隔时间很小，可忽略不计）。横坐标轴与纵坐标轴的单位标签。若图例项中不需要的内容，可将其删去。最终结果见图5。
认真观察3条适配线的拟合情况，可选择最匹配的适线为最终结果。若在实际工作中对拟合结果不满意，可重新进行适配，直到结果满意为止。
五、结语
Excel具有强大的计算及处理能力，针对PⅢ型频率曲线可通过简单的设置进行计算和绘制。利用Excel进行计算，不但准确、可靠，在修改部分数据时，后面的结果也会发生相应的改变，使得计算及修改更加的便捷。在频率曲线绘制后，还可根据自己要求对图形进行美化等操作处理■
（作者单位：河海大学水利水电学院[1**********]0）
江苏省沭阳县水务局