混凝土重力壩溫度監測系統由監測傳感器、監測站及采集服務器等組成,采用分布式結構。采集服務器接收來自監測站的數據,采集服務器的作用是對各個監測站進行管理和控制、接受采集的信息、評估安全狀況。 葛南實業

方案介紹

      混凝土重力壩溫度監測系統
1 概述

      大壩的投資大、效益高、在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用,與人民的生活也息息相關。一個龐大的水庫,一旦失事,造成人民生命財產的損失是巨大的。所以大壩的安全顯得尤為重要。及時準確掌握大體積混凝土重力壩溫度變化是溫控防裂工作的基礎,也是溫控防裂工作的一部分。傳統的方法已經無法滿足及時準確地要求,需要用更精準的技術監測混凝土重力壩的壩體溫度。

2混凝土重力壩溫度監測系統

       混凝土重力壩溫度監測系統由監測傳感器、監測站及采集服務器等組成,采用分布式結構。采集服務器接收來自監測站的數據,采集服務器的作用是對各個監測站進行管理和控制、接受采集的信息、評估安全狀況。

     監測站由多臺MCU-32型分布式模塊化自動測量單元組成,測量單元的組成由:振弦測量模塊GDA1102、模塊有16個通道,可接入8支振弦傳感器和8支溫度計;通信模塊(GPRS);數據采集系統軟件V1.6,RT-1型溫度計等。

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3監測內容

3.1壩體溫度

      壩體的溫度分布對分析壩體應力、變形等有重要意義。在壩體內埋設傳感器,以監測運行中的溫度。

3.2 RT-1電阻溫度計

      RT-1型電阻溫度計適用于長期埋設在水工結構物或其它巖土工程結構物內或表面,測量結構物內部或表面的溫度。用MCU-32型分步式摸塊化自動測量單元測量,讀數直接顯示為攝氏溫度值。電阻溫度計不銹鋼結構,8×60mm的小巧體積,堅固耐用,直接埋設在混凝土中不需要任何保護。

3結構及工作原理 

3.1結構 

     RT-1型電阻溫度計由感溫元件、不銹鋼護管、觀測電纜等部件組成。 

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3.2工作原理 

     RT-1型電阻溫度計其內部有精密電阻感溫元件,可直接測出埋設點的電阻值隨溫度的變化量,通過觀測電纜傳輸至采集裝置,經處理顯示出實時測量的攝氏溫度值。 

4 自動化測量系統

4.1MCU-32型分布式模塊化自動化測量單元

      MCU-32型分布式摸塊化自動測量單元適用于單臺或多臺組網自動采集各類傳感器的測量數據,能適應工程現場氣候環境下正常工作,并具有防水、防雷、抗干擾等能力。自動測量單元有分布式網絡化測量、自動間隔測量、單次測量、連續測量、定時測量、定次測量、測量數據存貯、計算機通訊、越限報警、測量數據管理、測量圖表輸出、附設人工比測等功能。

     MCU-32具有靈活的采集數據處理方式,可以工作在自報方式、召測方式、單機存貯方式等多種方式的組合,內置4M字節存貯器可以存貯傳感器滿接時單點7000次采集數據。

4.2主控器

      主控器用于MCU-32各功能現場控制,主控器與各測量模塊之間以內部485總線聯系。內嵌有2400×1600的高清點陣液晶顯示器,漢字顯示采集信息、狀態信息以及設置菜單,即便沒有說明書也可以通過液晶屏的提示菜單來設定每個模塊的各項參數,以及查看測量結果,并方便調試安裝。自動打開的背光使得在夜間或光線較暗的房間仍可以正常操作。

      每臺MCU-32有四個測量模塊槽,用戶可根據傳感器類型任意定制模塊組合,模塊不需要進行任何設置,即插即用,系統自動識別模塊類型及插座地址。四個模塊任意拆卸、組合,由上到下依次為模塊四到模塊一。

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4.3主要技術指標 

    a) 外形尺寸:400×300×185 mm

    b) 工作電源:220V交流電或16.5V太陽能供電

    c) 整機功耗:測量<500mA(與內置模塊類型有關),待機<5mA(省電模式)

    d) 顯示屏:2400×1600高點陣LCD

    e) 傳輸距離:約1000米(485傳輸),其它傳輸方式由外置傳輸設備決定

    f) 波特率:9600bps(RS485)或1200bps(無線數傳電臺),波特率可調

    g) 工作溫濕度:溫度-30°C ~+70°C,相對濕度90%

    h) 存貯數據:約7000×32條

    i) 數據保持時間:>10年

    j) 接入傳感器:32支/臺

    k) 組網數量:64臺

    l) 整機設計壽命:>10年

      每臺MCU-32為摸塊化組合,由四個任意組合的測量摸塊﹑主控與通訊模塊,電源模塊,接線端口組成。開放式結構,摸塊化組合,每臺MCU-32型可插入4塊采集模塊。模塊類型有GDA1102振弦式模塊、GDA1103電阻式模塊、GDA1701水位模塊、GDA1104電壓模塊、GDA1105智能測量模塊等。MCU-32有多種數據傳輸方式:RS485傳輸、TCP/IP網絡傳輸、無線數傳電臺傳輸、光纜傳輸、電話網絡傳輸、公共移動網傳輸(GPRS/CDMA)等。

5 測量模塊

5.1 GDA1102振弦測量模塊

      GDA1102型振弦式數據測量模塊適用于自動采集振弦式傳感器信號,其測量精度高、功能齊全、抗干擾能力強、適應長期運行,同時可設定各類振弦式傳感器的溫度電阻基值并采集。模塊有金屬外殼,可有效防護電磁干擾。模塊上有12個工作狀態指示燈,同時顯示電源、測量、收信、發信、各通路的工作狀態。模塊與主板為即插即拔式設計,系統自動識別模塊類型及插座地址。

      GDA1102H型數據采集模塊有通道擴展切換功能,可將8路頻率測量通道擴展至16路。

6通信

       監測系統所采用的通信方式有有線和無線兩大類,其中有線方式有現場總線(RS485)、光纖,無線方式有無線短波(數傳電臺、無線網橋)與移動GPRS通信等。現場的MCU配備GPRS通信模塊與上位機之間通過無線方式傳遞數據,結構優點是設備在現場布置靈活,施工周期短。
6.1 GPRS無線通信

        GPRS通信網絡的優點是支持GPRS終端設備永久在線,因此典型的GPRS DTU在設計上都支持永久在線功能,這就要求DTU包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線(當長時間沒有數據通信時,移動網關將斷開DTU與監測站的連接,心跳包就是DTU與數據中心在連接被斷開之前發送一個小數據包,以保持連接不被斷開)、支持斷線自動重連、自動重撥號等特點。同時GPRS通信可實現遠距離實時監測,減少施工成本及日后維護的工作量。

7數據采集系統軟件

      V1.6采集軟件,采集方式多樣化,包括可指定時采集:定采集時間、采集間隔、采集次數的定時采集,可被動接收設備自動上報的數據,可選點測量或多點巡測等。實時采集:用戶可隨時指定MCU進行數據采集、采集次數、保存至數據庫。離線采集:定離線采集時間間隔、開始采集時間、采集次數,而后采集軟件讀取MCU存儲的數據,數據顯示直觀化,對各種傳感器采集到的數據按各自原理公式算出物理量,按測點、時間排序顯示采集到的數據,將采集到的數據及時繪制成便于觀察的數據圖線。越限數據報警,當采集到的數據計算出的物理量超過設置的報警值時會采用多種報警方法提示觀測人員,包括文字閃爍、播放報警音和手機短信通知等。

數據。

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        能管理眾多的串口、協議和路由,勝任復雜的分布式測量通信系統的數據采集、傳輸和管理,并具有充分的可拓展性。可將若干個工程的安全監測信息集中在一起,這些工程既可具有一定程度的地域性,也可相隔在全不同的區域。

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      可定制的表格包括監測結果的年、季、月、旬、周、日等各種周期報表,表格風格隨意多樣,能適應任意復雜的格式,表格中數據的定義豐富齊全,包括普通測值、條件測值和各種特征值在內的幾乎所有的報表需要的數據都能輕松獲得。龐雜繁多的系統資源構成信息和監測數據可以方便地備份和恢復,既能保障系統的可靠與安全,又使系統的建立、維護和擴充更加方便。

  1) 系統具備巡測和選測功能;

  2) 系統操作功能,在監測管理站的采集計算機工作站上實現監測、操作、輸入/輸出、顯示打印、報告現在測值狀態、調用歷史數據;修改系統配置、進行系統測試和系統維護。

  3) 系統具備數據通信包括數據采集裝置與監測管理站采集計算機之間的雙向數據通信。

  4)  除自動采集數據外,該系統還具有人工輸入數據功能,能方便的輸入為實施自動化監測的測點或因系統故障而用人工補測的數據。

  5) 具有24小時不間斷運行的在線監測功能。

  6) 工程安全監測所涉及到各種儀器過程圖線,采集軟件可繪制儀器采集數據的過程曲線圖,每次繪圖時調用可自動生成與該設置風格完全一致的圖表。軟件附加了導出Excel電子表格,方便用戶出具報表和繪制適應于貴公司的過程線圖。

 7) 能管理眾多的串口、協議和路由,勝任復雜的分布式測量通信系統的數據采集、傳輸和管理,并具有充分的可拓展性。可將若干個工程的安全監測信息集中在一起,這些工程既可具有一定程度的地域性,也可相隔在全不同的區域。

可定制的表格包括監測結果的年、季、月、旬、周、日等各種周期報表,通過提供的固定算法和用戶自定義算法,能實現各種不同的監測成果計算。

8 數據管理手機客戶端

     數據管理手機客戶端軟件是依托微信公眾號平臺開發,Android、iOS、Windows系統的智能手機均可運行。軟件主要功能有:實時數據查詢、歷史數據查詢、歷史曲線瀏覽、測點分布查詢、傳感器資料查詢、實時同步報警等功能,手機客戶端軟件操作簡單、實時查詢、安全快捷。

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操作步驟:

  1) 進入微信-通訊錄-新朋友-搜索“葛南實業”,點擊“關注”;

  2) 進入葛南實業微信公眾號-“我的工程”,填寫“工程名”和“邀請碼”綁定。

主要功能:

  1) 實時數據:每只傳感器最新的測量數據;

  2) 歷史數據:選擇-儀器類型、設計編號、時間,查詢測量值;

  3) 歷史曲線:選擇-儀器類型、設計編號、時間,查詢過程線;

  4) 測點分布:在工程圖上,點擊傳感器安裝部位,查詢“歷史數據”“歷史曲線”“測點資料”。

  5) 傳感器資料:查詢傳感器的設計編號、想箱號、點號、模塊類型、儀器名稱。


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