專利名稱：：壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)水壩壩體基礎(chǔ)斷層變形情況的儀器，即壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有技術(shù)中，按照《混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》-DL/T5178-2003規(guī)定，I級(jí)建筑物壩基應(yīng)該具有傾斜和位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。為了監(jiān)視壩段大斷層運(yùn)行狀態(tài)，通常安裝一定長(zhǎng)度的水管傾斜儀，需人工定時(shí)定期巡視檢查，觀測(cè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，并且不能及時(shí)、準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，無法保證大壩安全穩(wěn)定運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述不足而提供一種保證大壩安全運(yùn)行，對(duì)壩基傾斜實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是利用連通管原理，在壩體上設(shè)置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，連通管隨大壩產(chǎn)生變形時(shí)兩端水管液面便相對(duì)于儀器產(chǎn)生位移，利用位移傳感器測(cè)量此位移值。設(shè)儀器第一次讀數(shù)為al、bl，第二次讀數(shù)為a2、b2，則兩次位移h為h=(a2-b2)-(al-bl)，即可知道壩體位移數(shù)據(jù)。壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置和信息管理系統(tǒng)，所述的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置包括至少兩個(gè)固定在壩體上的間隔測(cè)點(diǎn)(按照壩體部位可以設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn))，每個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)有裝液體的測(cè)點(diǎn)箱，兩測(cè)點(diǎn)箱液位下之間通過連通水管連接，兩測(cè)點(diǎn)箱液位上之間通過壓力平衡管連接，每個(gè)測(cè)點(diǎn)箱內(nèi)設(shè)有位移傳感器。所述的控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)器和下位機(jī)；上位機(jī)由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等組成自動(dòng)化局域網(wǎng)；下位機(jī)包括主站、至少一個(gè)分站和連接位移傳感器；主站由電源模塊(CPS21100)、CPU模塊(CUP111303)、以太網(wǎng)(N0E77100，100Mbps)模塊、N0M模塊(140N0M21100施耐德18+網(wǎng)絡(luò)適配器)組成，分站由電源通訊模塊(CRA21120)、ACI模擬量輸入模塊(ACI04000)、底板組成。當(dāng)壩基受外界荷載因素變化影響發(fā)生變形時(shí)，測(cè)點(diǎn)箱內(nèi)液位發(fā)生變化，磁致伸縮儀測(cè)出液位變化，在上位機(jī)上將實(shí)時(shí)顯示磁致伸縮儀的測(cè)值，兩測(cè)值之差即為壩基傾斜位移量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、將PLC系統(tǒng)和微脈沖位移傳感器應(yīng)用到壩工傾斜監(jiān)測(cè)，對(duì)壩基變形的影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集壩段基礎(chǔ)傾斜量、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、按要求的時(shí)間間隔自動(dòng)保存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、隨時(shí)查看歷史數(shù)據(jù)、自動(dòng)計(jì)算和顯示數(shù)據(jù)過程線等功能。2、系統(tǒng)具有便于維護(hù)、易于擴(kuò)充和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，基礎(chǔ)傾斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)律性好，系統(tǒng)達(dá)到了大壩監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化要求。傾斜自動(dòng)監(jiān)測(cè)精度高，系統(tǒng)可以在大壩基礎(chǔ)變形小、環(huán)境潮濕等惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，有一定的先進(jìn)性，值得推廣應(yīng)用。下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1是壩段測(cè)點(diǎn)裝置布置示意結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖。具體實(shí)施方式參見圖l，壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置和信息管理系統(tǒng)，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置包括至少兩個(gè)固定在壩體上的間隔測(cè)點(diǎn)1、2，每個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)有裝液體的測(cè)點(diǎn)箱3、4，兩測(cè)點(diǎn)箱3、4液位下之間通過連通水管5連接，兩測(cè)點(diǎn)箱3、4液位上之間通過壓力平衡管6連接，每個(gè)測(cè)點(diǎn)箱3、4內(nèi)設(shè)有位移傳感器7，選為德國(guó)巴魯夫微脈沖位移傳感器，該傳感器在基礎(chǔ)廊道陰冷潮濕惡劣環(huán)境中，能夠連續(xù)、準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行未發(fā)生任何故障。微脈沖位移傳感器支架要求使用防磁材料，測(cè)點(diǎn)箱使用2mm不銹鋼制作。測(cè)點(diǎn)1、2基座采用砼基座或通過連接件與壩體固定連接。參見圖2，控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)器和下位機(jī)；上位機(jī)由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等組成自動(dòng)化局域網(wǎng)；下位機(jī)包括主站、至少一個(gè)分站(對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)設(shè)立)和連接位移傳感器。主站由電源模塊、CPU模塊、以太網(wǎng)(100Mbps)模塊、N0M模塊組成；分站由電源通訊模塊、ACI模擬量輸入模塊、底板組成。數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)使用研華工控機(jī)，計(jì)算機(jī)上安裝INT0UCH7.1工業(yè)軟件，主要是用于數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)控等。數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)使用普通PC機(jī)，計(jì)算機(jī)上安裝Conc印t2.2軟件，主要用于數(shù)據(jù)管理和下位機(jī)程序編寫、傳輸、調(diào)試。數(shù)據(jù)服務(wù)器采用DELL2500型服務(wù)器，為了保證數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)硬盤做RAID1，兩塊硬盤互相備份。服務(wù)器上安裝了WIN2000SERVER和SQLSERVER2000，主要用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理等。軟件編寫包括上位機(jī)和下位機(jī)軟件。其中上位機(jī)軟件采用INT0UCH7.1編寫，主要包括界面編寫、系統(tǒng)設(shè)置編寫、標(biāo)記名編寫、存儲(chǔ)編寫等。下位機(jī)軟件采用Conc印t2.2編寫，編寫后通過網(wǎng)絡(luò)下載到下位機(jī)主站PLC模塊上。在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)上建立基礎(chǔ)傾斜安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化表，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)見表1。表1字段名稱IDjdatejtimebjabjbbjh類型IntCharChardecimaldecimaldecimal字段名稱bja26bjb26bjh26bja28bjb28bjh28類型decimaldecimaldecimaldecimaldecimaldecimal測(cè)點(diǎn)布置本例中49#壩段基礎(chǔ)傾斜自動(dòng)化安裝在基礎(chǔ)橫廊內(nèi)，共兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。為了能與原系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析或者是在自動(dòng)化出現(xiàn)故障時(shí)，人工項(xiàng)目仍然能繼續(xù)測(cè)量，人工項(xiàng)目仍然要保留。新測(cè)點(diǎn)分別布置在兩個(gè)舊點(diǎn)內(nèi)側(cè)，兩點(diǎn)間距離為60米。26#、28#壩段基礎(chǔ)傾斜自動(dòng)化安裝在空腔內(nèi)，每個(gè)壩段2個(gè)測(cè)點(diǎn)，系統(tǒng)安裝高程為230.75米。49#壩段基礎(chǔ)傾斜自動(dòng)化測(cè)點(diǎn)基座采用鋼筋混凝土澆筑，混凝土為C25，插筋使用直徑32螺紋鋼，插筋深入基礎(chǔ)下1.5米。26#、28#壩段儀器測(cè)點(diǎn)箱通過連接件直接固定在壩體上。線纜敷設(shè)每支儀器至分站箱采用4芯屏蔽水工電纜，電纜掛在事先敷設(shè)好的鋼絞線上。儀器通過螺紋與儀器座連接，儀器電纜通過密封接線盒與傳輸電纜連接。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理由服務(wù)器、工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集控制采用具有抗惡劣環(huán)境、可靠性及高的工業(yè)用Modicon昆騰140系列可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)。統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采集單元平均無故障工作時(shí)間MTBF>6300h，滿足大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)規(guī)范。設(shè)有實(shí)時(shí)顯示界面。當(dāng)壩基受外界荷載因素變化影響發(fā)生變形時(shí)，測(cè)點(diǎn)箱內(nèi)液位發(fā)生變化，磁致伸縮儀測(cè)出液位變化，在上位機(jī)上將實(shí)時(shí)顯示磁致伸縮儀的測(cè)值，兩測(cè)值之差即為壩基傾斜位移量。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)舉例對(duì)49#壩段基礎(chǔ)傾斜數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，1分鐘內(nèi)連續(xù)觀測(cè)20個(gè)測(cè)值如下表所示，上游測(cè)點(diǎn)最大變幅0.013mm，下游點(diǎn)測(cè)值最大變幅0.006mm。上游點(diǎn)測(cè)值中誤差為0.004mm，下游點(diǎn)測(cè)值中誤差為0.003mm，壩基傾斜量中誤差為0.006mm。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無異常變化，穩(wěn)定性好。49#壩段基礎(chǔ)傾斜1分鐘連續(xù)監(jiān)測(cè)測(cè)值統(tǒng)計(jì)表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>0024]<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在庫(kù)水位變化不大情況下，考察24小時(shí)49#壩段傾斜測(cè)值變化，測(cè)值如下表所示，上游點(diǎn)測(cè)值最大變幅0.007mm，下游點(diǎn)測(cè)值最大變幅0.013mm。上游點(diǎn)測(cè)值中誤差為0.003mm，下游點(diǎn)測(cè)值中誤差為0.004mm，壩基傾斜量中誤差為0.005mm，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好。49#壩段基礎(chǔ)傾斜24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)測(cè)值統(tǒng)計(jì)表[0027]2:003:004:005:007:008:009:0010:0012:00上游點(diǎn)測(cè)值(mm)22.86386385685686386386386386386386386322.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.^下游點(diǎn)測(cè)值(mm)21.4521.4521.456212121212121212121456456456463463456456456456傾斜量(mm)-1.413-1.413-l.4-l.4-l.4061.406-l.4-l.4-l.406-l.406-1.406一l.4061314151617181920212223:0〔0:000000000000000000上游點(diǎn)時(shí)值(mm)22.8638638638638568568638638638638638632222222222222222222222下游點(diǎn)測(cè)值(mm)21.46321.46321.4521.4521.46321.46321.45621.45621.45621.45621.45621.456傾斜量(mm)-l.4-l.4-1.413-1.413-1.3941.394-1.406-1.406-1.406-1.406-1.406—1.40權(quán)利要求一種壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置和信息管理系統(tǒng)，所述的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置包括至少兩個(gè)固定在壩體上的間隔測(cè)點(diǎn)(1、2)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)(1、2)設(shè)有裝液體的測(cè)點(diǎn)箱(3、4)，兩測(cè)點(diǎn)箱(3、4)液位下之間通過連通水管(5)連接，兩測(cè)點(diǎn)箱(3、4)液位上之間通過壓力平衡管(6)連接，每個(gè)測(cè)點(diǎn)箱(3、4)內(nèi)設(shè)有位移傳感器(7)。2.按照權(quán)利要求1所述的壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)器和下位機(jī)；上位機(jī)由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等組成自動(dòng)化局域網(wǎng)包括主站、至少一個(gè)分站和連接位移傳感器；主站由電源模塊、CPU模塊、以太網(wǎng)100Mbps模塊、N0M模塊組成，分站由電源通訊模塊、ACI模擬量輸入模塊、底板組成。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)水壩壩體基礎(chǔ)斷層變形情況的儀器，即壩基傾斜自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。包括自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置，即至少包括兩個(gè)固定在壩體上的間隔測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)有裝液體的測(cè)點(diǎn)箱，兩測(cè)點(diǎn)箱液位下之間通過連通水管連接，兩測(cè)點(diǎn)箱液位上之間通過壓力平衡管連接，每個(gè)測(cè)點(diǎn)箱內(nèi)設(shè)有位移傳感器。當(dāng)壩基受外界荷載因素變化影響發(fā)生變形時(shí)，測(cè)點(diǎn)箱內(nèi)液位發(fā)生變化，磁致伸縮儀測(cè)出液位變化，在上位機(jī)上將實(shí)時(shí)顯示磁致伸縮儀的測(cè)值，兩測(cè)值之差即為壩基傾斜位移量。對(duì)壩基變形的影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集壩段基礎(chǔ)傾斜量、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、按要求的時(shí)間間隔自動(dòng)保存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、隨時(shí)查看歷史數(shù)據(jù)、自動(dòng)計(jì)算和顯示數(shù)據(jù)過程線等功能。文檔編號(hào)G05B19/048GK201522257SQ20092030642公開日2010年7月7日申請(qǐng)日期2009年7月18日優(yōu)先權(quán)日2009年7月18日發(fā)明者薛捍軍,隋明日,顏景楓申請(qǐng)人:云峰發(fā)電廠