專利名稱：：壩基傾斜自動化監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種監(jiān)測水壩壩體基礎(chǔ)斷層變形情況的儀器，即壩基傾斜自動化監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有技術(shù)中，按照《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》-DL/T5178-2003規(guī)定，I級建筑物壩基應(yīng)該具有傾斜和位移監(jiān)測項目。為了監(jiān)視壩段大斷層運行狀態(tài)，通常安裝一定長度的水管傾斜儀，需人工定時定期巡視檢查，觀測人員勞動強度大，并且不能及時、準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，無法保證大壩安全穩(wěn)定運行。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述不足而提供一種保證大壩安全運行，對壩基傾斜實時自動化監(jiān)測的壩基傾斜自動化監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)解決方案是利用連通管原理，在壩體上設(shè)置兩個測點，連通管隨大壩產(chǎn)生變形時兩端水管液面便相對于儀器產(chǎn)生位移，利用位移傳感器測量此位移值。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)。壩基傾斜自動化監(jiān)測系統(tǒng)包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置和信息管理系統(tǒng)，所述的自動化數(shù)據(jù)采集裝置包括至少兩個固定在壩體上的間隔測點(按照壩體部位可以設(shè)置多個監(jiān)測點)，每個測點設(shè)有裝液體的測點箱，兩測點箱液位下之間通過連通水管連接，兩測點箱液位上之間通過壓力平衡管連接，每個測點箱內(nèi)設(shè)有位移傳感器。所述的控制系統(tǒng)包括上位機、轉(zhuǎn)發(fā)器和下位機；上位機由數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)管理計算機和服務(wù)器等組成自動化局域網(wǎng)；下位機包括主站、至少一個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，測點箱內(nèi)液位發(fā)生變化，磁致伸縮儀測出液位變化，在上位機上將實時顯示磁致伸縮儀的測值，兩測值之差即為壩基傾斜位移量。本實用新型的優(yōu)點是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，對壩基變形的影響系統(tǒng)實現(xiàn)了自動采集壩段基礎(chǔ)傾斜量、實時顯示數(shù)據(jù)、按要求的時間間隔自動保存監(jiān)測數(shù)據(jù)、隨時查看歷史數(shù)據(jù)、自動計算和顯示數(shù)據(jù)過程線等功能。2、系統(tǒng)具有便于維護、易于擴充和操作簡單等特點，基礎(chǔ)傾斜監(jiān)測數(shù)據(jù)規(guī)律性好，系統(tǒng)達到了大壩監(jiān)測自動化系統(tǒng)實用化要求。傾斜自動監(jiān)測精度高，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)定運行，有一定的先進性，值得推廣應(yīng)用。下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。圖1是壩段測點裝置布置示意結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是本實用新型系統(tǒng)框圖。具體實施方式參見圖l，壩基傾斜自動化監(jiān)測系統(tǒng)包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置和信息管理系統(tǒng)，自動化數(shù)據(jù)采集裝置包括至少兩個固定在壩體上的間隔測點1、2，每個測點設(shè)有裝液體的測點箱3、4，兩測點箱3、4液位下之間通過連通水管5連接，兩測點箱3、4液位上之間通過壓力平衡管6連接，每個測點箱3、4內(nèi)設(shè)有位移傳感器7，選為德國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)測數(shù)據(jù)，長期穩(wěn)定運行未發(fā)生任何故障。微脈沖位移傳感器支架要求使用防磁材料，測點箱使用2mm不銹鋼制作。測點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、轉(zhuǎn)發(fā)器和下位機；上位機由數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)管理計算機和服務(wù)器等組成自動化局域網(wǎng)；下位機包括主站、至少一個分站(對應(yīng)測點設(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)采集計算機使用研華工控機，計算機上安裝INT0UCH7.1工業(yè)軟件，主要是用于數(shù)據(jù)采集，實時監(jiān)控等。數(shù)據(jù)管理計算機使用普通PC機，計算機上安裝Conc印t2.2軟件，主要用于數(shù)據(jù)管理和下位機程序編寫、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、計算機網(wǎng)絡(luò)管理等。軟件編寫包括上位機和下位機軟件。其中上位機軟件采用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、存儲編寫等。下位機軟件采用Conc印t2.2編寫，編寫后通過網(wǎng)絡(luò)下載到下位機主站PLC模塊上。在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫上建立基礎(chǔ)傾斜安全監(jiān)測自動化表，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)見表1。表1字段名稱IDjdatejtimebjabjbbjh類型IntCharChardecimaldecimaldecimal字段名稱bja26bjb26bjh26bja28bjb28bjh28類型decimaldecimaldecimaldecimaldecimaldecimal測點布置本例中49#壩段基礎(chǔ)傾斜自動化安裝在基礎(chǔ)橫廊內(nèi)，共兩個測點。為了能與原系統(tǒng)進行對比分析或者是在自動化出現(xiàn)故障時，人工項目仍然能繼續(xù)測量，人工項目仍然要保留。新測點分別布置在兩個舊點內(nèi)側(cè)，兩點間距離為60米。26#、28#壩段基礎(chǔ)傾斜自動化安裝在空腔內(nèi)，每個壩段2個測點，系統(tǒng)安裝高程為230.75米。49#壩段基礎(chǔ)傾斜自動化測點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#壩段儀器測點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、網(wǎng)絡(luò)交換機組成。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(簡稱PLC)。統(tǒng)計系統(tǒng)采集單元平均無故障工作時間MTBF>6300h，滿足大壩安全監(jiān)測自動化技術(shù)規(guī)范。設(shè)有實時顯示界面。當(dāng)壩基受外界荷載因素變化影響發(fā)生變形時，測點箱內(nèi)液位發(fā)生變化，磁致伸縮儀測出液位變化，在上位機上將實時顯示磁致伸縮儀的測值，兩測值之差即為壩基傾斜位移量。監(jiān)測數(shù)據(jù)舉例對49#壩段基礎(chǔ)傾斜數(shù)據(jù)進行測試，1分鐘內(nèi)連續(xù)觀測20個測值如下表所示，上游測點最大變幅0.013mm，下游點測值最大變幅0.006mm。上游點測值中誤差為0.004mm，下游點測值中誤差為0.003mm，壩基傾斜量中誤差為0.006mm。監(jiān)測數(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)測測值統(tǒng)計表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>0024]<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在庫水位變化不大情況下，考察24小時49#壩段傾斜測值變化，測值如下表所示，上游點測值最大變幅0.007mm，下游點測值最大變幅0.013mm。上游點測值中誤差為0.003mm，下游點測值中誤差為0.004mm，壩基傾斜量中誤差為0.005mm，監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好。49#壩段基礎(chǔ)傾斜24小時連續(xù)監(jiān)測測值統(tǒng)計表[0027]2:003:004:005:007:008:009:0010:0012:00上游點測值(mm)22.86386385685686386386386386386386386322.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.^下游點測值(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上游點時值(mm)22.8638638638638568568638638638638638632222222222222222222222下游點測值(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化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置和信息管理系統(tǒng)，所述的自動化數(shù)據(jù)采集裝置包括至少兩個固定在壩體上的間隔測點(1、2)，每個測點(1、2)設(shè)有裝液體的測點箱(3、4)，兩測點箱(3、4)液位下之間通過連通水管(5)連接，兩測點箱(3、4)液位上之間通過壓力平衡管(6)連接，每個測點箱(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化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)包括上位機、轉(zhuǎn)發(fā)器和下位機；上位機由數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)管理計算機和服務(wù)器等組成自動化局域網(wǎng)包括主站、至少一個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。專利摘要本實用新型涉及一種監(jiān)測水壩壩體基礎(chǔ)斷層變形情況的儀器，即壩基傾斜自動化監(jiān)測系統(tǒng)。包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置，即至少包括兩個固定在壩體上的間隔測點，每個測點設(shè)有裝液體的測點箱，兩測點箱液位下之間通過連通水管連接，兩測點箱液位上之間通過壓力平衡管連接，每個測點箱內(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，測點箱內(nèi)液位發(fā)生變化，磁致伸縮儀測出液位變化，在上位機上將實時顯示磁致伸縮儀的測值，兩測值之差即為壩基傾斜位移量。對壩基變形的影響系統(tǒng)實現(xiàn)了自動采集壩段基礎(chǔ)傾斜量、實時顯示數(shù)據(jù)、按要求的時間間隔自動保存監(jiān)測數(shù)據(jù)、隨時查看歷史數(shù)據(jù)、自動計算和顯示數(shù)據(jù)過程線等功能。文檔編號G05B19/048GK201522257SQ20092030642公開日2010年7月7日申請日期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,顏景楓申請人:云峰發(fā)電廠