1. 系統(tǒng)概述
在混凝土生產(chǎn)運輸澆筑監(jiān)測子系統(tǒng)中,結合三峽混凝土 (砼 )生產(chǎn)澆筑運輸監(jiān)測子系統(tǒng)的具體實例,描述了系統(tǒng)的集散式結構,概括了利用研華ADAM-4000系列智能模塊和組態(tài)軟件進行系統(tǒng)集成的設計思想和實現(xiàn)策略,引入了多傳感器的信息融合技術,對系統(tǒng)做出完整性估計?,F(xiàn)場運行表明,本監(jiān)測系統(tǒng)直觀準確地反映了系統(tǒng)中關鍵設備的運行狀態(tài)及其重要的工藝參數(shù),為大型混凝土澆筑的自動化管理提出了一種有效可行的方法。
2. 系統(tǒng)配置
在本系統(tǒng)中,由于現(xiàn)場測點數(shù)目多,測點分布不集中,并且現(xiàn)場環(huán)境的電、磁場干擾嚴重,因此必須選擇抗干擾性好的分布式檢測裝置。本研究選擇研華公司近年來推出的亞當智能模塊,根據(jù)現(xiàn)場需要選用ADAM-4017用于模擬量的測量,每個模塊可測 8個通道的模擬量 ;對于開關量的采集選用ADAM-4053或ADAM-4052;脈沖量選用ADAM-4080進行計數(shù) ;ADAM-4520實現(xiàn)RS-485到RS-232的接口轉換。
3. 控制系統(tǒng)設計
3.1 監(jiān)測系統(tǒng)特點
砼生產(chǎn)、運輸和澆筑過程是由眾多設備組成的一個大型的復雜系統(tǒng),其工藝過程如圖 1所示。涉及到原始骨料的篩分、一次風冷車間、二次風冷車間及制冰樓、拌和樓、膠帶機供料線,一直到塔帶機系統(tǒng)。測點分散,數(shù)目眾多,實際檢測的測點有 67個模擬量,近 300個開關量,48個脈沖量,另外,通過串行口從拌和樓控制機獲得砼生產(chǎn)過程的大量數(shù)據(jù)也要進入監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。
由于現(xiàn)場條件惡劣,傳感器及現(xiàn)場采集模塊必須有較強的抗干擾能力,采集系統(tǒng)的通信能力要滿足現(xiàn)場環(huán)境的要求。
本監(jiān)測系統(tǒng)需要對幾百個測點進行監(jiān)測,這些測點物理性質(zhì)差異較大,主要可分為以下幾類 :
(1)模擬量信號,主要包括溫度信號和料位信號。溫度信號有兩種類型 :①一次風冷車間進風口、出風口溫度的測量 (溫度范圍 :-20~ 50℃ );②膠帶機供料線上混凝土溫度的測量 (溫度范圍 :0~ 50℃ ),通過信號轉換儀將熱電偶信號轉換為 4~ 20mA電流的標準信號;料位信號 :現(xiàn)場已經(jīng)裝有料位計及顯示儀表,可直接從原有料位計顯示表頭上引取 4~ 20mA的電流信號 。這些信號在現(xiàn)場經(jīng)過ADAM——4017采集模塊轉換為數(shù)字信號,最后通過總線送入上位機。
(2)開關信號。開關量是反映設備工作狀態(tài)及參數(shù)報警狀態(tài)的重要標志之一。開關量類別有兩種 :周期型開關量,如風冷車間氨壓機的啟停開關信號,拌和樓攪拌罐的開關信號等 ;另一類為中斷型開關量,如在供料線上的皮帶發(fā)生打滑、跑偏、急停時,開關動作,引起事故追憶。
(3)脈沖量信號。供料線上各個皮帶主動輪和從動輪的速度檢測采用磁電式傳感器T05,它的輸出是脈沖信號,其脈沖個數(shù)與速度成一定比例。
(4)拌和樓控制機的數(shù)據(jù)。通過串行接口從拌和樓控制機獲得砼生產(chǎn)過程的大量數(shù)據(jù)。
3.2 系統(tǒng)結構
針對整個生產(chǎn)線距離長、設備分散、現(xiàn)場干擾大等特點,傳統(tǒng)的現(xiàn)場測控技術很難實現(xiàn)高性能、高可靠性的分布式監(jiān)測系統(tǒng)?,F(xiàn)場的RS48 5總線是一種很有效的和切實可行的解決方案,它的物理連接方式如圖 2所示。
本監(jiān)測子系統(tǒng)采用了兩級測控網(wǎng)絡,包括現(xiàn)場級和管理級,現(xiàn)場級采用RS48 5總線,而在管理級采用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸,結構示意圖如圖 3所示。
4.結束語
綜上所述,將分布式體系結構具體應用在三峽混凝土生產(chǎn)澆筑運輸監(jiān)測子系統(tǒng)中,它使該系統(tǒng)在各層次上形成開放系統(tǒng),實現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)運輸,澆筑的集中管理、準確計量和合理調(diào)度。它將為保障三峽大壩建設質(zhì)量產(chǎn)生顯著的效益和長遠的影響?,F(xiàn)場運行表明,該系統(tǒng)運行可靠,為大型混凝土澆筑的自動化管理提出了一種有效可行的方法。