混凝土生产运输浇筑监测子系统的开发与研制

1. 系统概述
在混凝土生产运输浇筑监测子系统中，结合三峡混凝土 (砼 )生产浇筑运输监测子系统的具体实例，描述了系统的集散式结构，概括了利用研华ADAM-4000系列智能模块和组态软件进行系统集成的设计思想和实现策略，引入了多传感器的信息融合技术，对系统做出完整性估计。现场运行表明，本监测系统直观准确地反映了系统中关键设备的运行状态及其重要的工艺参数，为大型混凝土浇筑的自动化管理提出了一种有效可行的方法。
2. 系统配置
在本系统中，由于现场测点数目多，测点分布不集中，并且现场环境的电、磁场干扰严重，因此必须选择抗干扰性好的分布式检测装置。本研究选择研华公司近年来推出的亚当智能模块，根据现场需要选用ADAM-4017用于模拟量的测量，每个模块可测 8个通道的模拟量 ;对于开关量的采集选用ADAM-4053或ADAM-4052;脉冲量选用ADAM-4080进行计数 ;ADAM-4520实现RS-485到RS-232的接口转换。
3. 控制系统设计
3.1 监测系统特点
砼生产、运输和浇筑过程是由众多设备组成的一个大型的复杂系统，其工艺过程如图 1所示。涉及到原始骨料的筛分、一次风冷车间、二次风冷车间及制冰楼、拌和楼、胶带机供料线，一直到塔带机系统。测点分散，数目众多，实际检测的测点有 67个模拟量，近 300个开关量，48个脉冲量，另外，通过串行口从拌和楼控制机获得砼生产过程的大量数据也要进入监测数据库。
由于现场条件恶劣，传感器及现场采集模块必须有较强的抗干扰能力，采集系统的通信能力要满足现场环境的要求。


本监测系统需要对几百个测点进行监测，这些测点物理性质差异较大，主要可分为以下几类 :
(1)模拟量信号，主要包括温度信号和料位信号。温度信号有两种类型 :①一次风冷车间进风口、出风口温度的测量 (温度范围 :-20～ 50℃ )；②胶带机供料线上混凝土温度的测量 (温度范围 :0～ 50℃ ),通过信号转换仪将热电偶信号转换为 4～ 20ｍＡ电流的标准信号；料位信号 :现场已经装有料位计及显示仪表，可直接从原有料位计显示表头上引取 4～ 20ｍＡ的电流信号 。这些信号在现场经过ADAM--4017采集模块转换为数字信号，最后通过总线送入上位机。
(2)开关信号。开关量是反映设备工作状态及参数报警状态的重要标志之一。开关量类别有两种 :周期型开关量，如风冷车间氨压机的启停开关信号，拌和楼搅拌罐的开关信号等 ;另一类为中断型开关量，如在供料线上的皮带发生打滑、跑偏、急停时，开关动作，引起事故追忆。
(3)脉冲量信号。供料线上各个皮带主动轮和从动轮的速度检测采用磁电式传感器Ｔ05,它的输出是脉冲信号，其脉冲个数与速度成一定比例。
(4)拌和楼控制机的数据。通过串行接口从拌和楼控制机获得砼生产过程的大量数据。
3.2 系统结构
针对整个生产线距离长、设备分散、现场干扰大等特点，传统的现场测控技术很难实现高性能、高可靠性的分布式监测系统。现场的ＲＳ48 5总线是一种很有效的和切实可行的解决方案,它的物理连接方式如图 2所示。


本监测子系统采用了两级测控网络，包括现场级和管理级，现场级采用ＲＳ48 5总线，而在管理级采用以太网进行数据传输，结构示意图如图 3所示。


4．结束语
综上所述，将分布式体系结构具体应用在三峡混凝土生产浇筑运输监测子系统中，它使该系统在各层次上形成开放系统，实现了混凝土生产运输，浇筑的集中管理、准确计量和合理调度。它将为保障三峡大坝建设质量产生显著的效益和长远的影响。现场运行表明，该系统运行可靠，为大型混凝土浇筑的自动化管理提出了一种有效可行的方法。

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