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淺析數(shù)字化系統(tǒng)在混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
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中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速騰飛,全國(guó)各地紛紛上馬眾多大型土建工程。如三峽水利工程、高速鐵路以及高速公路。而在此類大型建筑工程中,混凝土的澆注質(zhì)量是關(guān)系到工程生死存亡的重要因素。為了保證混凝土澆注質(zhì)量,須做到:
1. 養(yǎng)護(hù)時(shí)混凝土柱體任意兩點(diǎn)之間的溫度差不能超過(guò)規(guī)定值;
2. 混凝土澆注后14天的水化熱溫度曲線須符合所用規(guī)格混凝土的水化熱溫度曲線;
3. 在澆注橋梁時(shí),混凝土受太陽(yáng)照射后橋身的各個(gè)部位的熱脹冷縮不同,導(dǎo)致橋面和腹板出現(xiàn)日照溫差,產(chǎn)生溫度應(yīng)力,此應(yīng)力不能超過(guò)――安全極限值,否則將影響橋梁的承載力。
實(shí)際工程中,調(diào)度人員需要及時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和保證澆筑質(zhì)量的工藝參數(shù),才能做出客觀的決策,高效地組織生產(chǎn)施工。而目前許多施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度室中的硬件設(shè)備及軟件水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代化通信、生產(chǎn)和安全管理的要求,故而需要一套能夠適應(yīng)大型施工現(xiàn)場(chǎng)要求的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),為指揮人員全面了解生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行情況提供有效的途徑,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度,保障現(xiàn)場(chǎng)施工的順利進(jìn)行,提高工作效率、保證施工質(zhì)量。
在混凝土水化熱監(jiān)測(cè)中,由于其自身特點(diǎn)的限制,溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不適于使用傳統(tǒng)模擬溫度傳感器。原因如下所示:
1. 傳統(tǒng)模擬溫度傳感器為何不適合混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng):
傳統(tǒng)的溫度測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常為:
溫度傳感器--信號(hào)調(diào)理--A/D轉(zhuǎn)換--采集器--計(jì)算機(jī)
每一個(gè)傳感器的溫度值都要經(jīng)過(guò)上述環(huán)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)。所以會(huì)有如下不足:
a) 需要成百上千條信號(hào)線(混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有范圍大、測(cè)點(diǎn)密集的特點(diǎn))
b) 模擬電壓信號(hào)在傳輸過(guò)程中易損耗,影響系統(tǒng)精度,且傳輸距離較近。
c) 系統(tǒng)環(huán)節(jié)多,難于維護(hù)。且系統(tǒng)精度易受環(huán)境影響不易保證。
d) 價(jià)格昂貴。200~300點(diǎn)需要10~20萬(wàn)
2. 新技術(shù)的應(yīng)用使系統(tǒng)更方便
隨著科技的發(fā)展,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器成為了技術(shù)的趨勢(shì)、市場(chǎng)的主流。美國(guó)DALLAS公司的DS18B20數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度傳感器采用獨(dú)特的思路,成功的解決了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與成本之間的矛盾。使建立使用方便、經(jīng)濟(jì)可靠的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為可能。
LTM-8000數(shù)字化溫濕度環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用美國(guó)DALLAS公司先進(jìn)的芯片科技,結(jié)合中國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)情況,應(yīng)用智能化現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù),整個(gè)系統(tǒng)中僅有數(shù)字信號(hào)傳輸,而且傳感器、采集模塊均可聯(lián)網(wǎng),使系統(tǒng)更可靠性、布線更方便。結(jié)構(gòu)圖參見(jiàn)www.lance-cn.com介紹以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)的主要特點(diǎn):
a) 線纜少,傳感器可通過(guò)總線串在一起,幾十個(gè)傳感器只用一根3芯線。大大減少了現(xiàn)場(chǎng)線纜,方便現(xiàn)場(chǎng)布線。
b) 由于傳感器輸出的就是數(shù)字信號(hào),傳輸過(guò)程中沒(méi)有精度的損失,系統(tǒng)精度可以保證。
c) 系統(tǒng)環(huán)節(jié)少,由傳感器出來(lái)直接進(jìn)入采集器,系統(tǒng)可能發(fā)生故障的環(huán)節(jié)少、便于維護(hù)。
d) 采用先進(jìn)的芯片科技、獨(dú)特概念,以及規(guī)模化生產(chǎn),大大降低了系統(tǒng)成本,提高了可靠性。
◎ 數(shù)字化混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
本系統(tǒng)配置分為如下部分:
1) 上位機(jī):
功能: 數(shù)據(jù)處理及用戶界面
硬件要求: 奔騰133/32M DRAM /4.3G以上的兼容機(jī)或工控機(jī)。
軟件 : 可選用組態(tài)軟件或定制程序
2) 離RS232/485通訊轉(zhuǎn)換器LTM-8520E,帶有過(guò)壓、過(guò)流、突波、隔離、雷擊保護(hù)
3) 場(chǎng)采集模塊LTM-8003E
功能:實(shí)現(xiàn)兩級(jí)通訊網(wǎng)絡(luò)間的聯(lián)絡(luò)。一級(jí)對(duì)上位機(jī)RS-485網(wǎng),LTM-8003模塊作為子站;另一級(jí)“一線總線”, LTM-8003模塊作為采集中心,測(cè)量線纜上的數(shù)字化傳感器作為子站。
硬件功能:帶有過(guò)壓、過(guò)流、突波、隔離、雷擊保護(hù)
4) 溫度傳感器DS18B20
◎ 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度傳感器DS18B20介紹
美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò),為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。
DS18B20,測(cè)量溫度范圍為-55°C~+125°C,在-10~+85°C范圍內(nèi)精度為±0.5°C,分辨率0.0625?,F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,每一顆自帶地址,大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù),提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。 對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)概念,這一粒三極管一樣的傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)的:溫度傳感器+數(shù)字化+cpu+總線協(xié)議及接口。
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