专利名称：：坝基倾斜自动化监测系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种监测水坝坝体基础断层变形情况的仪器，即坝基倾斜自动化监测系统。
背景技术：
：在现有技术中，按照《混凝土坝安全监测技术规范》-DL/T5178-2003规定，I级建筑物坝基应该具有倾斜和位移监测项目。为了监视坝段大断层运行状态，通常安装一定长度的水管倾斜仪，需人工定时定期巡视检查，观测人员劳动强度大，并且不能及时、准确采集数据，无法保证大坝安全稳定运行。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种保证大坝安全运行，对坝基倾斜实时自动化监测的坝基倾斜自动化监测系统。本实用新型的技术解决方案是利用连通管原理，在坝体上设置两个测点，连通管随大坝产生变形时两端水管液面便相对于仪器产生位移，利用位移传感器测量此位移值。设仪器第一次读数为al、bl，第二次读数为a2、b2，则两次位移h为h=(a2-b2)-(al-bl)，即可知道坝体位移数据。坝基倾斜自动化监测系统包括自动化数据采集装置和信息管理系统，所述的自动化数据采集装置包括至少两个固定在坝体上的间隔测点(按照坝体部位可以设置多个监测点)，每个测点设有装液体的测点箱，两测点箱液位下之间通过连通水管连接，两测点箱液位上之间通过压力平衡管连接，每个测点箱内设有位移传感器。所述的控制系统包括上位机、转发器和下位机；上位机由数据采集计算机、数据管理计算机和服务器等组成自动化局域网；下位机包括主站、至少一个分站和连接位移传感器；主站由电源模块(CPS21100)、CPU模块(CUP111303)、以太网(N0E77100，100Mbps)模块、N0M模块(140N0M21100施耐德18+网络适配器)组成，分站由电源通讯模块(CRA21120)、ACI模拟量输入模块(ACI04000)、底板组成。当坝基受外界荷载因素变化影响发生变形时，测点箱内液位发生变化，磁致伸縮仪测出液位变化，在上位机上将实时显示磁致伸縮仪的测值，两测值之差即为坝基倾斜位移量。本实用新型的优点是1、将PLC系统和微脉冲位移传感器应用到坝工倾斜监测，对坝基变形的影响系统实现了自动采集坝段基础倾斜量、实时显示数据、按要求的时间间隔自动保存监测数据、随时查看历史数据、自动计算和显示数据过程线等功能。2、系统具有便于维护、易于扩充和操作简单等特点，基础倾斜监测数据规律性好，系统达到了大坝监测自动化系统实用化要求。倾斜自动监测精度高，系统可以在大坝基础变形小、环境潮湿等恶劣环境下稳定运行，有一定的先进性，值得推广应用。下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。图1是坝段测点装置布置示意结构简图；图2是本实用新型系统框图。具体实施方式参见图l，坝基倾斜自动化监测系统包括自动化数据采集装置和信息管理系统，自动化数据采集装置包括至少两个固定在坝体上的间隔测点1、2，每个测点设有装液体的测点箱3、4，两测点箱3、4液位下之间通过连通水管5连接，两测点箱3、4液位上之间通过压力平衡管6连接，每个测点箱3、4内设有位移传感器7，选为德国巴鲁夫微脉冲位移传感器，该传感器在基础廊道阴冷潮湿恶劣环境中，能够连续、准确、可靠的监测数据，长期稳定运行未发生任何故障。微脉冲位移传感器支架要求使用防磁材料，测点箱使用2mm不锈钢制作。测点1、2基座采用砼基座或通过连接件与坝体固定连接。参见图2，控制系统包括上位机、转发器和下位机；上位机由数据采集计算机、数据管理计算机和服务器等组成自动化局域网；下位机包括主站、至少一个分站(对应测点设立)和连接位移传感器。主站由电源模块、CPU模块、以太网(100Mbps)模块、N0M模块组成；分站由电源通讯模块、ACI模拟量输入模块、底板组成。数据采集计算机使用研华工控机，计算机上安装INT0UCH7.1工业软件，主要是用于数据采集，实时监控等。数据管理计算机使用普通PC机，计算机上安装Conc印t2.2软件，主要用于数据管理和下位机程序编写、传输、调试。数据服务器采用DELL2500型服务器，为了保证数据安全数据硬盘做RAID1，两块硬盘互相备份。服务器上安装了WIN2000SERVER和SQLSERVER2000，主要用于数据存储、计算机网络管理等。软件编写包括上位机和下位机软件。其中上位机软件采用INT0UCH7.1编写，主要包括界面编写、系统设置编写、标记名编写、存储编写等。下位机软件采用Conc印t2.2编写，编写后通过网络下载到下位机主站PLC模块上。在服务器数据库上建立基础倾斜安全监测自动化表，数据库结构见表1。表1字段名称IDjdatejtimebjabjbbjh类型IntCharChardecimaldecimaldecimal字段名称bja26bjb26bjh26bja28bjb28bjh28类型decimaldecimaldecimaldecimaldecimaldecimal测点布置本例中49#坝段基础倾斜自动化安装在基础横廊内，共两个测点。为了能与原系统进行对比分析或者是在自动化出现故障时，人工项目仍然能继续测量，人工项目仍然要保留。新测点分别布置在两个旧点内侧，两点间距离为60米。26#、28#坝段基础倾斜自动化安装在空腔内，每个坝段2个测点，系统安装高程为230.75米。49#坝段基础倾斜自动化测点基座采用钢筋混凝土浇筑，混凝土为C25，插筋使用直径32螺纹钢，插筋深入基础下1.5米。26#、28#坝段仪器测点箱通过连接件直接固定在坝体上。线缆敷设每支仪器至分站箱采用4芯屏蔽水工电缆，电缆挂在事先敷设好的钢绞线上。仪器通过螺纹与仪器座连接，仪器电缆通过密封接线盒与传输电缆连接。系统的数据管理由服务器、工控机、网络交换机组成。系统的数据采集控制采用具有抗恶劣环境、可靠性及高的工业用Modicon昆腾140系列可编程序控制器(简称PLC)。统计系统采集单元平均无故障工作时间MTBF>6300h，满足大坝安全监测自动化技术规范。设有实时显示界面。当坝基受外界荷载因素变化影响发生变形时，测点箱内液位发生变化，磁致伸縮仪测出液位变化，在上位机上将实时显示磁致伸縮仪的测值，两测值之差即为坝基倾斜位移量。监测数据举例对49#坝段基础倾斜数据进行测试，1分钟内连续观测20个测值如下表所示，上游测点最大变幅0.013mm，下游点测值最大变幅0.006mm。上游点测值中误差为0.004mm，下游点测值中误差为0.003mm，坝基倾斜量中误差为0.006mm。监测数据无异常变化，稳定性好。49#坝段基础倾斜1分钟连续监测测值统计表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>0024]<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在库水位变化不大情况下，考察24小时49#坝段倾斜测值变化，测值如下表所示，上游点测值最大变幅0.007mm，下游点测值最大变幅0.013mm。上游点测值中误差为0.003mm，下游点测值中误差为0.004mm，坝基倾斜量中误差为0.005mm，监测数据稳定性好。49#坝段基础倾斜24小时连续监测测值统计表[0027]2:003:004:005:007:008:009:0010:0012:00上游点测值(mm)22.86386385685686386386386386386386386322.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.^下游点测值(mm)21.4521.4521.456212121212121212121456456456463463456456456456倾斜量(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上游点时值(mm)22.8638638638638568568638638638638638632222222222222222222222下游点测值(mm)21.46321.46321.4521.4521.46321.46321.45621.45621.45621.45621.45621.456倾斜量(mm)-l.4-l.4-1.413-1.413-1.3941.394-1.406-1.406-1.406-1.406-1.406—1.40权利要求一种坝基倾斜自动化监测系统，其特征在于包括自动化数据采集装置和信息管理系统，所述的自动化数据采集装置包括至少两个固定在坝体上的间隔测点(1、2)，每个测点(1、2)设有装液体的测点箱(3、4)，两测点箱(3、4)液位下之间通过连通水管(5)连接，两测点箱(3、4)液位上之间通过压力平衡管(6)连接，每个测点箱(3、4)内设有位移传感器(7)。2.按照权利要求1所述的坝基倾斜自动化监测系统，其特征在于控制系统包括上位机、转发器和下位机；上位机由数据采集计算机、数据管理计算机和服务器等组成自动化局域网包括主站、至少一个分站和连接位移传感器；主站由电源模块、CPU模块、以太网100Mbps模块、N0M模块组成，分站由电源通讯模块、ACI模拟量输入模块、底板组成。专利摘要本实用新型涉及一种监测水坝坝体基础断层变形情况的仪器，即坝基倾斜自动化监测系统。包括自动化数据采集装置，即至少包括两个固定在坝体上的间隔测点，每个测点设有装液体的测点箱，两测点箱液位下之间通过连通水管连接，两测点箱液位上之间通过压力平衡管连接，每个测点箱内设有位移传感器。当坝基受外界荷载因素变化影响发生变形时，测点箱内液位发生变化，磁致伸缩仪测出液位变化，在上位机上将实时显示磁致伸缩仪的测值，两测值之差即为坝基倾斜位移量。对坝基变形的影响系统实现了自动采集坝段基础倾斜量、实时显示数据、按要求的时间间隔自动保存监测数据、随时查看历史数据、自动计算和显示数据过程线等功能。文档编号G05B19/048GK201522257SQ20092030642公开日2010年7月7日申请日期2009年7月18日优先权日2009年7月18日发明者薛捍军,隋明日,颜景枫申请人:云峰发电厂