基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统，由构建监控中心SCADA的云服务器、计算机管理中心、多个由驻地办梁场计算机分站构成的客户端以及现场监控分站的应用系统服务器组成，各应用系统服务器通过GPRS/CDMA无线通信网络连接云服务器构成云平台，管理中心和各客户端通过互联网与云服务器实现相互间的实时数据交互通信连接。本实用新型集现代自动控制技术和通讯技术为一体，可实时全面监控现场预制梁的养生过程以及真实的养生参数等，从而为提高预制梁的质量评估提供一种有效的手段。
【专利说明】基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于应用网络技术的智能控制系统领域，涉及一种基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化建设的推进，交通道路与桥梁建设正在迅猛发展，技术也在不断进步。为了优化线路、减少土地沉降量等，近年来高等级公路使用预制梁的数量激增。随着公路桥梁结构越来越复杂，对技术指标的要求也随之提高，除了在结构材料、工艺尺寸精度等方面的要求有细化和提高外，对驻地办梁场中预制梁养生(养护)喷淋这一影响公路桥梁质量的重要参数控制提出了更高的要求。一般在一条公路上分布有多个预制梁场，为了解每个梁场的实际养生状况，业主应该能够随时查看每个现场预制梁的养生过程、真实的养生参数等，因为不进行在线测量就无法了解真实的操作状况。但迄今为止，国内大多数驻地办梁场的管理还主要是以粗放式的人工值守管理为主，管理方式远远落后于市场及业主对预制梁养生的要求。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统，该系统集现代自动控制技术和通讯技术为一体，可实时全面监控现场预制梁的养生过程以及真实的养生参数等，从而为提高预制梁的质量评估提供一种有效的手段。
[0004]为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的:所提供的基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统由构建监控中心SCADA(数据采集与监控系统)的云服务器、计算机管理中心、多个由驻地办梁场计算机分站构成的客户端以及现场监控分站的应用系统服务器组成，各应用系统服务器通过GPRS/CDMA无线通信网络连接云服务器构成云平台，管理中心和各客户端通过互联网与云服务器实现相互间的实时数据交互通信连接。
[0005]上述的基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统中，各应用系统服务器均由现场PLC模块、功率驱动模块、保护模块、操作触摸屏、GPRS无线通信模块和传感器模块组成，现场PLC模块一方面通过RS232串行接口与操作触摸屏联机，另一方面通过RS485串口接口与GPRS无线通信模块进行数据交换，现场PLC模块的扩展接口连接传感器模块，同时现场PLC模块的输出I/O接口与电流过载保护模块连接，保护模块与功率驱动模块连接，完成对现场设备的控制功能。
[0006]上述的基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统中，现场监控分站的应用系统服务器均具有传感器信号采集通信模块接口。
[0007]具体实施应用中，在管理数个驻地办梁场的业主数控中心布设一个基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统。其工作形式包括:①、利用云服务器平台通过GSM全球通信网络直接采集每个梁场监控分站的实际运行状况，云服务器上安装有预制梁喷淋养护应用软件，云服务器的SCADA管理系统将各预制梁场的GPRS无线通信模块发送的数据进行TCP/IP协议包解析，将生产数据与设备相联系，以动画的形式再现预制梁场喷淋效果，并将喷淋的梁号、时间、次数等信息写入数据库，通过网络数据库的形式实现生产数据的共享；②、各驻地办的梁场根据权限进行辖管范围内梁场喷淋进度和数据报表查询以及远程操控，管理中心可以对多个驻地办的梁场进行统筹管理；③、GPRS-DTU无线模块与应用系统服务器中现场PLC的RS485串行接口连接，将喷淋养护的串口数据信息转换成TCP/IP协议包数据发送到云服务器监控中心上、监控分站的触摸屏根据PLC采集的模拟值进行策略分析，得出最优洒水时间和循环间隔时间设定，现场工作人员在台座上输入梁号，点击启动按钮对梁进行自动喷淋养生，并可以随时观看到喷淋过程，实现了业主云服务器、现场监控分站操作工人、驻地办梁场计算机监控的三级联合控制与监督。
[0008]与现有技术相比，本实用新型具有的优点如下所述。
[0009]1、本实用新型系统利用由网络运营商提供的基于互联网的基础设施服务，编写的喷淋系统远程测控程序的运行可以在后台网络中心实现，通过IP地址登录就可以进行远程虚拟计算机平台的操控，解决了以往各预制梁场喷淋测控数据常因为监控主机的关闭而记录不了数据的问题。采用云服务器平台作为监控主机，能够24小时全天候控制和记录生产数据以及获得任何时候的预警通知，并降低了企业对监控主机的硬件要求和系统安全管理。
[0010]2、本实用新型使用网络数据库实现监控中心与分站计算机的实时测控数据传递和梁场喷淋养护数据的保护。数据库设计的结构主要分为三层，第一层为预制梁场总进度查询表格；第二层为预制梁场详细喷淋进度查询表格，其中梁号作为主键模式，即可对特定梁号进行查询；第三层为中间变量寄存器备份表格，解决了监控软件由于某种原因需要关闭而中间计算的寄存器变量清O的情况发生。在软件关闭时将所需要保存的变量写入云服务器网络数据库中，当软件下次启动的时候读取数据库表格中最后保存的那次变量数据。
[0011]3、本实用新型通过透传GPRS无线通信实现了现场PLC数据与云服务器监控中心数据的交互，解决了由于预制梁场分布领域广泛导致的数据采集困难以及GPRS流量费用等问题。本地控制模式下，当本地PLC动作时，可主动上传本站喷淋养护数据，实现有动作即传输数据，无动作即等待。等待期间由心跳包检测远程终端是否在线。远程控制模式下，由客户端用户发送数据采集命令或控制命令，PLC回复上位机的应答，通信协议遵循标准ModBus-RTU0而传统模式的上位机是通过定时发送采集数据命令和控制命令对PLC进行控制，远程计算机与现场PLC —直处于数据交换状态。
[0012]本实用新型的技术方案除用于公路、铁路等预制梁远程自动控制系统外，还可用于远程环境在线监测管理平台、城市绿化自动浇灌远程监控系统以及桥梁远程监测无线传输监控系统等方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的系统结构示意图。
[0014]图2为该系统中应用系统服务器的结构示意图。
【具体实施方式】[0015]以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的实际系统结构并不限于下述的实施例。
[0016]参见附图1，本实用新型所述的基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统由云服务器1、计算机管理中心2、多个由驻地办梁场计算机分站构成的客户端3以及现场监控分站的应用系统服务器4组成，各现场监控分站的应用系统服务器4通过GPRS/CDMA无线通信网络连接云服务器I构成云平台，管理中心2和各客户端3通过互联网与云服务器I实现相互间的实时数据交互通信连接。系统中，应用系统服务器4的结构如图2所示，由现场PLC模块41、功率驱动模块42、保护模块43、操作触摸屏44、GPRS无线通信模块45和传感器模块46组成，现场PLC模块41 一方面通过RS232串行接口与操作触摸屏44联机，另一方面通过RS485串口接口与GPRS无线通信模块45进行数据交换，现场PLC模块41的扩展接口连接传感器模块46，同时现场PLC模块41的输出I/O接口与电流过载保护模块43连接，保护模块43与功率驱动模块42连接。系统中的各现场监控分站的应用系统服务器均具有传感器信号采集通信模块接口。管理中心2、各客户端3以及操作触摸屏44都可以进行养护参数设定。
[0017]本实用新型将预制梁喷淋养护应用软件安装在云平台服务器上，可以实现全天候24小时对各预制梁场计算机分站(客户端3)进行远程监控和数据采集，管理人员在任意时刻可动态掌握预制梁场的喷淋进度和预警消息以及工程安排等信息，并可为后期的生产数据查询和质量评估提供数据依据。
[0018]本实用新型的数据的传输方式为现场测控系统通过GPRS/CDMA无线网络传输给云服务器监控中心SCADA管理系统，各预制梁场的监控室计算机从云服务器获得喷淋养护数据。实现一个现场的控制既可以在现场看到同时在监控中心和计算机分站同时看到，实现多级协调管理和监督。通过网络数据库访问的形式对单个或多个预制梁场进行数据查询为质量评判提供依据。
[0019]本实用新型云平台上的网络数据库一方面实现客户端与监控中心SCADA进行实时数据交互，另一方面在应用软件关闭时自动保存有效的喷淋控制参数和具有开机自动恢复等功能。
[0020]本实用新型结合本地模式与远程终端计算机控制模式设计GPRS无线网络，GPRS设置为流量方式而不是短消息模式，节省了通信费用，设定现场监控分站与云平台SCADA之间“有动作即传输数据，无动作即等待”，降低GPRS流量。
[0021 ] 具体实施结构中，云服务器I可租用阿里云公司的云服务器，管理中心2及各客户端3采用普通计算机；应用系统服务器4中的现场PLC模块41可采用型号为西门子S7-200PLC的器件，功率驱动模块42可采用正泰公司的接触器或继电器，保护模块43可采用电流型过载保护熔断器，操作触摸屏44可采用昆仑通态TPC7062Hi，GPRS无线通信模块45可采用宏电H7710工业级GPRS-DTU模块，传感器模块46可采用西门子EM235模拟量输入输出模块。
【权利要求】
1.一种基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统，其特征在于:由构建监控中心SCADA的云服务器(I)、计算机管理中心(2)、多个由驻地办梁场计算机分站构成的客户端(3)以及现场监控分站的应用系统服务器(4)组成，各应用系统服务器(4)通过GPRS/CDMA无线通信网络连接云服务器(I)构成云平台，管理中心(2)和各客户端(3)通过互联网与云服务器(I)实现相互间的实时数据交互通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统，其特征在于:各应用系统服务器(4)均由现场PLC模块(41)、功率驱动模块(42)、保护模块(43)、操作触摸屏(44)、GPRS无线通信模块(45)和传感器模块(46)组成，现场PLC模块(41) 一方面通过RS232串行接口与操作触摸屏(44)联机，另一方面通过RS485串口接口与GPRS无线通信模块(45)进行数据交换，现场PLC模块(41)的扩展接口连接传感器模块(46)，同时现场PLC模块(41)的输出I/O接口与电流过载保护模块(43)连接，保护模块(43)与功率驱动模块(42)连接。
3.根据权利要求1所述的基于云平台的桥梁预制梁养生远程监控系统，其特征在于:现场监控分站的应用系统服务器(4)均具有传感器信号采集通信模块接口。
【文档编号】G05B19/418GK203606686SQ201320790017
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】郝迎吉, 曾定, 张甲迪 申请人:西安科技大学