木文论述将计算机远程网络智能检测技术应用于土木工程的几个关键问题,如检测系统的基本结构,现场下位机多路数据巡回检测仪的数据采集,上位机与下位机之间的远程实时通讯与数据传输,实时控制采集过程与存储数据的数据库系统等,文章用湖滨花园工程实例,说明远程检测不受时间、距离、现场危险条件的限制,使用范围广,布置灵活方便,结果稳定可靠,有广阔的推广应用前景。
计算机网络的迅猛发展必然带来人类生产力的巨大变革,一方面网络使古老的土木工程日益焕发青春和活力,另一方面,网络发展的方向和特色,也必将深刻地影响着土木工程的发展。21世纪的网络正朝着高速宽带化、信息多媒体化、覆盖全球化的方向前进。
统一的IP主干网将形成理想的"个人通讯"目标:SW(whoever,whenever,wherever,whatever,whomever)。
本文的重点在于讨论远程网络检测系统的应用,它可以使我们实时监测工程结构的施工质量是否达到标准,重要的设计参数选择是否基本正确,结构关键部位是否安全等,同时,对这些工程数据的采集也必将成为进一步动态设计和信息化施工技术的基础与保证。
动态设计和信息化施工技术是密切联系的两个部分,首先在设计方案优化后,通过动态计算模型,按施工过程对结构逐次进行分析。预测结构在施工过程中的性状,如位移、沉降、土压力、孔隙水压力、结构内力等,并在施工过程中采集相应的信息,与预测值比较,从而做出决策,修改原设计中不符合实际的部分;将所采集的信息作为已知量,通过反分析推求较符合实际的参数,并利用推求的参数及修改后设计再次预测下一阶段的性状;又同时采集下一阶段的信息,如此反复循环,不断修改设计,指导施工,把设计与施工都置于动态过程中,通过分析预测指导施工,又通过施工信息反馈设计,使设计及施工逐步逼近实际。
检测系统的基本结构如图l所示。整个系统从感受各种不同物理量的传感器开始(位移,应力,应变,温度,流体或气体压力等)经过前置放大,信号调整后,进入下位机。下位机是一个完整、可靠、灵活的单片机处理系统,通过对输入喻出模块的调整和相应软件的编写,可以组成各种功能的检测、采集等,而精心设计的外壳使其能适应通常比较恶劣的现远程网络智能检测技术在土木工程中的应用护Sr料群各种传感易下住机扮侧系幽色砚5232犷O砚54尽万皿1遥雄班月络粉侧系绒的象本结构。
1Basiestrueturesofremotemeasuringsystem场环境。现场被控端通过串行口接收下位机采集的数据,并将其送入相应的数据库。而远程主控端通过远程控制程序可随时获得不断刷新的现场被控端的数据库数据。从技术特色上看,系统属于"管理集中、就地控制、资源共享、危险分散"的分布式检测系统(DistributedControl即stem,DCS)O的强弱,若则PID调节变为PD调节,兀为微分调节系数,几=O则微分作用消失,变为Pl调节器。经拉氏变换与数字离散化之后,(设采样周期为t=ke)则有:
下位机通信系统设计及智能调节程序u(k)=Kpe(k)+K,艺e+KdEC(K)(2)在自动巡回检测系统中,每一个下位机可控制16个回路组成的一个单元。一套小型的检测系统通常需布置8~16个单元,即128一256个回路。各个回路所测试的物理量和对应的传感器可以是不同的,也可以是相同的,因此在布置上极其灵活方便。使用RS一485半双工接口和MAXIM公司的MAX1487E的高性能低功耗驱动器,能够在1200m距离之内,传输速率提高到100KbPs-loMbPs,且能够抗击电源干扰、雷击干扰、电磁干扰和地电位差的干扰,性能可靠稳定。
下位机的智能控制算法,采用Pm参数模糊自整定方法,结构清晰,参数可调,能适应于大多数无需预知数学模型的对象,而取得比较满意的控制效果。
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