沉管混凝土温湿度控制实时监测预警系统技术设计解决方案01.doc

沉管混凝土温湿度控制实时监测预警系统技术设计解决方案 技 术 设 计 方 案 介 绍 设计单位：广州莱安智能化系统开发有限公司 网站： 地址：广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06 用户服务中心：Tel：020??????联系人：周先生陈先生迎来电来电洽谈业务 本项目拟开发一套沉管混凝土温控实时监测预警系统，部署于沉管预制场（预制车间和混凝土生产区，范围约300m×150m，见图4.1），对沉管预制各环节进行实时监控，采集包括温度、湿度和压力数据，并输出数字和图形化结果，直观反映沉管大体积混凝土的生产状态，发现异常及时发出预警信息和处理建议，提醒工程技术人员采取措施，防止沉管混凝土出现温度裂缝。 图 系统组成分硬件和软件两个部分。硬件包含数据采集设备、数据传输设备、数据存储设备、数据输出设备，软件主要功能为数据存储、分析计算、综合查询、形象展示、生成报表、温控预警，同时提供数据服务，通过数据接口连接其他系统，例如控制系统或生产质量管理系统。沉管混凝土温控实时监测预警系统功能框架见图4.2。 本项目工作内容对应分为监控预警软件开发和硬件布置两部分，其中传感器布置由项目部配合完成，网络和服务器等设备布置由本项目承包人完成。 图4.混凝土温控监测系统 二、硬件设备技术要求 2.1设备选型要求 1）数据采集设备 综合考虑可靠性、精密度、数据采集和现场施工限制条件，选择温度、湿度、监测传感器和相关监测和数据采集设备。 ①温度检测传感器和数据采集设备，需要考虑到原材料温度监测的长期性和混凝土温度监测的动态性，考虑测量精度和传感器存活率（存活率大于95%）的需求，并考虑监测设备的软硬件接口，以满足控制软件系统开发的需要； 工作参数：工作范围超过-25℃~125℃，测试精度至少达到0.5℃； 使用环境：沉管实体内部测温点埋设于混凝土中，不可更换，施工过程中受混凝土振捣影响；其余四个区域测温点布设于室外环境中，需考虑防水； 寿命要求：沉管实体内部测温点要求满足连续测量2个月，其余四个区域测点可考虑更换，寿命应大于1年。 ②湿度检测传感器和数据采集设备，考虑高湿和频繁移动条件下测试的硬件需求，同时需要考虑监测设备的软硬件接口问题； 工作参数：10%~95%RH湿度量程，精度±5%RH，工作温度范围-25~80℃； 使用环境：布设于厂房一般环境和养护棚内高湿度环境； 寿命要求：可考虑更换，寿命应大于1年。 ③混凝土侧压力检测传感器和数据采集设备，压力监测受施工干扰极大，需考虑元件安装的简便性和可靠性，同时需要考虑监测设备的软硬件接口问题。 工作参数：200KPa量程（侧压力控制值为50KPa），精度2KPa，防水耐震； 使用环境：布设于预制模板内侧，与混凝土采用薄膜隔开； 寿命要求：可更换，寿命应大于1年。 2）数据传输设备 考虑到工厂化预制沉管采用流水线生产，钢筋、模板和混凝土构件均处于运动状态，而原材料仓库和搅拌站和厂房也存在一定的距离（300~500m左右直线距离，有厂房和设备阻隔），推荐采用无线数据传输方案，避免大量传输线缆干扰施工作业。无线数据传输设备利用卫星网络或短距离无线电信号传输数据。根据沉管预制厂具体环境，综合考虑温湿度条件、信号覆盖强度等因素，选择合适的设备。 3）数据存储设备和输出设备。虽然现场有相对封闭的控制室，仍需考虑施工现场长时间开机、高温、高湿和振动环境的影响。 输出设备考虑屏幕显示和自动报表打印。 2.2硬件系统 硬件系统的布置需综合考虑传输距离、抗干扰性、网络复杂程度、成本等因素，在满足需求的基础上，力求简化提高稳定性，降低成本。 其中，对原材料仓库、混凝土搅拌生产、预制厂房环境、预制区沉管实体、自动养护区五大区域传感系统布置 1）原材料仓库 2）混凝土搅拌 3）预制厂房环境 4）预制区沉管实体 5）自动养护区 6）每一管节拟挑选2个管段进行温控监测，每段布设20支温度传感，监测结果指导其他管段预制，全部33个管节计划布置温度测点1320支。在厂房两条生产线的预制区和养护区共布设40支温度、湿度传感器，以检测各区域湿度情况，布设密度约达到每100m2一组温度和湿度传感器。在两套模板不同高度和代表性区域共布设20个压力传感器，以检测模板侧压力变化情况，保障施工安全。 三、监测预警软件技术要求 要求软件能够依托控制平台，自动采集监测系统数据进行计算机分析处理，输出实时的动态可视化数据，并具有报警、控制或提出控制建议功能，实现温度应力自动化监测和控制。 1）温度、湿度、侧压力、搅拌站生产过程数据（来源于搅拌站数据接口）数据储存； 2）温度、湿度、侧压力数据