振冲桩施工监控系统及数据后处理软件设计

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随着我国经济的发展,大量的公共建筑工程相继展开,振冲桩已经被众多施工单位采纳。从国内20多年的振冲桩发展历史及工程实践来看,尽管该工法具有多项优点,但是其施工成桩质量控制问题较为突出。   针对振冲成桩质量监控问题,我国的研发人员作了大量的工作。近年来,有多项专利专门针对振冲法质量自动控制,展示了我国在振冲法施工领域的一种发展动向,即越来越重视将先进的计算机技术与传统的施工工艺和施工机械设备进行整合。这些专利基本上均涉及振冲施工自动记录仪、记录系统、施工质量监控系统、数据采集装置等。但是在这些研究发明中,绝大多数控制系统采用的是以工控机(IPC)为主体,通过与其它电器元件相结合方式进行现场施工控制的监控系统。   通过分析振冲施工工艺过程,在此课题中本着监控系统操作精度高、使用电器元件少、数据存储及处理方便、能远距离监控施工的思想,提出采用触摸屏、可编程控制器(PLC)、软启动器三者结合的方式来设计控制系统,采用虚拟仪器技术LabVIEW开发相应的数据处理软件对采集存储的施工数据进行分析。   采用触摸屏作为监控界面的控制方式来代替以台式工控机为主体的控制方式。利用触摸屏的人机功能,对工程的参数进行设置;通过触摸屏与PLC之问的通讯接口,将设置好的参数传输给PLC,并将PLC的控制施工的状态反映到触摸屏上,实时显示运行状态;利用触摸屏直接进行手动调试设备或者监控施工的进展情况。触摸屏本身具有存储功能,可以将施工数据实时采集保存,为施工数据后处理作准备。触摸屏之间可以通过以太网进行无线网络通讯,这样就保证了上位机对下位机的远距离操控。   PLC内部结构等效为一个继电器系统,这样就大大减少了监控系统所用的电器元件数量。根据施工工艺过程编制的PLC程序负责施工深度的监测,并将结果传给触摸屏。   软启动器集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体,避免了Y-△起动、自藕变压器启动等传统“硬启动”技术对电动机的伤害。内置的过载保护功能可省去热继电器,使配电柜内布线更加简单、迅速。此外,不需增加任何传感器或仪表,可读取电机的运行参数,如:电流、电压、功率、千瓦时及运行时间等。除了拥有强大的保护功能之外,软启动还具有故障自诊断功能,大大减少了以往故障查找与检修的时间,节省了人力。   使用位移编码器对施工的几个主要参数进行位移测量,如成孔前的地面定位、制桩的深度(即孔的深度)、每次振冲加密后桩的变化等。   数据的后处理依靠利用虚拟仪器LabVIEW技术开发的数据后处理软件来完成。处理软件可以将施工参数进行图形图像化、表格化处理。其中要处理的数据主要有桩深模拟图、加密电流-时间图、填料量图等。
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