Мониторинг состояния конструкции моста
01.02.2022
Введение
Мониторинг состояния моста необходим для обеспечения долговечности конструкции и общественной безопасности. Очевидно, вибрация моста, вызванная дорожным движением и природными факторами, представляет серьезную угрозу: если вибрационная волна не рассеивается, то, в конце концов, это приведет к серьезному повреждению конструкции. Для предупреждения подобной ситуации используется распределенная система сбора данных Advantech.
Системные требования
Клиент в своем проекте ориентировался на стратегию, которая предполагает, что при отслеживании сигналов и дальнейшем моделировании вибрации моста, можно сравнить смещение сигналов и проанализировать состояние конструкции. При этом на хрупкие части моста необходимо было установить в общей сложности 32 акселерометра для мониторинга - и использовать акселерометры IEPE(Integrated Electronics Piezo-Electric - пьезоэлектрический датчик со встроенным электронным усилителем). Поскольку датчики должны быть установлены определенным образом, идеальным решением стала система сбора данных и вычислений на месте, а также минимизация длины кабеля для датчиков, сокращение объема передаваемых данных и уменьшение загрузки внутреннего сервера. Акселерометры и устройства сбора данных должны быть установлены на открытом воздухе, поэтому система имеет особые требования к устойчивости к погодным условиям и влажности. Отметим также, клиент использует для разработки программного обеспечения Python, поэтому необходимо напрямую собирать данные из модуля сбора данных через Python API.
Описание системы
Пограничный контроллер AMAX-5580 EtherCAT компании Advantech с модульным шасси сбора данных iDAQ-964 и модулем сбора данных о вибрации iDAQ-801 обеспечивает распределенный мониторинг сигналов акселерометра в режиме реального времени. Как правило, частота вибрации моста ниже 1 кГц, частота дискретизации iDAQ-801 составляет 256 кС/с с разрешением дискретизации 24 бита, что обеспечивает высокочастотный анализ при анализе в частотной области. Модуль имеет встроенный фильтр сглаживания, чтобы избежать искажений, вызванных частотой считывания акселерометров выше или близкой к частоте дискретизации, что может привести к неправильной оценке при анализе в частотной области.
Оборудование снабжено комплектом для разработки программного обеспечения DAQNavi, который поддерживает несколько языков программирования. В данном проекте клиент использует Python для разработки своего алгоритма и программного обеспечения, которое может собирать данные через DAQNavi Python API из модулей iDAQ.
Состав проекта
- AMAX-5580: пограничный контроллер EtherCAT
- iDAQ-964: шасси iDAQ с 4 слотами для AMAX-5580
- iDAQ-801: 8-канальный модуль iDAQ IEPE DSA, 256 кС/с
- DAQNavi/SDK: комплект для разработки программного обеспечения.
Схема решения
/AMAX-5580_0220200304191460.jpg)
