CN109542042A - 一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，应用于挂篮设备上，包括传感模块、动作模块、警报器、PLC电气控制模块、串口服务器模块、交换机、路由器和本地手持终端；传感模块、动作模块、警报器与PLC电气控制模块电连接，PLC电气控制模块还与与远程串口模块连接，串口服务器模块连接至交换机，交换机连接至路由器，本地手持终端于局域网内连接路由器。本发明通过传感模块探测挂篮设备施工过程中的各参数值，PLC电气控制模块一方面与预设值比较后发出警报信息，另一方面通过局域网于本地手持终端可视化显并发出控制命令进行安全防护，实现挂篮施工安全隐患的监测。

Description

一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统及控制方法

技术领域

本发明涉及桥梁挂篮领域，具体涉及一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统及控制方法。

背景技术

桥梁建设是道路交通建设的重要一环，不论桥梁的外形或施工环境，挂篮是桥梁建设的关键设备之一，挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式4种。挂篮自重轻、结构简单、坚固稳定、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性，受力后变形小等特点，并且挂篮下空间充足，可提供较大施工作业面，利于钢筋模板施工操作，因而得到大规模应用。

在挂篮施工过程的现有技术中，大部分还处于施工人员在现场实地操作和监测，施工过程严重依赖施工人员的经验判断，还不存在对施工过程的各项参数起到智能监控及控制的系统。挂篮施工往往位于高空的桥墩上，属于高空作业，危险程度高，人工操作危险系数高，凭借施工人员的经验存在诸多不安全因素；挂篮施工为高空作业，侧风的作用会对系统产生扰动影响施工精度，强风下甚至存在倾覆的风险，实际中，风速对行进中的挂篮设备的影响足以造成挂篮设备脱轨甚至倾覆，并且，行进中的挂篮设备的定位难以精确把握；在挂篮施工，混泥土的浇筑对温度的要求也较为严格以保障桥梁的质量，温度过低或过高都无法保证混泥土浇筑的质量，尤其对于桥段的拨口处的施工尤为重要，因此实际施工的环境温度需要实时监控；同时，挂篮设备上承载大量电气设备且许多为强电设备，工作中存在负荷过大等引起的火灾隐患。

发明内容

根据背景技术提出的问题，本发明提供一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。

一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，应用于挂篮设备上，包括传感模块、动作模块、警报器、PLC电气控制模块、串口服务器模块、交换机、路由器和本地手持终端；传感模块、动作模块、警报器与PLC电气控制模块电连接，PLC电气控制模块还与与远程串口模块连接，串口服务器模块连接至交换机，交换机连接至路由器，本地手持终端于局域网内连接路由器。

进一步地，所述传感模块包括分别与PLC电气控制模块连接的温度传感器、风速传感器、烟雾传感器和位移编码器。

进一步地，所述动作模块包括机械执行机构和喷淋机构，机械执行机构、喷淋机构与PLC电气控制模块电连接；机械执行机构设置于挂篮设备的承重链板上，喷淋机构设于挂篮设备的门联上且喷头正对着混泥土浇筑位置以及重点起火部位。

进一步地，所述路由器通过4G或WIFI与局域网连接。

一种桥梁挂篮施工安全隐患控制方法，包括：

传感模块探测挂篮设备的参数信息，并将采集的模拟量或数字量形式的多种环境变量和运行参数传输至PLC电气控制模块；

PLC电气控制模块对接收的数据与预设的阈值逻辑比较运算，一方面通过串口服务器模块，对数据和命令进行中转交换，继而通过交换机以及路由器发射进局域网，另一方面若超出预设值则输出警报信号；

本地手持终端接收信号，将各参数数据可视化显现，并输出控制命令；以及

PLC电气控制模块接受控制信号并作出响应，触发机械执行机构和喷淋机构动作。

有益效果：与现有技术相比，本发明通过传感模块探测挂篮设备施工过程中的各参数值，PLC电气控制模块一方面与预设值比较后发出警报信息，另一方面通过局域网于本地手持终端可视化显示，本地手持终端发出控制命令控制机械执行机构和喷淋机构动作进行安全防护，实现挂篮施工安全隐患的监测。

附图说明

图1：本系统的结构示意图。

图2：本系统的控制原理图。

图3：本地手持终端内软件客户端示意图。

图4：PLC电气控制模块的线路连接套。

具体实施方式

接下来结合附图对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。

一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，包括传感模块、动作模块、PLC电气控制模块、串口服务器模块、交换机、路由器和本地手持终端；传感模块、动作模块与PLC电气控制模块电连接，PLC电气控制模块还与与远程串口模块连接，串口服务器模块连接至交换机，交换机连接至路由器，本地手持终端在路由器组建的局域网内连接至路由器。

所述传感模块包括温度传感器、风速传感器、烟雾传感器和位移编码器，并且所述挂篮设备两侧各设有一个传感模块以分别探测挂篮设施两侧施工状态，温度传感器、风速传感器、烟雾传感器和位移编码器分别连接至PLC电气控制模块，同理，PLC电气控制模块也设置有两个且分别各设于挂篮设备两侧上以分别独立地接收传感模块的探测数据，两个PLC电气控制模块之间通过RS485线缆连接，任何一方PLC电气控制模块接收的控制命令都会复制分发到另一方的PLC系统，以实现挂篮两侧同步操作。

所述动作模块包括机械执行机构和喷淋机构，机械执行机构、喷淋机构与PLC电气控制模块电连接，机械执行机构例如液压缸控制挂篮设备的行进，设置于挂篮设备的承重链板上，喷淋机构设于挂篮设备的门联上且正对着混泥土浇筑位置以及重点起火部位例如控制箱等都设有喷头。

传感模块将采集的模拟量或数字量形式的多种环境变量和运行参数传输至PLC电气控制模块，PLC电气控制模块经过一定规则换算后，通过RS232或RS485通讯线连接到串口服务器模块的RS232/RS485通讯口一侧，以进行数据、命令的中转交换；串口服务器模块另一侧连接交换机，交换机连接路由器，路由器通过4G或WIFI与局域网连接，本地手持终端于局域网内连接路由器以实现交互遥控挂篮设备，本地手持终端例如平板电脑内在有客户端软件，本实施例中，客户端软件与远程串口模块以WIFI形式连接成服务器/客户端模式，根据PLC的串口通讯协议，可以定时从PLC中采集数据，显示、监控环境变量和运行参数，也可以实时发送命令控制PLC操纵机械执行机构或/和喷淋机构，实现近距离(300米内)的无线显示、无线控制功能。

其中，从PLC中采集数据，显示、监控环境变量和运行参数包括：温度传感器持续记录工作环境温度值；风速传感器持续记录挂篮机构推进和后退的速度值；烟雾传感器检测工地电气故障、机械故障等引起的火情，及时预警、防范事故发生；位移编码器，在平移、伸展挂篮机构时及时反馈位移量。

PLC电气控制模块内设有预设安全值，包括温度阈值、烟雾阈值、风速阈值和位移阈值，PLC电气控制模块的输出还连接警报灯，以在隐患发生之际及时发出警报警醒工作人员。

一种桥梁挂篮施工安全隐患控制方法，包括：

传感模块探测挂篮设备的参数信息，并将采集的模拟量或数字量形式的多种环境变量和运行参数传输至PLC电气控制模块；

PLC电气控制模块对接收的数据与预设的阈值逻辑比较运算，一方面通过串口服务器模块，对数据和命令进行中转交换，继而通过交换机以及路由器发射进局域网，另一方面若超出预设值则输出警报信号；

本地手持终端接收信号，将各参数数据可视化显现，并输出控制命令；

PLC电气控制模块接受控制信号并作出响应，触发机械执行机构和喷淋机构动作。

具体而言，传感模块将探测的温度值、速度值、烟雾值以及位移量信息传输并显示于本地手持终端的客户管理端上，如附图4所述；根据显示的数据信息和警报器的报警信号，在客户管理端的控制功能模块输出控制命令至PLC电气控制模块，PLC电气控制模块作出相应的响应，例如：位移量超过阈值，PLC电气控制模块控制机械执行机构做后退动作驱动挂篮设备后退至预设位置，或速度值超过阈值，PLC电气控制模块控制降低机械执行机构的输出，以降低挂篮设备的行进速度，以降低风速对挂篮设备行进造成的危险，或烟雾值超过阈值，PLC电气控制模块控制喷淋机构动作，对着火部位进行喷淋灭火，以在起火阶段火势不大的情况下及时扑灭火灾。

本发明通过温度传感器持续记录工作环境温度，为施工时浇注、凝化等工况提供参考依据；通过风速传感器，在平移、伸展挂篮机构时根据判断风向、风速合理选择推进和后退速度，以保证平衡性和安全性；通过烟雾传感器，检测工地电气故障、机械故障等引起的火情，及时预警、防范事故发生；通过位移编码器，在平移、伸展挂篮机构时能及时反馈位移量，超量位移时急停和限位处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，应用于挂篮设备上，其特征在于：包括传感模块、动作模块、警报器、PLC电气控制模块、串口服务器模块、交换机、路由器和本地手持终端；传感模块、动作模块、警报器与PLC电气控制模块电连接，PLC电气控制模块还与与远程串口模块连接，串口服务器模块连接至交换机，交换机连接至路由器，本地手持终端于局域网内连接路由器。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，其特征在于：所述传感模块包括分别与PLC电气控制模块连接的温度传感器、风速传感器、烟雾传感器和位移编码器。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，其特征在于：所述动作模块包括机械执行机构和喷淋机构，机械执行机构、喷淋机构与PLC电气控制模块电连接；机械执行机构设置于挂篮设备的承重链板上，喷淋机构设于挂篮设备的门联上且喷头正对着混泥土浇筑位置以及重点起火部位。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁挂篮施工安全隐患监测系统，其特征在于：所述路由器通过4G或WIFI与局域网连接。

5.利用根据权利要求1所述的桥梁挂篮施工安全隐患监测系统的一种桥梁挂篮施工安全隐患控制方法，包括：

传感模块探测挂篮设备的参数信息，并将采集的模拟量或数字量形式的多种环境变量和运行参数传输至PLC电气控制模块；

PLC电气控制模块对接收的数据与预设的阈值逻辑比较运算，一方面通过串口服务器模块，对数据和命令进行中转交换，继而通过交换机以及路由器发射进局域网，另一方面若超出预设值则输出警报信号；

本地手持终端接收信号，将各参数数据可视化显现，并输出控制命令；以及

PLC电气控制模块接受控制信号并作出响应，触发机械执行机构和喷淋机构动作。