CN112947283A - 一种拱涵工程质量的无人值守监测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，包括PLC模块、远程监控模块、电源模块、收敛计模块、拱架内力检测模块，所述PLC模块包括输入单元和输出单元；所述PLC模块连接有远程监控模块，收敛计模块通过数据接口连接器连接有PLC模块，拱架内力模块通过串口信号板连接有PLC模块。具有以下优点：系统可实现施工间歇时间内不需要人工进行轮班值守，对工程质量进行全程监控，当工程实施偏离预设值时可实现远程报警，且自行进行纠正，本发明对拱架进行内力检测，实现对基坑的监控量测，同时可实现施工中的两点高度差的测量，保证后续施工的准确性，当施工地点存在积水不符合标准时，可自行运转排水泵进行水位的调节，大幅减少施工人员的劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于工程领域，具体是一种拱涵工程质量的无人值守监测系统。
背景技术
拱涵用于水或人以及小型机车由道路下面穿越，拱涵采用拱形顶板，结构坚固、自重及超载潜力大，具备良好的抗压性能，且使用寿命长，但是拱式结构需要较大的建筑高度，施工时占用劳动力较多，工期较长以及对地基要求较高。设计、材料、机械、地形、地质、施工过程工艺、操作方法、管理制度等因素，均直接影响着工程项目的施工质量。施工过程是使公路及桥梁工程设计意图最终实现并形成工程实体的阶段，也是最终形成工程产品质量和工程项目使用价值的重要阶段。因此施工过程的质量控制不但是施工监理重要的工作内容，也是工程项目质量控制的重点，同时，路桥隧建成后健康监测预警及养维护规范，降低人民生命财产及国家经济损失也致关重要，因此加强路桥后期信息测控也十分必要。
如专利号为CN201410508959.6、专利名称为基于物联网的路桥工程质量测控信息化系统的专利，其有益效果如下：原材料数据采集系统、路面施工数据采集系统、搅拌场管理系统、路面安全监控系统、桥梁施工数据采集系统、实验室数据采集系统通过物联网与通讯系统连接，所述通讯系统通过物联网与服务器连接，所述管理系统能够读取服务器中所收集的数据，使得监控人员可以在管理系统中获取各个监控系统的监控数据，方便进行分析处理，并能对施工过程中出现的问题进行及时处理。
上述专利公开了路桥工程中各类信息的数据采集及其工程管理、监控，包括原材料数据采集、路面施工数据采集、桥梁施工数据采集、实验室数据采集、搅拌场管理和路面安全监控功能，对于路桥工程可以进行施工数据的采集以及施工后工程安全的监控；但是无法进行施工中各类数据进行详细的数据采集分析以及纠正的功能，施工中的工程质量尤为重要，施工中的各类数据需要保证绝对精确，并且再出现错误时可以进行及时的纠正。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，实现对拱涵施工中基坑和施工过程中各类数据的实时监测，对于拱涵施工至关重要的拱架进行其内力实时监测，确保拱架内力以及移位距离不会出现偏差，并实现拱涵施工过程中高度差和积水高度的测量以及积水自动排出。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，包括PLC模块、远程监控模块、电源模块、收敛计模块、拱架内力检测模块，所述PLC模块包括输入单元和输出单元；所述PLC模块连接有远程监控模块，收敛计模块通过数据接口连接器连接有PLC模块，拱架内力模块通过串口信号板连接有PLC模块。
进一步的，所述输入单元包括芯片U1和芯片U3，所述芯片U1的型号为ST40-INPUT，芯片U1的DIA区的1M脚接0V，芯片U1的DIA区的0脚连接有急停按钮SB1一端，急停按钮SB1另一端接24V，此部分用于急停按钮控制；芯片U1的DIA区的1脚连接有旋钮SA1一端，旋钮SA1另一端接24V，此部分用于检修按钮控制；芯片U1的DIA区的2脚连接有旋钮SA2一端，旋钮SA2另一端接24V，此部分用于排水主备泵选择控制；芯片U1的DIA区的3脚连接有常开按钮SB11一端，常开按钮SB11另一端接24V，此部分用于排水启动按钮控制；芯片U1的DIA区的4脚连接有常开按钮SB12一端，常开按钮SB12另一端接24V，此部分用于排水停止按钮控制；芯片U1的DIA区的5脚连接有常开按钮SB13一端，常开按钮SB13另一端接24V，此部分用于照明1按钮控制；芯片U1的DIA区的6脚连接有常开按钮SB14一端，常开按钮SB14另一端接24V，此部分用于照明2按钮控制；
所述芯片U1的DIA区的7脚连接有继电器常开触头KA1一端，继电器常开触头KA1另一端接24V，此部分用于排水泵主运行信号控制；
所述芯片U1的DIB区的0脚连接有继电器常闭触点KA11一端，继电器常闭触点KA11另一端接24V，此部分用于排水泵主故障信号控制；芯片U1的DIB区的1脚连接有继电器常开触点KA2一端，继电器常开触点KA2另一端接24V，此部分用于排水泵备运行信号；芯片U1的DIB区的2脚连接有继电器常闭触点KA12一端，继电器常闭触点KA12另一端接24V，此部分用于排水泵备故障信号。
进一步的，所述芯片U1的DIC区的0脚连接有继电器常开触点KA3一端，继电器常开触点KA3另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行1；芯片U1的DIC区的1脚连接有继电器常开触点KA4一端，继电器常开触点KA4另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行2；芯片U1的DIC区的2脚连接有继电器常开触点KA5一端，继电器常开触点KA5另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行3；芯片U1的DIC区的3脚连接有继电器常开触点KA6一端，继电器常开触点KA6另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行4；芯片U1的DIC区的4脚连接有继电器常开触点KA7一端，继电器常开触点KA7另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行1；芯片U1的DIC区的5脚连接有继电器常开触点KA8一端，继电器常开触点KA8另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行2；芯片U1的DIC区的6脚连接有继电器常开触点KA9一端，继电器常开触点KA9另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行3；芯片U1的DIC区的7脚连接有继电器常开触点KA10一端，继电器常开触点KA10另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行4；
所述芯片U3的型号为AE08，芯片U3的L+脚接24V，芯片U3的M脚接0V；芯片U3的1+脚和1-脚用于1号液压式静力水准仪控制；芯片U3的2+脚和2-脚用于2号液压式静力水准仪控制；芯片U3的3+脚和3-脚用于3号液压式静力水准仪控制；芯片U3的4+脚和4-脚用于4号液压式静力水准仪控制；芯片U3的5+脚和5-脚用于水位检测控制；芯片U3的6+脚和6-脚用于通道湿度控制；芯片U3的7+脚和7-脚同样用于通道湿度控制。
进一步的，所述输出单元包括芯片U2，芯片U2的型号为ST40-OUTPUT，芯片U2的DOA区的1L脚和2L脚接24V，芯片U2的DOA区的0脚连接有继电器KA1线圈，继电器KA1线圈另一端接0V，此部分用于排水泵控制；芯片U2的DOA区的1脚连接有继电器KA2线圈一端，继电器KA2线圈另一端接0V，此部分用于排水泵备用控制；芯片U2的DOA区的2脚连接有继电器KA3线圈一端，继电器KA3线圈另一端接0V，此部分用于照明1控制；芯片U2的DOA区的3脚连接有继电器KA4线圈一端，继电器KA4线圈另一端接0V，此部分用于照明2控制；芯片U2的DOA区的6脚连接有继电器KA4线圈一端，继电器KA4线圈另一端接0V，此部分用于照明2控制；
所述芯片U2的DOA区的4脚用于收敛计1清零；芯片U2的DOA区的5脚用于收敛计2清零；芯片U2的DOA区的6脚连接有指示灯X1一端，指示灯X1另一端接0V，此部分用于排水泵运行指示灯控制；芯片U2的DOA区的7脚连接有指示灯X2一端，指示灯X2另一端接0V，此部分用于故障报警指示灯控制；芯片U2的DOB区的3L脚用于拱架内力COM控制；芯片U2的DOB区的0脚用于拱架1#清零1控制；芯片U2的DOB区的1脚用于拱架1#清零2控制；芯片U2的DOB区的2脚用于拱架1#清零3控制；芯片U2的DOB区的3脚用于拱架1#清零4控制；芯片U2的DOB区的4L脚用于拱架内力COM控制；芯片U2的DOB区的4脚用于拱架2#清零1控制；芯片U2的DOB区的5脚用于拱架2#清零2控制；芯片U2的DOB区的6脚用于拱架2#清零3控制；芯片U2的DOB区的7脚用于拱架2#清零4控制。
进一步的，所述收敛计模块包括收敛计SL1、收敛计SL2和数据接口连接器J1，数据接口连接器J1的型号为ST40-DB9；所述收敛计SL1的24V+脚接24V，收敛计SL1的COM脚接0V；收敛计SL2的24V+脚接24V，收敛计SL2的COM脚接0V，收敛计SL1的A+脚和收敛计SL2的A+脚连接有数据接口连接器J1的DB9-A+脚，收敛计SL1的B+脚和收敛计SL2的B+脚连接有数据接口连接器J1的DB9-B+脚，收敛计SL1的A+脚、B-脚和Shield脚接地，收敛计SL2的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
进一步的，所述远程监控模块包括远程模块WK1，远程模块WK1的型号为4G DTU，无线终端WK1连接PLC。
进一步的，所述电源模块包括三相电源，三相电源的R线、S线和T线连接有断路器QF1一端和断路器QF2一端，三相电源的R线和N线连接有断路器QF3一端、断路器QF4一端、PLC的L脚、N脚和开关电源的L脚、N脚，断路器QF1另一端连接有接触器KM1触点一端，接触器KM1触点另一端连接有热继电器FR1一端，热继电器FR1另一端连接有电机M1一端，电机M1另一端接地，此部分用于排水泵控制；
所述断路器QF2另一端连接有接触器KM2触点一端，接触器KM2触点另一端连接有热继电器FR2一端，热继电器FR2另一端连接有电机M2一端，电机M2另一端接地，此部分用于备份排水泵控制；
所述断路器QF3另一端连接有接触器KM3触点一端，接触器KM3触点另一端接指示灯X11，此部分用于照明1控制；
所述断路器QF4另一端连接有接触器KM4触点一端，接触器KM4触点另一端接指示灯X12，此部分用于照明2控制。
进一步的，所述拱架内力检测模块包括拱架内力检测仪GJ1和串口信号板US1，拱架内力检测仪GJ1的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT1，拱架内力检测仪GJ1的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ1的24V+脚接24V，拱架内力检测仪GJ1的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ1的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ1的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ1的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ2，拱架内力检测仪GJ2的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT2，拱架内力检测仪GJ2的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ2的24V+脚接24V，拱架内力检测仪GJ2的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ2的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ2的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ2的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ3，拱架内力检测仪GJ3的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT3，拱架内力检测仪GJ3的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ3的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ3的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ3的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ3的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ3的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
进一步的，所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ4，拱架内力检测仪GJ4的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT4，拱架内力检测仪GJ4的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ4的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ4的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ4的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ4的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ4的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ5，拱架内力检测仪GJ5的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT5，拱架内力检测仪GJ5的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ5的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ5的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ5的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ5的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ5的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ6，拱架内力检测仪GJ6的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT6，拱架内力检测仪GJ6的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ6的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ6的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ6的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ6的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ6的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
进一步的，所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ7，拱架内力检测仪GJ7的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT7，拱架内力检测仪GJ7的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ7的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ7的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ7的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ7的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ7的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ8，拱架内力检测仪GJ8的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT8，拱架内力检测仪GJ8的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ8的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ8的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ8的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ8的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ8的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测仪GJ1至拱架内力检测仪GJ4构成内力检测1组，拱架内力检测仪GJ5至拱架内力检测仪GJ8构成内力检测2组。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明采用PLC控制，系统可实现施工间歇时间内不需要人工进行轮班值守，本发明可对工程质量进行全程监控，当工程实施偏离预设值时可实现远程报警，且自行进行纠正，本发明对拱架进行内力检测，实现对基坑的监控量测，同时可实现施工中的两点高度差的测量，保证后续施工的准确性，当施工地点存在积水不符合标准时，可自行运转排水泵进行水位的调节，大幅减少施工人员的劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1至图3为本发明的PLC模块电气原理图；
图4为本发明的收敛计模块电气原理图；
图5为本发明的远程监控模块电气原理图；
图6为本发明的电源模块电气原理图；
图7和图8为本发明的拱架内力检测模块电气原理图；
图9为本发明的系统工作流程图。
具体实施方式
实施例1，一种拱涵工程质量的无人值守监测系统包括PLC模块、远程监控模块、电源模块、收敛计模块、拱架内力检测模块，所述PLC模块包括输入单元和输出单元；所述PLC模块连接有远程监控模块，收敛计模块通过数据接口连接器连接有PLC模块，拱架内力模块通过串口信号板连接有PLC模块。
如图1、图3所示，所述输入单元包括芯片U1和芯片U3，所述芯片U1的型号为ST40-INPUT，芯片U1的DIA区的1M脚接0V，芯片U1的DIA区的0脚连接有急停按钮SB1一端，急停按钮SB1另一端接24V，此部分用于急停按钮控制；芯片U1的DIA区的1脚连接有旋钮SA1一端，旋钮SA1另一端接24V，此部分用于检修按钮控制；芯片U1的DIA区的2脚连接有旋钮SA2一端，旋钮SA2另一端接24V，此部分用于排水主备泵选择控制；芯片U1的DIA区的3脚连接有常开按钮SB11一端，常开按钮SB11另一端接24V，此部分用于排水启动按钮控制；芯片U1的DIA区的4脚连接有常开按钮SB12一端，常开按钮SB12另一端接24V，此部分用于排水停止按钮控制；芯片U1的DIA区的5脚连接有常开按钮SB13一端，常开按钮SB13另一端接24V，此部分用于照明1按钮控制；芯片U1的DIA区的6脚连接有常开按钮SB14一端，常开按钮SB14另一端接24V，此部分用于照明2按钮控制。
所述芯片U1的DIA区的7脚连接有继电器常开触头KA1一端，继电器常开触头KA1另一端接24V，此部分用于排水泵主运行信号控制。
所述芯片U1的DIB区的0脚连接有继电器常闭触点KA11一端，继电器常闭触点KA11另一端接24V，此部分用于排水泵主故障信号控制；芯片U1的DIB区的1脚连接有继电器常开触点KA2一端，继电器常开触点KA2另一端接24V，此部分用于排水泵备运行信号；芯片U1的DIB区的2脚连接有继电器常闭触点KA12一端，继电器常闭触点KA12另一端接24V，此部分用于排水泵备故障信号。
所述芯片U1的DIC区的0脚连接有继电器常开触点KA3一端，继电器常开触点KA3另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行1；芯片U1的DIC区的1脚连接有继电器常开触点KA4一端，继电器常开触点KA4另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行2；芯片U1的DIC区的2脚连接有继电器常开触点KA5一端，继电器常开触点KA5另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行3；芯片U1的DIC区的3脚连接有继电器常开触点KA6一端，继电器常开触点KA6另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行4；芯片U1的DIC区的4脚连接有继电器常开触点KA7一端，继电器常开触点KA7另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行1；芯片U1的DIC区的5脚连接有继电器常开触点KA8一端，继电器常开触点KA8另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行2；芯片U1的DIC区的6脚连接有继电器常开触点KA9一端，继电器常开触点KA9另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行3；芯片U1的DIC区的7脚连接有继电器常开触点KA10一端，继电器常开触点KA10另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行4。
所述芯片U3的型号为AE08，芯片U3的L+脚接24V，芯片U3的M脚接0V；芯片U3的1+脚和1-脚用于1号液压式静力水准仪控制；芯片U3的2+脚和2-脚用于2号液压式静力水准仪控制；芯片U3的3+脚和3-脚用于3号液压式静力水准仪控制；芯片U3的4+脚和4-脚用于4号液压式静力水准仪控制；芯片U3的5+脚和5-脚用于水位检测控制；芯片U3的6+脚和6-脚用于通道湿度控制；芯片U3的7+脚和7-脚同样用于通道湿度控制。
如图2所示，所述输出单元包括芯片U2，芯片U2的型号为ST40-OUTPUT，芯片U2的DOA区的1L脚和2L脚接24V，芯片U2的DOA区的0脚连接有继电器KA1线圈，继电器KA1线圈另一端接0V，此部分用于排水泵控制；芯片U2的DOA区的1脚连接有继电器KA2线圈一端，继电器KA2线圈另一端接0V，此部分用于排水泵备用控制；芯片U2的DOA区的2脚连接有继电器KA3线圈一端，继电器KA3线圈另一端接0V，此部分用于照明1控制；芯片U2的DOA区的3脚连接有继电器KA4线圈一端，继电器KA4线圈另一端接0V，此部分用于照明2控制；芯片U2的DOA区的6脚连接有继电器KA4线圈一端，继电器KA4线圈另一端接0V，此部分用于照明2控制。
所述芯片U2的DOA区的4脚用于收敛计1清零；芯片U2的DOA区的5脚用于收敛计2清零；芯片U2的DOA区的6脚连接有指示灯X1一端，指示灯X1另一端接0V，此部分用于排水泵运行指示灯控制；芯片U2的DOA区的7脚连接有指示灯X2一端，指示灯X2另一端接0V，此部分用于故障报警指示灯控制；芯片U2的DOB区的3L脚用于拱架内力COM控制；芯片U2的DOB区的0脚用于拱架1#清零1控制；芯片U2的DOB区的1脚用于拱架1#清零2控制；芯片U2的DOB区的2脚用于拱架1#清零3控制；芯片U2的DOB区的3脚用于拱架1#清零4控制；芯片U2的DOB区的4L脚用于拱架内力COM控制；芯片U2的DOB区的4脚用于拱架2#清零1控制；芯片U2的DOB区的5脚用于拱架2#清零2控制；芯片U2的DOB区的6脚用于拱架2#清零3控制；芯片U2的DOB区的7脚用于拱架2#清零4控制。
如图4所示，所述收敛计模块包括收敛计SL1、收敛计SL2和数据接口连接器J1，数据接口连接器J1的型号为ST40-DB9；所述收敛计SL1的24V+脚接24V，收敛计SL1的COM脚接0V；收敛计SL2的24V+脚接24V，收敛计SL2的COM脚接0V，收敛计SL1的A+脚和收敛计SL2的A+脚连接有数据接口连接器J1的DB9-A+脚，收敛计SL1的B+脚和收敛计SL2的B+脚连接有数据接口连接器J1的DB9-B+脚，收敛计SL1的A+脚、B-脚和Shield脚接地，收敛计SL2的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
如图5所示，所述远程监控模块包括远程模块WK1，远程模块WK1的型号为4G DTU，无线终端WK1连接PLC。
如图6所示，所述电源模块包括三相电源，三相电源的R线、S线和T线连接有断路器QF1一端和断路器QF2一端，三相电源的R线和N线连接有断路器QF3一端、断路器QF4一端、PLC的L脚、N脚和开关电源的L脚、N脚，断路器QF1另一端连接有接触器KM1触点一端，接触器KM1触点另一端连接有热继电器FR1一端，热继电器FR1另一端连接有电机M1一端，电机M1另一端接地，此部分用于排水泵控制。
所述断路器QF2另一端连接有接触器KM2触点一端，接触器KM2触点另一端连接有热继电器FR2一端，热继电器FR2另一端连接有电机M2一端，电机M2另一端接地，此部分用于备份排水泵控制。
所述断路器QF3另一端连接有接触器KM3触点一端，接触器KM3触点另一端接指示灯X11，此部分用于照明1控制。
所述断路器QF4另一端连接有接触器KM4触点一端，接触器KM4触点另一端接指示灯X12，此部分用于照明2控制。
如图7和图8所示，所述拱架内力检测模块包括拱架内力检测仪GJ1和串口信号板US1，拱架内力检测仪GJ1的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT1，拱架内力检测仪GJ1的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ1的24V+脚接24V，拱架内力检测仪GJ1的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ1的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ1的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ1的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ2，拱架内力检测仪GJ2的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT2，拱架内力检测仪GJ2的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ2的24V+脚接24V，拱架内力检测仪GJ2的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ2的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ2的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ2的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ3，拱架内力检测仪GJ3的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT3，拱架内力检测仪GJ3的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ3的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ3的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ3的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ3的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ3的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ4，拱架内力检测仪GJ4的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT4，拱架内力检测仪GJ4的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ4的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ4的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ4的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ4的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ4的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ5，拱架内力检测仪GJ5的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT5，拱架内力检测仪GJ5的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ5的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ5的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ5的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ5的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ5的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ6，拱架内力检测仪GJ6的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT6，拱架内力检测仪GJ6的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ6的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ6的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ6的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ6的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ6的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ7，拱架内力检测仪GJ7的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT7，拱架内力检测仪GJ7的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ7的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ7的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ7的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ7的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ7的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ8，拱架内力检测仪GJ8的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT8，拱架内力检测仪GJ8的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ8的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ8的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ8的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ8的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ8的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
所述拱架内力检测仪GJ1至拱架内力检测仪GJ4构成内力检测1组，拱架内力检测仪GJ5至拱架内力检测仪GJ8构成内力检测2组。
如图9所示，一种拱涵工程质量的无人值守监测系统的工作原理如下:系统开始工作之后，内力检测1组和内力检测2组进行拱架内力检测，收敛计SL1和收敛计SL2对于拱架移位距离进行判定，1-4号液压式静力水准仪进行两点间高度差进行测量，同时系统读取积水液位；内力检测1组和内力检测2组计算平均值，单独进行偏差计算，如果超出偏差范围，内力检测组进行重新检测，同时相应的内力检测组发出警告，由4G DTU远程模块发出报警信号；如果两组数据均通过，那么两组数据进行统一计算，进行偏差计算，如果超出偏差范围，内力检测组进行重新检测，同时相应的内力检测组发出警告，由4G DTU远程模块发出报警信号；如果收敛计SL1和收敛计SL2对于移位距离判定的结果大于设定值，收敛计将会重新进行判定，同时相对应的收敛计发出警告，由4G DTU远程模块发出报警信号，然后进行下一次工作循环； 1号至4号液压式静力水准仪将得到的数据进行均值计算，如果均值的偏差超出了范围，水准仪进行数据的重新采集，同时水准仪发出警告，由4G DTU远程模块发出报警信号；系统对于液位进行判断是否超过高位设定值，如果没有超过预设值，将会循环监测，如果积水液位超出高位设定值，那么排水泵开启，同时系统对于低位设定值进行监测，如果积水液位低于低位设定值排水泵关闭，进行下一次工作循环。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：包括PLC模块、远程监控模块、电源模块、收敛计模块、拱架内力检测模块，所述PLC模块包括输入单元和输出单元；所述PLC模块连接有远程监控模块，收敛计模块通过数据接口连接器连接有PLC模块，拱架内力模块通过串口信号板连接有PLC模块。
2.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述输入单元包括芯片U1和芯片U3，所述芯片U1的型号为ST40-INPUT，芯片U1的DIA区的1M脚接0V，芯片U1的DIA区的0脚连接有急停按钮SB1一端，急停按钮SB1另一端接24V，此部分用于急停按钮控制；芯片U1的DIA区的1脚连接有旋钮SA1一端，旋钮SA1另一端接24V，此部分用于检修按钮控制；芯片U1的DIA区的2脚连接有旋钮SA2一端，旋钮SA2另一端接24V，此部分用于排水主备泵选择控制；芯片U1的DIA区的3脚连接有常开按钮SB11一端，常开按钮SB11另一端接24V，此部分用于排水启动按钮控制；芯片U1的DIA区的4脚连接有常开按钮SB12一端，常开按钮SB12另一端接24V，此部分用于排水停止按钮控制；芯片U1的DIA区的5脚连接有常开按钮SB13一端，常开按钮SB13另一端接24V，此部分用于照明1按钮控制；芯片U1的DIA区的6脚连接有常开按钮SB14一端，常开按钮SB14另一端接24V，此部分用于照明2按钮控制；
所述芯片U1的DIA区的7脚连接有继电器常开触头KA1一端，继电器常开触头KA1另一端接24V，此部分用于排水泵主运行信号控制；
所述芯片U1的DIB区的0脚连接有继电器常闭触点KA11一端，继电器常闭触点KA11另一端接24V，此部分用于排水泵主故障信号控制；芯片U1的DIB区的1脚连接有继电器常开触点KA2一端，继电器常开触点KA2另一端接24V，此部分用于排水泵备运行信号；芯片U1的DIB区的2脚连接有继电器常闭触点KA12一端，继电器常闭触点KA12另一端接24V，此部分用于排水泵备故障信号。
3.如权利要求2所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述芯片U1的DIC区的0脚连接有继电器常开触点KA3一端，继电器常开触点KA3另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行1；芯片U1的DIC区的1脚连接有继电器常开触点KA4一端，继电器常开触点KA4另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行2；芯片U1的DIC区的2脚连接有继电器常开触点KA5一端，继电器常开触点KA5另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行3；芯片U1的DIC区的3脚连接有继电器常开触点KA6一端，继电器常开触点KA6另一端接24V，此部分用于拱架1#内力检测运行4；芯片U1的DIC区的4脚连接有继电器常开触点KA7一端，继电器常开触点KA7另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行1；芯片U1的DIC区的5脚连接有继电器常开触点KA8一端，继电器常开触点KA8另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行2；芯片U1的DIC区的6脚连接有继电器常开触点KA9一端，继电器常开触点KA9另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行3；芯片U1的DIC区的7脚连接有继电器常开触点KA10一端，继电器常开触点KA10另一端接24V，此部分用于拱架2#内力检测运行4；
所述芯片U3的型号为AE08，芯片U3的L+脚接24V，芯片U3的M脚接0V；芯片U3的1+脚和1-脚用于1号液压式静力水准仪控制；芯片U3的2+脚和2-脚用于2号液压式静力水准仪控制；芯片U3的3+脚和3-脚用于3号液压式静力水准仪控制；芯片U3的4+脚和4-脚用于4号液压式静力水准仪控制；芯片U3的5+脚和5-脚用于水位检测控制；芯片U3的6+脚和6-脚用于通道湿度控制；芯片U3的7+脚和7-脚同样用于通道湿度控制。
4.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述输出单元包括芯片U2，芯片U2的型号为ST40-OUTPUT，芯片U2的DOA区的1L脚和2L脚接24V，芯片U2的DOA区的0脚连接有继电器KA1线圈，继电器KA1线圈另一端接0V，此部分用于排水泵控制；芯片U2的DOA区的1脚连接有继电器KA2线圈一端，继电器KA2线圈另一端接0V，此部分用于排水泵备用控制；芯片U2的DOA区的2脚连接有继电器KA3线圈一端，继电器KA3线圈另一端接0V，此部分用于照明1控制；芯片U2的DOA区的3脚连接有继电器KA4线圈一端，继电器KA4线圈另一端接0V，此部分用于照明2控制；芯片U2的DOA区的6脚连接有继电器KA4线圈一端，继电器KA4线圈另一端接0V，此部分用于照明2控制；
所述芯片U2的DOA区的4脚用于收敛计1清零；芯片U2的DOA区的5脚用于收敛计2清零；芯片U2的DOA区的6脚连接有指示灯X1一端，指示灯X1另一端接0V，此部分用于排水泵运行指示灯控制；芯片U2的DOA区的7脚连接有指示灯X2一端，指示灯X2另一端接0V，此部分用于故障报警指示灯控制；芯片U2的DOB区的3L脚用于拱架内力COM控制；芯片U2的DOB区的0脚用于拱架1#清零1控制；芯片U2的DOB区的1脚用于拱架1#清零2控制；芯片U2的DOB区的2脚用于拱架1#清零3控制；芯片U2的DOB区的3脚用于拱架1#清零4控制；芯片U2的DOB区的4L脚用于拱架内力COM控制；芯片U2的DOB区的4脚用于拱架2#清零1控制；芯片U2的DOB区的5脚用于拱架2#清零2控制；芯片U2的DOB区的6脚用于拱架2#清零3控制；芯片U2的DOB区的7脚用于拱架2#清零4控制。
5.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述收敛计模块包括收敛计SL1、收敛计SL2和数据接口连接器J1，数据接口连接器J1的型号为ST40-DB9；所述收敛计SL1的24V+脚接24V，收敛计SL1的COM脚接0V；收敛计SL2的24V+脚接24V，收敛计SL2的COM脚接0V，收敛计SL1的A+脚和收敛计SL2的A+脚连接有数据接口连接器J1的DB9-A+脚，收敛计SL1的B+脚和收敛计SL2的B+脚连接有数据接口连接器J1的DB9-B+脚，收敛计SL1的A+脚、B-脚和Shield脚接地，收敛计SL2的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
6.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述远程监控模块包括远程模块WK1，远程模块WK1的型号为4G DTU，无线终端WK1连接PLC。
7.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述电源模块包括三相电源，三相电源的R线、S线和T线连接有断路器QF1一端和断路器QF2一端，三相电源的R线和N线连接有断路器QF3一端、断路器QF4一端、PLC的L脚、N脚和开关电源的L脚、N脚，断路器QF1另一端连接有接触器KM1触点一端，接触器KM1触点另一端连接有热继电器FR1一端，热继电器FR1另一端连接有电机M1一端，电机M1另一端接地，此部分用于排水泵控制；
所述断路器QF2另一端连接有接触器KM2触点一端，接触器KM2触点另一端连接有热继电器FR2一端，热继电器FR2另一端连接有电机M2一端，电机M2另一端接地，此部分用于备份排水泵控制；
所述断路器QF3另一端连接有接触器KM3触点一端，接触器KM3触点另一端接指示灯X11，此部分用于照明1控制；
所述断路器QF4另一端连接有接触器KM4触点一端，接触器KM4触点另一端接指示灯X12，此部分用于照明2控制。
8.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述拱架内力检测模块包括拱架内力检测仪GJ1和串口信号板US1，拱架内力检测仪GJ1的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT1，拱架内力检测仪GJ1的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ1的24V+脚接24V，拱架内力检测仪GJ1的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ1的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ1的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ1的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ2，拱架内力检测仪GJ2的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT2，拱架内力检测仪GJ2的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ2的24V+脚接24V，拱架内力检测仪GJ2的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ2的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ2的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ2的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ3，拱架内力检测仪GJ3的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT3，拱架内力检测仪GJ3的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ3的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ3的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ3的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ3的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ3的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
9.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ4，拱架内力检测仪GJ4的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT4，拱架内力检测仪GJ4的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ4的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ4的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ4的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ4的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ4的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ5，拱架内力检测仪GJ5的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT5，拱架内力检测仪GJ5的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ5的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ5的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ5的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ5的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ5的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ6，拱架内力检测仪GJ6的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT6，拱架内力检测仪GJ6的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ6的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ6的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ6的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ6的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ6的A+脚、B-脚和Shield脚接地。
10.如权利要求1所述的一种拱涵工程质量的无人值守监测系统，其特征在于：所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ7，拱架内力检测仪GJ7的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT7，拱架内力检测仪GJ7的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ7的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ7的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ7的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ7的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ7的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测模块还包括拱架内力检测仪GJ8，拱架内力检测仪GJ8的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚和EXC-脚连接有探头TT8，拱架内力检测仪GJ8的EXC+脚、SIG+脚、SIG-脚、EXC-脚和Shield脚接地，拱架内力检测仪GJ8的24V+脚接 24V，拱架内力检测仪GJ8的COM脚接0V，拱架内力检测仪GJ8的B+脚连接有串口信号板US1的TX/B脚，拱架内力检测仪GJ8的A+脚连接有串口信号板US1的RX/A脚，拱架内力检测仪GJ8的A+脚、B-脚和Shield脚接地；
所述拱架内力检测仪GJ1至拱架内力检测仪GJ4构成内力检测1组，拱架内力检测仪GJ5至拱架内力检测仪GJ8构成内力检测2组。
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