干法下出料振沖制樁監(jiān)控系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著振沖制樁地基處理技術在國際地基處理工程中的大量應用，現在的振沖施工工藝無論是在對環(huán)境的友好性，制樁的效率以及設備的穩(wěn)定性都有了長足的進步。為了滿足復雜的制樁工藝以及在較高的制樁效率下監(jiān)測成樁質量的需求，需要一套可靠的控制系統(tǒng)以及樁質量在線監(jiān)測系統(tǒng)。
　　 本系統(tǒng)的設計主要針對水下干法下出料振沖碎石樁制樁工藝。該系統(tǒng)控制部分的設計首先研究振沖器結構原理和施工工藝以確定控制參數;樁質量在線監(jiān)測部分的設計在對施工工藝以及振沖器工作

2、性能參數研究的基礎上，結合相關的行業(yè)標準，確定監(jiān)測參數以及相對應的數據采集設備。為了適應現場復雜的施工環(huán)境，增加系統(tǒng)的靈活性，系統(tǒng)應具有無線遠端操縱的功能，最終確定了采用軟啟動器，PLC，主觸摸屏，遠端觸摸屏，無線AP，工控機以及各類前置傳感器組合的總體監(jiān)控系統(tǒng)的方案。搭建好硬件環(huán)境之后，完成相對應的PLC控制程序設計，觸摸屏界面、程序設計以及數據在線以及后處理程序的設計。
　　 PLC是整個系統(tǒng)的核心部分，它起到了輸出狀態(tài)及控

3、制參數，處理相關監(jiān)測數據以及跟觸摸屏及部分傳感器進行數據通訊的作用。通過分析本系統(tǒng)采用西門子的S7-200型可編程控制器，利用STEP7MicroWIN進行編程。觸摸屏是人機交互的主要設備。無論是對設備的控制操作以及參數設置，還是制樁過程中各種參數的顯示都需要通過觸摸屏來完成，所以合理的界面布局將直接影響系統(tǒng)的使用性。結合人機工程學以及相關的視覺理論，利用EB8000組態(tài)軟件完成觸摸屏的界面以及程序的設計。主觸摸屏以及遠端觸摸屏分別采用

4、威綸通的i系列以及TK系列觸摸屏。各硬件之間的通訊方式主要采用串口通訊，包括RS232以及RS485串口通訊。通訊協(xié)議主要包括MODBUS通訊協(xié)議，TCP/IP通訊協(xié)議以及沒有形成標準的自由協(xié)議。工控機的作用是對數據進行再一次的分析處理，將區(qū)域中單根樁的數據聯(lián)系起來，對整個區(qū)域的制樁數據進行統(tǒng)計，分析以及三維成像，有效評估振沖器的使用狀況以及地層與振沖器運作參數的內在聯(lián)系。數據的在線以及后處理程序采用美國NI公司的圖形化編程軟件編寫。<

5、br>　　 本系統(tǒng)的設計不僅滿足了該工藝的施工要求，而且取得了以下成果:將控制系統(tǒng)以及樁質量在線監(jiān)測系統(tǒng)兩者結合的系統(tǒng)構架大大降低了設備的成本，增強了系統(tǒng)結構的緊湊性減少了設備占用的空間，有利于設備的維護;采用了無線AP技術，實現了系統(tǒng)遠端無線操作，保證了遠端觸摸屏以及主觸摸屏之間的通訊質量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;采用了以編碼器為核心的測深機構，解決了制樁過程中料管伸縮造成的深度測量問題;工控機的加入旨在增強了數據分析處理的能力，當現場