一种结构安全监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全监控技术领域，尤其涉及一种结构安全监控系统。
【背景技术】
[0002]核电站安全壳是核反应堆的围护结构，是继核燃烧包壳、压力壳之后的第三道安全屏障，其结构安全重要性无与伦比。根据国际原子能机构有关规定，核电站安全壳结构建造后和在役期间需要定期进行密封性试验、强度试验以及日常的安全监控。鉴于此，在安全壳的施工过程中，在混凝土结构内预埋了或者在结构外侧壁安装了对安全壳的各种变形进行测量的大量永久性仪表。二代半以前的核电技术，上述测量仪表分散在结构不同的部位，在试验期间一般都是通过人工跑点采用手持式的测读仪表进行测量。当前，以台山核电站的EPR三代核电技术为例，根据结构的安全检测的考虑，布设了 700余支仪表，这些仪表所检测的参数种类多、容量大，依靠单纯的原有人工跑点方式收集数据和实现监控已不能满足核电监控的规定与设计要求。同时，随着当代对核电安全管理意识的提升以及节省人工成本需求迫切，原有的二代半以前的核电技术，迫切需要对原有的测试系统进行改造升级，通过改造集成一种结构安全自动化监控技术已经是势在必行。
[0003]其它非核电领域，对于重要的影响国际民生和公共安全的建筑结构，如国家会议中心、体育场、大跨桥梁等，根据设计要求，在结构的建造或者运行期间也需要进行结构安全监控，因此往往根据结构的重要性程度及设计的要求布设了大量的检测仪表，这些结构安全监控也需要集成一种自动化的监控技术。
[0004]因此可知，在现有技术中，对于当前两代半的核电站安全壳结构安全监测技术，已经实现了结构安全检测用传感器的设计与布设。图1为现有技术中的核电结构监测系统架构图，如图1所示，现有技术中的核电结构监测系统包括测量端11、接线端12和采集终端13。其中，测量端11中可以包括有多种种类的传感器。例如，图1中所示的第I类传感器
111、……、第N类传感器IlN等。接线端12中具有N个接线盒，每一个接线盒121都与其所对应的某一类传感器通过电缆连接，例如，图1中所示的接线盒121与第I类传感器通过电缆连接，……，接线盒12N与第N类传感器通过电缆连接。采集终端13可以包括多个便携式读数仪，其中，每一类传感器都对应一个相应的便携式读数仪。例如，图1中所示的第I类便携式读数仪131与接线盒121通过数据线连接，……，第N类便携式读数仪13N与接线盒12N通过数据线连接。
[0005]根据上述结构可知，现有技术中的结构监测系统中的传感器均是就近分散式布置，并使用便携式读数仪通过人工跑点的方式进行数据采集，然后根据采集所得数据人工录入和分析处理并进行评判与控制，因此缺乏集成式的数据自动化采集与控制装置。
[0006]对于其它非核电领域，结构安全监测实现了结构安全检测用传感器子系统的设计与布设，对于数据收集系统除人工收集外，也有集成了半自动或者自动程度较高的收集系统，但这些半自动或者自动化程度较高的监测系统各个功能部分都是相互独立的，并未集成为一体化的采集柜。对于半自动化的数据收集系统基本是需要人工干预情况下分批次的收集结构的基本参数。而自动化程度较高的收集系统，其能够采集的信号类型也往往都比较单一，每种信号类型的采集装置独立工作，最后数据通过人工归集和分析最后实现人工对结构安全的监控与评估。
[0007]鉴于当前核电事业的蓬勃发展，第三代核电技术的推广应用，大容量、多参数检测仪表的应用，迫切需要开发一套标准化的结构安全监控技术，研发与之匹配的结构安全自动化监测标准化控制柜。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供了一种结构安全监控系统，从而提高了使用效率、节约了大量的人工成本、获得了海量原始数据，可以实现实时自动分析处理和结果呈现，做到实时异常工况预警，对安全壳的正常运行取到很好的监管作用。
[0009]本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0010]一种结构安全监控系统，该系统包括:主机柜、附属集线箱和测量端；
[0011]所述主机柜，通过控制电缆和数据电缆与附属集线箱连接，所述附属集线箱通过所述数据电缆与测量端连接；
[0012 ]所述主机柜中包括:工控机、交换机和多个主采集器；
[0013]所述附属集线箱中包括:多个扩展模块；
[0014]所述测量端中包括:多个接线盒和多个与接线盒连接的传感器；
[0015]所述工控机通过交换机向所述主采集器传输采集命令；
[0016]所述主采集器根据采集命令通过控制电缆控制对应的扩展模块的各个通道按照顺序逐一采集数据并通过数据电缆与主采集器进行数据交换；
[0017]所述扩展模块通过数据电缆接收与其通过接线盒连接的各个传感器的测量数据，并通过数据电缆将测量数据传输给主采集器；
[0018]所述主采集器存储所接收到的测量数据；
[0019]所述工控机通过交换机从所述主采集器中下载测量数据，并对下载的测量数据进行分析处理并根据处理结果进行实时的安全预警。
[0020]较佳的，所述采集命令中包括:
[0021]时钟、采集信号类型、数量、接线方式和采集频率。
[0022]较佳的，所述主机柜还进一步包括:防雷模块；
[0023]所述防雷模块，用于防止雷电击中传感器后引起主采集器及其他设备的损坏。
[0024]较佳的，所述主机柜还进一步包括:显示器；
[0025]所述显示器，用于显示结构安全监控系统中各个传感器测量得到的实时数据或工作曲线，并进行实时的安全预警。
[0026]较佳的，所述主机柜还进一步包括:柜体和集成一体的配电箱；
[0027]所述柜体，用于安装、设置和保护主机柜中的各个设备；
[0028]所述配电箱，设置于所述柜体的底部，用于为主机柜及整个结构安全监控系统供电，根据目标传感器或部件的不同，配置相应的适配开关电源，以提供所需的额定直流电和交流电。
[0029]较佳的，所述主机柜还进一步包括:不间断电源；
[0030]所述不间断电源，用于为主机柜及整个结构安全监控系统提供不间断电源。
[0031 ]较佳的，所述UPS为整体式或分体式；
[0032]所述UPS包括:UPS控制器和UPS电池包。
[0033]较佳的，所述主机柜还进一步包括:散热风扇和柜体接地端子；
[0034]所述散热风扇，设置于柜体的顶部，用于降低主机柜的内部温度。
[0035]所述柜体接地端子，设置于柜体的底部，用于防止雷击和/或漏电造成柜体及柜体内部的设备的损坏。
[0036]由上述技术方案可见，通过使用本发明中所提供的结构安全监控系统，在对大型建筑结构进行安全监控时，可以不再依靠人工跑点手动测量、手动分析和延时评估，而是可以进行自动监控，极大的提高了使用效率、节约了大量的人工成本、获得了海量原始数据，可以实现实时自动分析处理和结果呈现，做到实时异常工况预警，对安全壳的正常运行取到很好的监管作用。而且，本发明中的结构安全监控系统，针对当前非核电领域的结构安全监控，实现了自动化程度更好全方位的结构安全管理，因此该系统不仅仅是一种数据自动化收集装置，更是一种数据自动分析、整理与评估的平台。
【附图说明】
[0037]图1为现有技术中的核电结构监测系统架构图。
[0038]图2为本发明实施例中的结构安全监控系统的结构示意图。
[0039]图3为本发明实施例中的主机柜的结构示意图。
[0040]图4为本发明实施例中的结构安全监控系统的供电线路图。
【具体实施方式】
[0041]为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
[0042]图2为本发明实施例中的结构安全监控系统的结构示意图。如图2所示，本发明实施例中的结构安全监控系统包括:主机柜21、附属集线箱22和测量端23。
[0043]其中，所述主机柜21，通过控制电缆(例如，图2中所示的主机柜与附属集线箱之间的虚线)和数据电缆(例如，图2中所示的主机柜与附属集线箱之间的实线)与附属集线箱22连接，所述附属集线箱22通过所述数据电缆与测量端23连接，所述数据电缆为多芯电缆，根据接入传感器的数量不同而不同；
[0044]所述主机柜21中包括:工控机211、交换机212和多个主采集器213;
[0045]所述附属集线箱22中包括:多个扩展模块221;
[0046]所述测量端23中包括:多个接线盒231和多个与接线盒231连接的传感器232;
[0047]所述工控机211通过交换机212向所述主采集器213传输采集命令；
[0048]所述主采集器213根据采集命令通过控制电缆控制对应的扩展模块221的各个通道按照顺序逐一采集数据并通过数据电缆与主采集器213进行数据交换；
[0049]所述扩展模块221通过数据电缆接收与其通过接线盒231连接的各个传感器232的测量数据，并通过数据电缆将测量数据传输给主采集器213;
[0050]所述主采集器213存储所接收到的测量数据；
[0051]所述工控机211通过交换机212从所述主采集器213中下载测量数据，并对下载的测量数据进行分析处理并根据处理结果进行实时的安全预警。
[0052]根据上述结构安全监控系统的结构可知，在本发明的技术方案中，工控机通过数据总线(即数据电缆)与各个主采集器连接，每个主采集器都有专用的网络地址。因此，工控机可以向主采集器