Регистрация в MyAdvantech

MyAdvantech является индивидуальным порталом для клиентов Advantech. Став членом Advantech, вы можете получать последние новости о продукции, приглашения на вебинар и специальные предложения интернет-магазина.

Зарегистрируйтесь прямо сейчас, чтобы получить быстрый доступ 24/7 к вашей учетной записи.

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.

Заметим, контроллер AMAX-5580 EtherCAT используется для обработки и анализа данных, а также может обеспечивать связь на расстоянии до 100 метров между узлами сбора данных, что позволяет реализовать крупномасштабный проект по удаленному мониторингу. Кроме того, модульная система iDAQ также отличается широким диапазоном рабочих температур от -20 °C до 60 °C, а корпус из алюминиевого сплава устойчив к электромагнитным помехам в окружающей среде, что идеально подходит для применения на улице.

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

Заключение

В этом проекте можно выделить три основных элемента: высокоскоростной сбор аналогово-цифровых данных, многоканальный одновременный сбор данных и встроенные устройства. Решение Advantech, от источника питания IEPE, высокоскоростного сбора сигналов и до высокоэффективной компьютерной вычислительной платформой (AMAX-5580) с комплектом для разработки программного обеспечения (DAQNavi), играют важную роль в реализации проекта в целом. При этом, программу разработки программного обеспечения iDAQ-801 можно выполнять с помощью API-интерфейсов DAQNavi, что сокращает время разработки и затраты на управление проектом впоследствии.