单位文秘网 2021-10-15 08:15:09 点击: 次
摘要:文章简要探讨了在大跨越放线施工中引入GPS、数控等成熟技术,对导线放线张力进行智能控制的方法,为全面提高大跨越放线水平提供一些技术参考。
关键词:智能控制;放线;数控;GPS
中图分类号: TM752 文献标识码:B
1 概述
在大跨越放线施工中,通常以人工方式控制导线状态。工作量大,控制精度低,受雨、雾等天气影响较大。随着科学技术的发展,可以在放线施工中引入计算机、GPS、无线通信、数控等技术。以GPS实时采集走板位置数据并传输到服务器,由服务器通过走板位置数据计算出导线张力,并与预设张力进行比较,发出控制指令即时控制牵张机的牵引力和张力,调整导线张力到预设状态,实现大跨越放线过程中的导线状态智能化控制。
2 系统构成及工作模式
控制系统由数据采集,数据传输、控制系统三大系统组成。数据采集可由GPS设备完成。数据传输可采用GPRS、以太网(有线)、电缆相结合的方式进行稳定高速传输。控制系统由硬件和软件组成。硬件由服务器(兼作为张力场侧控制站)、牵引场侧控制站、交换机等组成,软件由操作系统软件、控制软件等组成。
图1 系统组成示意图
在工程实际应用中,GPS设备通过固定在走板上的GPS移动站实时采集走板的位置数据,并通过电缆将数据传输到服务器,在服务器端,由控制软件根据走板位置数据计算出导线水平张力,并与预设水平张力进行比较,计算出差值,解算出对应的牵张机控制数据,通过控制站对牵张机发出控制指令,确保放线过程中,导线始终按预设张力进行展放。
3 数据采集
3.1 走板位置数据采集
走板位置数据可利用国内比较成熟的GPS设备进行采集。结合大跨越放线施工的特点,可选用GPS基站+手持数据采集器(移动站)组合采集走板位置数据。目前国内多家GPS设备供应企业均有类似产品。其中移动站内置卫星接收小天线和GPRS接收器,能够实时实现亚米级(一般水平±0.3米,垂直±0.6米)定位精度。同时移动站具有超长连续工作时间(20小时以上)、坚固耐用、工作温度范围广(一般-30°~+75°)、小巧轻便(可容易固定在走板上)等特点。实际应用中,将移动站固定在放线走板上。将基站架设在服务器附近的空旷地带,以电缆与服务器进行连接(各厂家基站主机均有电缆连接口),通过控制软件,实现服务器对走板位置数据的实时采集。
图2 GPS基站和移动站
3.2 牵张机状态数据采集
对牵张机状态数据采集,需要牵张车生产厂家对牵张机进行数控改造,提供标准总线接口,并提供接口协议文本(目前已有多家厂家成功进行了类似改造)。牵张机现场监控模块选用IDC493等专用模块实时对张牵车的数据进行采集和控制,并通过以太网与控制站进行通信,实现对牵张机的数字控制。
4 数据通信
数据传输采用有线(以太网)和无线相结合的方式。以有线为主,无线为辅助。在控制站与牵张机之间采用以太网有线连接。张力场服务器/控制站与牵引场控制站之间采用GPRS无线方式进行数据通信。GPS基站和移动站之间采用GPRS进行数据通信。
由于在放线过程中对数据的稳定性及实时性要求比较高。在牵张机和控制台之间采用以太网进行数据通信能够提供比较稳定的数据流和较大的数据传输带宽。控制台和服务器之间由于距离间隔较远,无法采用有线进行数据通信。但可采用GPRS 无线宽带实现实时的数据传输。在采用GPRS进行数据通信时,建议申请当地移动公司的专网APN业务,即为各控制站点SIM卡绑定移动内网固定IP地址,对于服务器与各端点快速、稳定的访问有很好的效果。尤其重要的是,可以有效避免数据经公网(INTERNET)传输带来的不可控延时、数据泄漏及篡改的可能。
5 控制系统
5.1服务器操作系统
服务器操作系统一般采用UNIX操作系统或Windows操作系统。其中UNIX操作系统具有高稳定性的特点,但需要经过专门的培训才能较熟练的进行操作;而Windows操作系统易用性非常好,但是不够稳定,尤其是易受病毒攻击。从可靠性角度出发,系统应支持UNIX操作系统;从使用方便性出发,系统应支持Windows操作系统。所以建议采用UNIX/Windows混合系统。
5.2 控制软件
控制软件需要专门进行开发。用于与GPS设备、牵张车等设备进行通信功能。具有实时采集GPS坐标、牵张车运行数据,计算放线水平张力,根据放线张力调整需求计算牵张车调整数据并发出相关控制指令的功能。目前国内有专业公司进行相关方面的软件开发,如东方英达康公司自主研发的InduView SCADA软件,经过一些专业功能开发后及可满足需求。
6 结论
由以上分析可以得出,在大跨越放线施工中引入相关技术及设备,并对部分设备进行升级改造,开发必要的控制软件后,能够实现导线张力的智能控制,促进先进技术在放线施工中的应用,大幅提高我国大跨越放线水平。
参考文献
[1]张永杭.浅谈铁路客运专线电力迁改的原则和工作[J].中国科技信息,2010(02).
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