自動采集模塊（MCU）/無線自動化綜合測試系統(tǒng)

使用說明：

自動化綜合測試系統(tǒng)是一種功能的分布式全自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由上位機、采集模塊（MCU）、系統(tǒng)軟件及相關(guān)配件組成。現(xiàn)場的采集模塊（MCU）可配接弦式傳感器（應(yīng)變計、鋼筋計、壓力盒、滲壓計、通用沉降計、裂縫計、巖層變位計等）。系統(tǒng)采用全密封設(shè)計，防水防潮、防雷擊。每臺機箱最多為32個通道（8通道、16通道、32通道）。其分布式結(jié)構(gòu)可任意組成8～2000點的測量系統(tǒng)。

系統(tǒng)有5種數(shù)據(jù)傳輸方式可供選擇：①485總線；②無線微波數(shù)據(jù)傳輸功能（433HZ）；③移動GPRS遠程傳輸；④光纖；⑤混合型傳輸（以上4種方式的任何組合傳輸方式，例如在無手機信號區(qū)域采用有線傳輸，后進入移動網(wǎng)傳輸），這樣極大的提高了系統(tǒng)的靈活性。

計算機作為自動化測量系統(tǒng)的上位機，與系統(tǒng)軟件組成監(jiān)測指揮系統(tǒng)，通過不同的數(shù)據(jù)傳輸方式與各采集模塊（MCU）聯(lián)系，完成系統(tǒng)管理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、指定系統(tǒng)的指令下達與數(shù)據(jù)實時采集、定時測量數(shù)據(jù)的上載傳輸、數(shù)據(jù)分析與處理、數(shù)據(jù)庫管理、顯示或打印數(shù)據(jù)報表、繪制各參數(shù)變量隨時間的、數(shù)據(jù)存儲等。

可廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、鐵路、大壩、實驗室等工程領(lǐng)域長期無人值守測量，特別適用于高空、高危、環(huán)境惡劣的場所。

二、系統(tǒng)組成

自動綜合監(jiān)測系統(tǒng)配置表

1．軟件系統(tǒng)：是整個系統(tǒng)的控制與報表軟件，可任意叫點測量與設(shè)置每個采集單元的狀態(tài)參數(shù)，收發(fā)各采集單元的測量數(shù)據(jù)并建立系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)無人職守自動采集、保存數(shù)據(jù)，顯示或打印量測數(shù)據(jù)報表和數(shù)據(jù)圖形等。

GPRS遠程模塊

2、GPRS遠程模塊：安裝于密封箱內(nèi)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)、internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上位機與采集單元無線連接。無線數(shù)據(jù)收發(fā)軟件為安裝軟件的電腦提供識別代碼，使得安裝在現(xiàn)場的上網(wǎng)無線模塊能自動尋找到該電腦，并建立兩者間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，完成遠程測試。上位機電腦通過域名解析方式尋找地址不需要固定的IP地址就可以建立遠程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊。

3．采集單元：采集單元是本系統(tǒng)的二次儀表，完成傳感器的信號采集，當配置無線模塊式可與無線收發(fā)儀進行無線數(shù)據(jù)交換。采集單元可獨立工作。當設(shè)定狀態(tài)參數(shù)后可根據(jù)設(shè)定的測量起始時間，和間隔時間，自動完成測量并存儲。當接收到無線收發(fā)儀，或通過有線由計算機發(fā)出的指令后，將存儲的測量數(shù)據(jù)發(fā)射到無線收發(fā)儀或計算機。采集單元內(nèi)置大容量數(shù)據(jù)存貯器和可充電電池，交直流電兩用。采集單元可將測量的數(shù)據(jù)自動存貯在內(nèi)存中（存貯8萬點），保證數(shù)據(jù)連續(xù)且不丟失。

三、系統(tǒng)特點

l 系統(tǒng)可靈活配置各種采集單元，以采集各種傳感原理的傳感器。并可任意配置多個采集單元，以組成8～2000點的自動檢測系統(tǒng)。

l 系統(tǒng)功能采取模塊式設(shè)計，可按需定制，并可靈活升級擴充功能。如實現(xiàn)無線功能可通過配置無線模塊；現(xiàn)場防雷可通過配置防雷模塊等。

l 綜合采集單元：任意通道均可配接弦式應(yīng)變計、鋼筋應(yīng)力計、壓力盒、錨索計、荷載傳感器、滲壓計、柔性位移傳感器、位移計、測縫計及智能數(shù)字型的溫度傳感器。對于智能型的傳感器還可自動識別各通道所接傳感器的型號，編號，顯示相對應(yīng)的物理量（應(yīng)變，應(yīng)力，壓力，拉力、位移、溫度等）

l 可任意叫點測量，也可任意設(shè)定自動巡檢間隔時間（≥5分鐘）進行定時測量。

l 內(nèi)存容量0.5MB×模塊數(shù) ，存貯85000點×模塊數(shù)，最多存貯80000個通道數(shù)據(jù)。

l 系統(tǒng)故障的自診斷，保障系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的可靠性。

l 手機模塊則有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)都可以進行數(shù)據(jù)傳輸。

四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

手機無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

多站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

五、主要性能指標

1綜合采集單元：

1.1測量范圍

l 振弦頻率：800～3000Hz

l 混凝土應(yīng)變：±1500με

l 壓力：0～5000kN

l 壓強；4MPa

l 鋼筋應(yīng)力：±300 MPa

l 位移：0～400mm

l 溫度：-20℃～120℃

1.2分辨力

l 頻率：0.1Hz

l 應(yīng)變：0.1με

l 壓力：0.1 kN

l 壓強：0.001 MPa

l 位移：0.01 mm

l 溫度：0.1℃

1.3測量點數(shù)： 8、16、32點

六、操作指南

1、對安裝人員的要求

對于表面易受污染的電控板材,要求安裝人員戴干凈的白手套,盡量防止板材污染,并認真閱讀需要安裝的布局圖,配線圖(配線表)。裝配時請嚴格按以下順序進行單獨安裝。

（配線圖）

2、安裝流程

2．1布局(布局定好,孔位開好,此步可省)

如是現(xiàn)場布局或改進工藝需更改布局，則布局時應(yīng)滿足以下要求：

a.將強弱電分開安裝,防止強電對控制信號的干擾,如無確實無法分開,則對易受干擾的控制部分應(yīng)外加屏蔽。

b.優(yōu)先確定特殊元器件，如空氣開關(guān)、開關(guān)電源、無線發(fā)送器、GMS發(fā)送器、控制器（測試儀器）等位置。

b.動力部分滿足動力線上進下出的走線方式，且對于空氣開關(guān)，熔斷器等需要經(jīng)常操作或更換的部件應(yīng)盡量置于最上的位置。

c.布局應(yīng)充分考慮與外部元器件的連接，進行合理布置，且應(yīng)符合人體工效學原理。

d.對于發(fā)熱元器件，應(yīng)當布置在靠近外殼或通風較好的地方，以利散熱。其它元器件與之距離不能少于20mm。

此外布局還應(yīng)方便以后的維修且布局合理、緊湊、美觀。

2．2開孔 (孔位開好,此步可省，加開孔位除外)

開孔一律用Ф4的鉆花開孔,對應(yīng)布局圖中的開孔圖的位置,從上自下,從左自右在安裝板找好開孔中心位置,全部描好位置以后,用手電鉆開孔,全部開孔完畢換Ф10的鉆花洗去毛刺,也可用十字螺絲刀或圓形銼刀洗毛刺，直到開孔處觸手平滑為止。

2．3固定

按布局圖中的線槽及蓋板和導軌長度和規(guī)格截取長度，對于外圍四角的線槽,應(yīng)對連接處進行45º的斜角處理。線槽蓋板截取尺寸和對應(yīng)線槽長度一致。最后對線槽、蓋板和導軌的截取端必須用銼刀進行磨平和去毛刺處理。

固定時，對線槽和導軌用M4螺絲，螺母加平墊，彈墊緊固。對于無法上導軌的元器件，則用相應(yīng)要求的螺釘，螺母加平墊，彈墊緊固。固定時必須注意線槽和導軌的橫平豎直，與電控板的一致性。

固定以后，按布局圖中的元器件布局，上導軌的元器件裝上導軌,對于同一導軌上的同類型元件，除端子排必須緊挨外，相鄰元器件間距為4～5mm,不同類型的元器件相鄰間距為7～8mm。對于不上導軌的元件按開孔位置固定，固定時，先緊一個對角螺釘，再緊固另一對角螺釘。

2．4配線

配線時，請按配線圖（配線表）中的對應(yīng)標號和尺寸，打號碼筒和截取線長，如無配線表,線長應(yīng)根據(jù)線槽走線時的就近原則,截取恰當長度。控制線一律用0.75mm²的BVR黑線配線，動力配線用2.5mm的BV線或用三芯橡套電纜，如果是三相電源，并用黃、綠、紅區(qū)分U、V、W（A、B、C）三相相序。動力線中接地線用黃綠線配線。

剝線時，對于控制線剝線長度為9mm，并套上1mm²的O型線鼻子（或根據(jù)實際裝配情況和要求確定線鼻子型號），線鼻子的喇叭口面向未剝線的一側(cè)。對于動力線剝線長度為14mm,并套上6mm²的O型線鼻子（或根據(jù)實際裝配情況和要求確定線鼻子型號），線鼻子的喇叭口面向未剝線的一側(cè)。

配線時，動力配線和控制配線分開配，并盡量由上往下，由左往右成對配線，以免漏配。

配線時，應(yīng)使號碼筒的標識面朝上。

配線過程中如需焊接，則按電氣焊接工藝進行焊接。

配動力線時，應(yīng)分多輪（最少三輪）對動力配線逐個進行循環(huán)緊固。

全部配線完畢，應(yīng)根據(jù)配線圖，從上往下，從左往右查線，看有無錯漏。并用萬用表成對測量，有無不通,短路。同時對線頭用小力輕拽，看有無松動，如有松動必須松開線頭后重新緊固。

查線完畢，對電線整形，使電線的外露部分整齊、美觀，并應(yīng)使號碼筒位于線槽外，且標識面朝上。蓋上線槽蓋板。

2．5 裝入控制箱

用M6×15的不銹鋼外六方螺釘，M6的螺母，Φ6的平墊，彈墊，將接線板緊固于控制柜內(nèi)的背板上，固定時先固定對角的螺釘。安裝時注意接線板的上下次序與控制柜一致。

2．6連接外部接線

首先應(yīng)對Φ20的孔包好護線條或軟管接頭，Φ40的孔接好軟管接頭。

連線時，先連接控制線，再連接電源，最后無線發(fā)送器、GMS發(fā)送器、控制器（測試儀器）。

連接控制線時，應(yīng)在底座中線上走線槽，所有外部控制線通過線槽，經(jīng)控制柜下的Φ20孔（孔必須包好護線條或接好軟管接頭），分股連入控制柜內(nèi)相應(yīng)端子排。

如果三相電源，并注意相序，必須用三相相序表進行測量確認。標上三相標識，正確連接。

接線時，需要焊接則按電氣錫焊工藝文件操作。

接線時，原則上不允許進行加長焊接，如必需進行長焊接才能使用，則加長焊接部位必須吹熱縮管，熱縮管的內(nèi)徑不能超過兩段連接線最小外徑的1.5倍，熱縮管長度應(yīng)保證在包住兩段連接線的外護套線2.5cm～3cm。

接線時，如信號線必須通過發(fā)熱部件時，信號線與發(fā)熱部件的接觸部件必須吹熱縮管。所用熱縮管的內(nèi)徑不能超過線外徑的1.5倍。

接好所有連線后，查線，看有無錯漏松動。

確認無誤后，將所有接線整形，并用扎帶固定。

3、內(nèi)檢

1) 檢測用具:

萬用表,三相相序表,

2) 檢測一:

在配線完畢后,根據(jù)配線圖，從上至下，從左至右成對查線，看接線有無錯漏（可以相互之間交叉進行檢測）。確認無錯漏接后，把萬用表打到二極管檔,根據(jù)配線圖,成對線頭的連接端進測量,看有無虛接。檢測修正后，方可進行裝柜操作。

檢測二：

在接線板裝入電控柜，并接好所有外部控制信號線后，根據(jù)配線圖，換人從上至下，從左至右成對查線，看接線有無錯漏。確認無錯漏接后，把萬用表打到二極管檔，根據(jù)配線圖，對所接外部控制線進行測量，看有無錯漏，虛接。確認后，完成檢測二，方可進行檢測三。

檢測三：

在連接好外部控制接線后，并進行檢測二修正后，接電源輸入的情況（空載）下，檢測電源部分是否滿足設(shè)計要求，即根據(jù)無線發(fā)送器、GMS發(fā)送器、控制器（測試儀器）的程序流程，可接測試儀器進行測量,看相應(yīng)的控制，動作是否正確。確認無誤后，內(nèi)檢完成，

4、通電測試

1、將密封箱外部線按標識接好，包括220V交流電源線、12V直流電源線、通訊線等。

2、合上空氣開關(guān)。

3、若無外接220V交流電源或12V直流電源，將電源模塊上的開關(guān)打到“開"，即使用內(nèi)部電池供電。當電池電量低的時候，將開關(guān)打到“開"，并接上外接電源，即可進行充電。

5、采集模塊

本采集模塊是本公司開發(fā)的一種全自動無人值守的弦式傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，可接32支智能或非智能型弦式傳感器（應(yīng)變計、應(yīng)力計、壓力盒、滲壓計、溫度計、位移計）等，可廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、鐵路、大壩、實驗室等工程領(lǐng)域的全自動檢測。

采集模塊上下排接線端子是用于連接傳感器的（如圖“導線連接"處），分別標有A、B、C、D，對于本公司生產(chǎn)傳感器為紅對A、黃對B、蘭對C、綠對D，對于配合其他公司的傳感器則A為測量頻率的負極線輸入，B為測量頻率的正極線輸入，C為測量溫度的正極線輸入、D測量溫度的負極線輸入。

采集模塊左側(cè)豎向布置的4個接線端子（如圖“電源通訊"處），分別標有電源“+"正極、電源“-"負極、RS485通訊“A+"正極、RS485通訊“B-"負極，是用于接入+12V電源和RS485通訊線的。

采集模塊左側(cè)4端子的上面有一綠色的指示燈，標有“正常"，下面有一按鈕，標有“自檢"。當打開電源或按下“自檢"鈕時，“正常"指示燈會常亮約3秒鐘，然后熄滅，以此表示采集模塊工作正常。

七、常見的故障

自動采集系統(tǒng)、采集模塊常見故障