基于WinCC的桥梁长期应力监测系统的设计与实现.pdf

基于WinCC的桥梁长期应力监测系统的设计与实现文档详细介绍了利用光纤光栅传感器和西门子WinCC软件平台实现桥梁长期应力监测系统的方法。文档中提到的关键技术和概念包括光纤光栅传感器的使用、WinCC软件的开发应用、SQL Server数据库的集成，以及如何利用VBA脚本语言读取数据库实时数据等。 文档描述了监测系统的硬件和软件构成。硬件系统主要由光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、网络通信设备和计算机组成。光纤光栅传感器用于安装在桥梁的关键部位，实时监测桥梁的应变和温度情况。传感器将测量到的数据传输给解调仪，解调仪处理数据后，通过网络通信设备发送给计算机。软件系统则包括解调仪的驱动程序、SQL Server数据库和WinCC软件。 接下来，文档详细阐述了如何通过WinCC软件设计开发桥梁长期应力监测系统。WinCC软件是由西门子公司与微软公司共同开发的一款集成人机界面（HMI）软件系统，它提供了控制中心、系统控制器和数据管理器等组成部分，能够方便地生成人机界面和建立完整的过程监控解决方案。在具体的应用中，WinCC软件的组态过程包括启动WinCC、建立新的项目、设置变量、制作监测画面、报表、数据归档、报警以及用户管理和项目安全等步骤。 文档中特别提到了WinCC软件的6个主要功能编辑器：图形设计编辑器、全局脚本编辑器、报警存档编辑器、变量存档编辑器、报表设计编辑器、用户管理和项目安全编辑器。这些编辑器使得系统的设计和监控功能更加灵活和强大。 在图形设计编辑器中，开发者可以使用ActiveX控件创建动态过程监测图形，并利用动态化工具实现数据的动态传送、对象行为的定义以及C/VBA脚本与对象属性或事件的关联。 全局脚本编辑器则允许开发者编写C/VBA脚本，实现各种属性或事件的动态化。这些脚本可以使用软件自带的标准函数、内部函数以及项目中自编的函数来实现。 文档还提到了数据管理器的主要任务是处理变量管理器和通讯通道，用于访问过程数据。在实际监测系统中，通过内部变量实现了与后台数据库的连接，并将数据实时读进内部标签（Tag）中。通过这种方式，桥梁的关键点应变值和温度值可以实时显示，并以数字、图形、曲线和三维仿真等多种形式呈现出来，从而帮助工程师和维护人员对桥梁的健康状况进行实时监控和分析。 文档强调了桥梁长期应力监测系统的重要性。由于自然老化、损伤积累、车辆荷载增加以及维护不当等因素的影响，对大型桥梁进行安全监测和状态评估，及时发现并维修问题，是确保桥梁安全、延长使用寿命的关键措施。通过WinCC开发的监测系统，能够实现对桥梁的不间断监测，为桥梁的维护提供数据支撑，从而保障桥梁的长期安全与稳定。