SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Система мониторинга инженерных конструкций от ZETLAB

По требованиям государственных стандартов должна проводиться оценка построенных и строящихся зданий и сооружений. Частью этой работы является создание систем мониторинга инженерных конструкций (СМИК). В статье представлена система СМИК компании ZETLAB и применяемое для ее построения оборудование. Перечислены возможности системы, выполняемые задачи, приведены примеры реализованных проектов.

ООО «ЭТМС», г. Зеленоград

ZetLab_LOGO-2.jpg

скачать pdf >>

ООО «ЭТМС» («Электронные технологии и метрологические системы»), также известное под брендом ZETLAB, основано в 1992 го­ду на базе специального конструкторского бюро Федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (СКБ ФГУП ­ВНИИФТРИ) и использует знания и опыт этой известной научной школы в своих разработках. Сегодня компания ZETLAB предлагает широкий спектр высокоточного измерительного оборудования российского производства для важнейших отраслей промышленности: оборонной, нефтеперерабатывающей, авиационной, автомобильной, легкой, пищевой, а также для металлургии и машиностроения. Кроме то­го, компания ZETLAB успешно внедряет комплексные системы «под ключ», такие как: ИСС (инженерно-сейсмометрическая станция), СКСВ (система контроля сейсмических воздействий), СОУ (система обнаружения утечек) и др. В настоящей статье мы представим системы мониторинга инженерных конструкций (СМИК) разработки этого отечественного производителя.

Современное промышленное и гражданское строительство поражает грандиозностью сооружений, новыми материалами, скоростью возведения объектов, но все это имеет обратную сторону – трудность оценки безопасности конструкций, которая, разумеется, нормируется, анализируется, тестируется и контролируется при проектировании и строительстве. Однако бурное развитие строительных технологий пока не позволяет считать современные сооружения абсолютно надежными и безопасными в долгосрочной перспективе. Поэтому во всем мире широко применяются системы мониторинга как новых, так и уже построенных ранее объектов. Более того, мониторинг несущих конструкций необходим также на всех стадиях строительства зданий и сооружений.

МЧС России на протяжении последних 20 лет разработало и выпустило несколько государственных стандартов (ГОСТ Р 22.1.12-2005, ГОСТ Р 22.1.12-2005, ГОСТ Р 22.1.13-2013, ГОСТ Р 22.1.14-2013) и региональных нормативных документов по оценке состояния построенных и строящихся зданий, где четко указано на необходимость создания систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС). Основные требования к СМИС определены в ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования», где указано, что системой СМИС в обязательном порядке должны быть оснащены:
- особо опасные и технически сложные объекты;
- промышленные объекты, на которых трудится более 10 тыс. человек;
- объекты коммунального и культурно-бытового назначения с максимальным расчетным пребыванием 500 человек и более;
- гостиничные предприятия (в г. Москве);
- объекты жизнеобеспечения, выход из строя которых приводит к возникновению чрезвычайной ситуации;
- объекты капитального строительства, имеющие хотя бы одну из следующих характеристик:
-- высоту более 100 м;
-- пролет более 100 м;
-- консоль более 20 м;
-- заглубление подземной части (полностью или частично) ни­же планировочной отметки земли более 15 м.

Там же определено, что СМИС состоит из нескольких подсистем:
- системы сбора данных и передачи сообщений (ССП);
- системы связи и управления в кризисных ситуациях (СУКС);
- системы мониторинга инженерных (несущих) конструкций, опасных природных процессов и явлений (СМИК).

Бюджетная автоматизированная стационарная система СМИК компании ZETLAB является составной частью структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС) и без труда интегрируется с уже существующей системой сторонних производителей. СМИК ZETLAB разработана по ГОСТ Р 22.1.12-2005 и предназначена для предупреждения перехода объекта мониторинга в ограниченно работоспособное или аварийное состояние, которое может повлечь за собой гибель людей. Эта система позволяет на ранней стадии обнаружить изменения несущей способности грунтового основания, а также элементов конструкции здания и, следовательно, своевременно информировать эксплуатационный персонал об опасном изменении параметров состояния несущих конструкций объекта.

Ris_1_new.png

Рис. 1. Цифровой сейсмометр ZET 7156


Ris_2_new.png

Рис. 2. Тензодатчик ZET 7110 DS

СМИК позволяет контролировать следующие параметры: напряженно-деформированное состояние, крен и смещение элементов несущих конструкций, собственные частоты колебаний и логарифмический декремент затуханий, уровень сейсмического воздействия, осадку основания фундамента. Для фиксации значений этих параметров на объекте устанавливаются различные цифровые датчики (рис. 1–4), которые регистрируют значение измеряемого параметра и передают данные в режиме реального времени в программное обеспечение ZETLAB для анализа, архивирования и информирования дежурно-диспетчерских служб в случае превышения установленных порогов. В базовую комплектацию СМИК ZETLAB входят:
- цифровой акселерометр ZET 7152‑N (виброускорение/декремент затуханий);
- цифровой сейсмометр ZET 7156 (виброскорость/декремент затуханий);
- цифровой тензодатчик ZET 7110 DS (растяжение/сжатие);
- цифровой струнный тензометр ZET 7082 (растяжение/сжатие);
- цифровой инклинометр ZET 7154 (наклон/прогиб);
- узел сбора информации (УСИ).

Ris_3_new.png

Рис. 3. Струнный тензометр ZET 7082


Ris_4_new.png

Рис. 4. Инклинометр ZET 7154

Базовый комплект СМИК от компании ZETLAB обеспечивает мониторинг ускорения и вибраций, регистрацию основных мод и возможность найти логарифмический декремент затухания конструкций, а также отслеживание относительных деформаций конструктивных элементов. Такой комплект может использоваться, например, в высотном доме или другом достаточно стандартном сооружении (рис. 5).

Ris_5_new.png

Рис. 5. Мониторинг крена с помощью инклинометров ZETLAB

Для решения специфических задач компания ZETLAB поставляет специализированные комплекты СМИК. К специфическим задачам относится, например, обнаружение сейсмической активности для лифтов в сейсмоопасном районе, что позволяет заранее проводить из них эвакуацию людей. Другой пример – мобильная система мониторинга мостов для комплексной диагностики опор и пролетов. Также компанией ZETLAB был разработан и создан диагностический комплекс «Стрела ZET» для проведения диагностики зданий и сооружений по нормам МЧС. Еще одна нестандартная разработка – мобильная система мониторинга для периодических тестов несущей способности конструкций; эта система позволяет определить наиболее подходящие места для размещения цифровых датчиков.

Как упоминалось, показания датчиков передаются в программное обеспечение системы СМИК, которое обеспечивает первичную обработку и передачу измерительной информации, а также ее анализ и отображение. Программное обеспечение – собственная разработка компании ZETLAB, оно состоит из нескольких компонентов (модулей). Например, программа «Просмотр трендов» позволяет ранжировать абсолютные и относительные измеренные числовые значения, сохранять отчет в формате электронных таблиц (расширение имени файла .csv), выводить результаты на печать, отправлять запросы в базу данных событий, просматривать информацию из журналов регистрации показаний.

Примером применения может служить система онлайн-мониторинга бизнес-центра в Зеленограде (Московская область), построенная на основе программно-аппаратного комплекса ZETLAB. Эта система при незначительных затратах на покупку и эксплуатацию позволяет избежать необратимых последствий. Ее аппаратную часть составляют цифровые короткопериодные сейсмометры ZET 7156 Ver. 1, показания которых обрабатываются в ПО ZETLAB (рис. 6) согласно ГОСТ 34081-2017 «Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний».

Ris_6_small.png

Рис. 6. Динамические характеристики бизнес-центра в программе «Просмотр трендов» компании ZETLAB (увеличить изображение)

Частоты собственных колебаний и соответствующие им логарифмические декременты затуханий зданий и сооружений являются медленно меняющимися параметрами, для обработки которых необходима длительная регистрация большого количества измерений (тренды), позволяющая анализировать частоты собственных колебаний конструкций и динамику поведения здания в зависимости от времени года, времени суток, а также различных климатических условий. Отображение в программе соответствует «Методике оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений», выпущенной МЧС.

Среди других примеров применения СМИК от компании ZETLAB можно отметить системы мониторинга, внедренные на следующих объектах:
- Майнская ГЭС (Республика Хакасия);
- аэропорт Домодедово (Московская область);
- Ворошиловский мост (г. Ростов-на-Дону);
- Останкинская телебашня (г. Москва);
- Адлерская ТЭС (Краснодарский край);
- мост через Каму (г. Камбарка, Удмуртия);
- Саяно-Шушенская ГЭС (верх­няя ступень Енисейского каскада ГЭС);
- Бугринский мост (г. Новосибирск).

Опубликовано_в журнале ИСУП № 6(90)_2020

ООО «ЭТМС», г. Зеленоград,
тел.: +7 (495) 739‑3919,
e‑mail: zetlab@zetlab.com,
сайт: zetlab.com


STEGO в 2019. Покупать комплектом – дешевле!
Нагреватель+Термостат 01140.0-00
Нагреватель+Термостат 01140.0-00 + Гигростат 01246.0-00
www.stego.de