橋梁

、高層建築以及其它建築物的承重結構長期受到雨、雪(xue)以(yi)及(ji)大(da)風(feng)等(deng)惡(e)劣(lie)天(tian)氣(qi)影(ying)響(xiang)
，有(you)時(shi)還(hai)會(hui)受(shou)到(dao)地(di)震(zhen)等(deng)極(ji)端(duan)自(zi)然(ran)災(zai)害(hai)的(de)破(po)壞(huai)。因(yin)此(ci)，隨(sui)著(zhe)使(shi)用(yong)年(nian)限(xian)的(de)增(zeng)長(chang)，應(ying)仔(zai)細(xi)監(jian)測(ce)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)靜(jing)態(tai)狀(zhuang)態(tai)
，尤(you)其(qi)是(shi)構(gou)造(zao)活(huo)動(dong)區(qu)，如(ru)果(guo)殼(ke)體(ti)結(jie)構(gou)中(zhong)已(yi)經(jing)安(an)裝(zhuang)了(le)必(bi)要(yao)的(de)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)就(jiu)更(geng)好(hao)了(le)。意(yi)大(da)利(li)建(jian)築(zhu)公(gong)司(si) Manini Prefabbricati SpA 采用倍福基於 PC 的控製技術開發了一套承重結構主動監測係統。

　　基於 PC 和 EtherCAT

　　的框架結構監測解決方案

　　當建築物受到高於平均水平的自然災害（地震、暴雨

、大風和暴雪）的(de)侵(qin)害(hai)時(shi)，所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)動(dong)態(tai)載(zai)荷(he)會(hui)改(gai)變(bian)結(jie)構(gou)件(jian)的(de)應(ying)力(li)。這(zhe)或(huo)多(duo)或(huo)少(shao)會(hui)對(dui)結(jie)構(gou)特(te)性(xing)和(he)結(jie)構(gou)的(de)預(yu)期(qi)壽(shou)命(ming)產(chan)生(sheng)永(yong)久(jiu)性(xing)影(ying)響(xiang)。意(yi)大(da)利(li)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)與(yu)交(jiao)通(tong)部(bu)頒(ban)布(bu)的(de)結(jie)構(gou)標(biao)準(zhun) NTC18 中提出必須增強對新建築結構的保護和監測意識。

　　為此，位於佩魯賈阿西西市的 Manini Prefabbricati SpA 公司與佩魯賈大學土木與環境工程學院以及係統集成商 Umbra Control Srl 一起
，共同開發了一款創新的監測解決方案。Manini Connect 能(neng)夠(gou)實(shi)時(shi)確(que)定(ding)結(jie)構(gou)的(de)功(gong)能(neng)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)設(she)計(ji)參(can)數(shu)是(shi)否(fou)一(yi)致(zhi)。即(ji)高(gao)動(dong)態(tai)的(de)結(jie)構(gou)監(jian)測(ce)可(ke)以(yi)評(ping)估(gu)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)結(jie)構(gou)行(xing)為(wei)以(yi)及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)。自(zi)動(dong)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)在(zai)突(tu)發(fa)性(xing)災(zai)害(hai)事(shi)件(jian)發(fa)生(sheng)後(hou)立(li)即(ji)發(fa)現(xian)結(jie)構(gou)行(xing)為(wei)的(de)異(yi)常(chang)這(zhe)樣(yang)
，通(tong)過(guo)高(gao)動(dong)態(tai)結(jie)構(gou)監(jian)測(ce)功(gong)能(neng)就(jiu)可(ke)以(yi)具(ju)體(ti)評(ping)估(gu)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)結(jie)構(gou)行(xing)為(wei)。

　　來自 Manini Connect 狀態監測係統的數據集中在監控中心，但由於采用了開放式自動化架構和基於 PC 的控製技術
，因此也可以通過雲服務器、平板電腦和智能手機進行訪問。

　　從一開始就提供實時數據采集

　　狀態監測係統基於倍福 PC 控製技術，其中，EtherCAT 用於連接傳感器，以及佩魯賈大學開發的用於管理地震評估標準的算法（即地震係數）。Umbra Control Srl 公司負責項目的具體實施：從設計係統結構到雲平台的調試和維護。

　　Manini Connect 的de傳chuan感gan器qi技ji術shu已yi經jing在zai施shi工gong過guo程cheng中zhong整zheng合he到dao建jian築zhu物wu的de混hun凝ning土tu支zhi撐cheng結jie構gou中zhong，並bing在zai建jian築zhu物wu竣jun工gong後hou連lian接jie到dao控kong製zhi櫃gui中zhong進jin行xing數shu據ju分fen析xi並bing傳chuan輸shu至zhi監jian控kong中zhong心xin。各ge個ge傳chuan感gan器qi用yong於yu記ji錄lu建jian築zhu物wu外wai牆qiang和he內nei部bu熱re濕shi傳chuan遞di性xing能neng
，以yi及ji它ta們men在zai高gao動dong態tai載zai荷he期qi間jian發fa生sheng的de變bian化hua。係xi統tong使shi用yong專zhuan用yong算suan法fa對dui信xin號hao進jin行xing分fen析xi
，並bing在zai突tu發fa性xing災zai害hai事shi件jian（如地震）發生後向 Manini Prefabbricati 控製中心發出早期預警，或在必要時發出警報。

　　所有傳感器信號都以高分辨率發送至控製中心
，並通過控製中心實時監測結構行為。相應的應用軟件由 Umbra Control 開發，用於管理所有數據和信息
，並控製已安裝的傳感器。需要時可以檢查、激活或停用某個所安裝的傳感器：不僅可在控製室本地，也可以通過平板電腦和智能手機。

　　性能強大的工業解決方案構成係統核心

　　在控製硬件方麵，Umbra Control 選用了 CX8190 嵌入式控製器，通信係統選用的是 EtherCAT。係統集成商表示，係統通過嵌入式控製器和開放式軟件架構在現場安裝的傳感器和基於雲的監控平台之間建立了“橋梁”
，具有良好開放性的倍福自動化軟件 TwinCAT 為係統的實現奠定了基礎：數據采集在 TwinCAT Runtime 中實時進行，從而與通過控製中心進行的下遊數據傳輸

、處理和存儲分離開。

　　正如 Umbra Control 公司專家所解釋的那樣
，高性能的 EtherCAT 的通信技術顯著提升了監控係統的靈活性和模塊化性：無wu論lun拓tuo撲pu結jie構gou如ru何he變bian化hua，或huo者zhe網wang絡luo如ru何he擴kuo展zhan，過guo程cheng圖tu像xiang的de更geng新xin時shi間jian不bu會hui出chu現xian明ming顯xian波bo動dong。因yin此ci
，實shi施shi的de解jie決jue方fang案an可ke以yi根gen據ju項xiang目mu需xu求qiu進jin行xing擴kuo展zhan，而er無wu需xu調tiao整zheng監jian控kong係xi統tong。

　　EtherCAT 還確保了現場采集的傳感器數據的同步，以及輕鬆集成通過 EtherCAT 端子盒連接的各種傳感器。EP 係列全密封 I/O 端子盒防護等級高達 IP67
，支持 -25 °C 到 +60 °C 的(de)寬(kuan)溫(wen)範(fan)圍(wei)
，也(ye)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)用(yong)於(yu)惡(e)劣(lie)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)。此(ci)外(wai)
，倍(bei)福(fu)擁(yong)有(you)種(zhong)類(lei)豐(feng)富(fu)的(de)模(mo)塊(kuai)
，甚(shen)至(zhi)支(zhi)持(chi)集(ji)成(cheng)如(ru)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)傾(qing)角(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)專(zhuan)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)，這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)澆(jiao)築(zhu)承(cheng)重(zhong)結(jie)構(gou)混(hun)凝(ning)土(tu)時(shi)已(yi)經(jing)放(fang)置(zhi)在(zai)結(jie)構(gou)內(nei)。

　　CX8190 嵌入式控製器同時記錄環境條件（溫度
、風力和風向、濕度）和機械變量，關聯所有采集到的數值，並用這些數值檢測緊急情況。基於 PC 的控製技術能夠以足夠快的速度采樣力學量，以便運用具體的算法重建地震對建築結構產生的影響。最後不得不提的是，Manini Connect 采用成熟的工業組件設計，確保診斷簡單易行，通過標準協議實現產品的互操作性
，並延長係統壽命。

　　高效
、安全與持續預防

　　Manini Connect 可ke以yi根gen據ju各ge種zhong外wai界jie環huan境jing因yin素su影ying響xiang解jie釋shi建jian築zhu物wu的de結jie構gou行xing為wei。監jian測ce係xi統tong能neng夠gou根gen據ju智zhi能neng建jian築zhu管guan理li的de原yuan則ze進jin行xing預yu測ce性xing維wei護hu，旨zhi在zai確que保bao建jian築zhu物wu在zai使shi用yong年nian限xian內nei保bao持chi其qi功gong能neng性xing和he穩wen定ding性xing。通tong過guo監jian測ce異yi常chang情qing況kuang可ke以yi及ji時shi發fa現xian隱yin藏zang的de老lao化hua跡ji象xiang，並bing能neng夠gou在zai穩wen定ding性xing遭zao受shou威wei脅xie之zhi前qian就jiu采cai取qu維wei護hu措cuo施shi。基ji於yu PC 的開放式控製係統確保顯著降低安裝工程成本和保險費。

　　關於德國倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年(nian)
，總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe)

，倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun)
，是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的
、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力
，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構
，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。

　　倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區
，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械
、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準
，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司
，倍福一直注重在技術上尋求突破創新
，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。

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