Подсистема СМИК
Мониторинг крена здания и смещения точек элементов
Высотные здания и сооружения в наше время не редкость. Однако, несмотря на все плюсы использования данных конструкций, они относятся к категории объектов градостроительства повышенной опасности, и требуют постоянного мониторинга технического состояния.
Высотные здания наиболее интенсивно воздействуют на грунтовый массив в их основании. При возникновении неравномерной осадки грунтов основания или нарушении в работе конструкции, будут наблюдаться изменения пространственных характеристик здания: отклонение от вертикали, смещение конструктивных элементов и т.д.
Подсистема СМИК «Мониторинг крена здания и смещения элементов» предназначена для своевременного выявления крена несущих элементов объектов, который может повлечь за собой перевод объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние.
Подсистема построена на базе цифровых датчиков ZET 7X10 DT, ZET 7X54 и ZET 7140-S и обеспечивает контроль за наклоном, а также за смещением элементов конструкции относительно друг друга.
Аппаратная часть подсистемы может быть выполнена в двух возможных вариантах проводного интерфейса:
- стандарта RS-485 с поддержкой открытого протокола Modbus RTU, что позволит без труда интергировать подсистему в существующую сторонюю систему мониторинга на шине Modbus;
- стандарта CAN с закрытым уникальным протоколом, разработанным ZETLAB; преимуществом использования данного стандарта является возможность осуществления бездемонтажной поверки датчиков в составе системы, скорость передачи данных и непрерывная проверка качества данных.
А также есть поддержка беспроводных интерфейсов связи по протоколам:
- LoRaWAN — сбор данных с датчиков осуществляется по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS-485 с последующей их передачей по беспроводному протоколу LoRaWAN, работающему поверх технологии модуляции LoRa;
- NB-IoT — сбор данных с датчиков осуществляется по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS-485 с последующей их передачей на сервер через NB-IoT сеть.
Основные характеристики
| Контролируемый параметр | Малые смещения | Наклон/прогиб | Смещение/раскрытие трещин | ||
| Тип модуля/цифрового датчика | ZET 7010 DT | ZET 7110 DT | ZET 7054 | ZET 7154 | ZET 7140-S + ВС 701 |
 |
 |
 |
|||
| Протокол/Интерфейс | Modbus RTU/RS-485 | CAN | Modbus RTU/RS-485 | CAN | CAN |
| Единица измерения | мм | градус | мм | ||
| Диапазон измерений | -1…+1 | -15…+15 | -2,5…+2,5 | ||
| Минимально регистрируемое изменение | 0,001 | 0,01 | 0,01 | ||
| Минимальный уровень ALARM | 0,2 | 0,1 | 0,05 | ||
Цифровые инклинометры располагают на элементах (перекрытия, несущие стены, несущие элементы кровли, консольные элементы и т.п.), изменение наклона которых следует контролировать. А цифровые датчики перемещения рекомендуется устанавливать в наиболее вероятных местах появления смещения элементов конструкции друг относительно друга.
В процессе работы подсистема «Мониторинг крена здания и смещения точек элементов» сравнивает регистрируемые значения с установленными пороговыми значениями для предупредительного и предаварийного уровней, и в случае детектирования превышений пороговых значений формирует соответствующие сигналы «Предупреждение» (на графике отображаются границами бежевого цвета) либо «Опасность» (на графике отображаются границами красного цвета).
Сигналы со всех типов датчиков по интерфейсу Ethernet передаются на промышленный компьютер УСИ (при его наличии) и далее на сервер, где архивируются в базе данных. Для каждого из регистрируемых сигналов производится сравнение с уровнями пороговых значений, в случае превышения которых формируются сигналы оповещения диспетчера.
Уровни пороговых значений (предельные значения крена сооружений и смещений элементов конструкции относительно друг друга) рассчитываются в соответствии с нормативной документацией на конкретный вид сооружения: СП 52-101-2003, СП 63.13330.2012, СП 16.13330.2011, СП 20.13330.2011, СП 43.13330.2012, СП 22.13330.2011.
Для контроля угла наклона на рынке представлено достаточно много двухкоординатных измерителей. Приведём сравнительный анализ наиболее популярных инклинометров (измеритель угла наклона ИН-Д3 и инклинометры цифровые СМИК. БСГ) с цифровыми инклинометрами ZET 7154.
Цифровые инклинометры СМИК. БСГ
Изготовитель ЗАО НИИ «СМИС»
Цифровые инклинометры ZET 7X54
Изготовитель ООО «ЭТМС»
Измерители угла наклона ИН-Д3
Изготовитель ЗАО «НТП «Горизонт»
Все устройства предназначены для измерения углов наклона и наклонных перемещений объектов по двум координатным осям, внесены в Государственный реестр средств измерений, имеют цифровой выход и точные характеристики.
Однако наряду со всеми представленными устройствами цифровые инклинометры ZET 7X54 имеют ряд преимуществ:
- реализована функция метрологического самоконтроля — проверка и оценка метрологических характеристик осуществляется непосредственно на месте измерения датчика, демонтаж не требуется;
- светодиодная индикация устройства — позволяет производить диагностику работоспособности и исправности датчиков визуально на месте эксплуатации;
- функция «Установка в нулевое положение» позволяет установить датчик в ноль на каждой из осей, тем самым предупреждая критический наклон платформы по заданной координате.
Данные об изменении пространственных и геометрических характеристик показывают только конечный результат деформации конструкции, но не отражают реального процесса развития этих деформаций и изменения состояния грунтов основания объекта. Поэтому целесообразно использовать данную подсистему в качестве дополнения к системе мониторинга инженерных конструкций.