基于webaccess的同步顶升系统监控软件设计(附件)【字数：13328】
摘 要同步顶升技术，具有施工快捷、经济实惠、效果良好等特点，尤其是在处理桥下净空不足、桥梁沉降等问题上有难以比拟的优势，已在海内外大型建筑物改造工程中得到了应用，是一项具有应用前景的新技术。但目前同步顶升技术理论体系不够完善，技术要求不够系统，实践经验不够丰富，存在许多有待深入研究的问题。针对普通同步顶升系统的一些不足，使用现代测试计量技术、模糊控制技术及解耦技术，结合工程实际需要，本文研究并设计一套操作简便、控制精度高、同步性良好的、安全可靠的基于星型拓扑结构的液压同步顶升控制系统。首先，通过分析系统工况、工程需求及系统要求，在已有液压系统的基础上，设计出基于星型拓扑结构网络的系统控制方案。工控机与PLC之间通过网线—光纤—网线的形式连接，系统采用Modbus TCP协议实现数据的传输，通过模糊控制及位移解耦的方法实现同步顶升。其次，根据系统的总体设计方案，选择符合性能要求的硬件并设计出这些硬件的连接线路，再将这些硬件组装入柜及箱。然后，通过对液压同步顶升常用算法的分析，结合本系统工况选择模糊控制算法，再为系统可能出现的位移耦合进行解耦，在顶升时修正解耦系数，结合工程特性在系统性能允许的条件下可通过参数简化的方式来减少系统的运算量。接着，介绍本系统中主要使用的软件，组态软件WebAccess可以实现位移控制、过程显示、压强显示、重量显示、故障报警、数据需实时存储等多种功能。解耦控制算法可以在WebAccess脚本中得以实现；模糊控制算法可以在PLC中得以实现；最后，介绍本系统在已有的临时模拟平台上进行试验研究求取一些重要参数，然后将求得的重要参数用在模拟试验平台上，验证控制算法的可行性，然后将该系统应用到实际的工程对象上。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题来源 1
1.2 液压同步顶升国内外发展现状 1
1.2.1 国外同步顶升发展现状 1
1.2.2 国内同步顶升发展现状 1
1.3 液压同步顶升研究的目的与意义 2
1.4 本文主要研究内容 2
第二章 液压同步顶升系统的总体方案设计 4
2.1 案例介绍 4
2.1.1 系统关键点分析 4
2.1.2 运动过程介绍 5
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2.2 系统要求、功能及技术参数 6
2.3 液压系统 6
2.4 控制系统设计方案 7
2.5 本章小结 10
第三章 液压同步顶升控制系统的软件设计 11
3.1 组态软件设计 11
3.1.1 WebAccess组态软件 11
3.1.2 WebAccess人机界面设计 11
3.1.3 解耦控制算法的实现 13
3.2 PLC程序设计 17
3.2.1 PLC编程软件 17
3.2.2 滤波在PLC中的实现 18
3.2.3 模糊控制算法的PLC实现 18
3.2.4 子系统控制程序的PLC实现 20
3.3 触摸屏界面设计 21
3.3.1 触摸屏编程软件 21
3.3.2 触摸屏界面设计 22
3.4 通信设计 22
3.4.1 PLC与上位机的通信设计 23
3.4.2 PLC与触摸屏的通信设计 23
3.4.3 局域网与客户端的通信设计 24
3.5 本章小结 24
第四章 试验研究与算法验证 25
4.1 试验概述 25
4.2 试验平台与参数求取 25
4.3 控制算法的验证 26
4.4 控制系统在实际工程的应用 28
4.5 本章小结 29
第五章 总结与展望 30
5.1 总结 30
5.2 展望 31
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 课题来源
本课题来源于南京某结构设计事务所，主要任务为在该企业已有的液压系统的基础上针对某工程需求研发一套控制精度高、同步性良好的多点液压同步顶升控制系统。
同步顶升技术，施工快捷、经济实惠、效果良好，在处理桥下净空不足、桥梁沉降等问题上有非常强大的优势[1]，已在海内外大型建筑物改造工程中得到了应用，是一项具有应用前景的新技术。但目前同步顶升技术理论体系不够完善，技术要求不够系统，实践经验不够丰富，存在许多有待深入研究的问题。
针对普通同步顶升系统的一些不足，使用现代测试计量技术、模糊控制技术及解耦技术，结合工程实际需要，本文研究并设计一套操作简便、控制精度高、同步性良好、安全可靠的基于星型拓扑结构的液压同步顶升控制系统。
1.2 液压同步顶升国内外发展现状
1.2.1 国外同步顶升发展现状
米约大桥最高的桥墩大约高343m，是当时法国乃至世界上最高的大桥，桥梁下是深深的山谷。为了解决临时桥墩的架设和重型钢结构桥面的平移等难题，美国实用动力集团公司和欧洲工程中心于2004年采用液压同步顶升平移技术，解决了大桥建造中的技术难题[5]。在其竣工后的十多年里大桥一直状态良好，证明同步顶升技术在米约大桥项目中取得优良效果。
1.2.2 国内同步顶升发展现状
横跨黄浦江上游支流的横潦泾大桥，全桥总长779m，主桥长295m，引桥为简支板梁，长484m。单幅桥梁重约24000吨，其中单幅主桥重约10000吨，单幅单侧引桥重约7000吨。由于航道等级提高的需要，该桥需整体顶升1.58米。该工程是目前已知的长度最长、跨径最大、重量最重、同步顶升控制点最多、难度最大的桥梁顶升工程，其中主桥大跨径连续梁顶升创下世界之最[7]。2011年12月，横潦泾大桥整体顶升工程已全部完工。
1.3 液压同步顶升研究的目的与意义
普通顶升技术很难保证较高的精度，更难以保证整个系统的同步性，对所顶建筑物结构影响较大；普通顶升技术往往采用不够先进的控制算法，影响顶升的精度和安全性能；普通顶升技术大多不具有远程操作功能，迫使操作人员在建筑物下方或附近工作，安全得不到有效的保障；普通顶升技术的设备往往很庞大且不可拆分，不便于搬运和运输，浪费劳动力和运输成本。
目的：通过分析已有系统的利弊，结合现代测试技术、液压技术、电气控制技术、PLC控制技术、智能控制技术及解耦技术等，研制开发以工控机与PLC为控制核心的液压同步顶升控制系统，并采用模糊控制算法进行算法方面的设计，使得控制更加精准，顶升更加安全。意义：通过对国内外同步顶升技术发展现状及其自身优势的分析，结合实际工程的需求，将同步顶升技术运用到实际改造工程中具有实际意义。
1.4 本文主要研究内容
本文围绕着基于星型拓扑结构液压同步顶升控制系统的方案设计及具体实现进行了详细的论述。其主要内容包括以下几部分：
第一章为绪论。首先介绍了本课题的来源，然后介绍了国内外液压同步顶升的发展现状并分析了液压同步顶升研究的目的与意义。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题来源 1
1.2 液压同步顶升国内外发展现状 1
1.2.1 国外同步顶升发展现状 1
1.2.2 国内同步顶升发展现状 1
1.3 液压同步顶升研究的目的与意义 2
1.4 本文主要研究内容 2
第二章 液压同步顶升系统的总体方案设计 4
2.1 案例介绍 4
2.1.1 系统关键点分析 4
2.1.2 运动过程介绍 5
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2.2 系统要求、功能及技术参数 6
2.3 液压系统 6
2.4 控制系统设计方案 7
2.5 本章小结 10
第三章 液压同步顶升控制系统的软件设计 11
3.1 组态软件设计 11
3.1.1 WebAccess组态软件 11
3.1.2 WebAccess人机界面设计 11
3.1.3 解耦控制算法的实现 13
3.2 PLC程序设计 17
3.2.1 PLC编程软件 17
3.2.2 滤波在PLC中的实现 18
3.2.3 模糊控制算法的PLC实现 18
3.2.4 子系统控制程序的PLC实现 20
3.3 触摸屏界面设计 21
3.3.1 触摸屏编程软件 21
3.3.2 触摸屏界面设计 22
3.4 通信设计 22
3.4.1 PLC与上位机的通信设计 23
3.4.2 PLC与触摸屏的通信设计 23
3.4.3 局域网与客户端的通信设计 24
3.5 本章小结 24
第四章 试验研究与算法验证 25
4.1 试验概述 25
4.2 试验平台与参数求取 25
4.3 控制算法的验证 26
4.4 控制系统在实际工程的应用 28
4.5 本章小结 29
第五章 总结与展望 30
5.1 总结 30
5.2 展望 31
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 课题来源
本课题来源于南京某结构设计事务所，主要任务为在该企业已有的液压系统的基础上针对某工程需求研发一套控制精度高、同步性良好的多点液压同步顶升控制系统。
同步顶升技术，施工快捷、经济实惠、效果良好，在处理桥下净空不足、桥梁沉降等问题上有非常强大的优势[1]，已在海内外大型建筑物改造工程中得到了应用，是一项具有应用前景的新技术。但目前同步顶升技术理论体系不够完善，技术要求不够系统，实践经验不够丰富，存在许多有待深入研究的问题。
针对普通同步顶升系统的一些不足，使用现代测试计量技术、模糊控制技术及解耦技术，结合工程实际需要，本文研究并设计一套操作简便、控制精度高、同步性良好、安全可靠的基于星型拓扑结构的液压同步顶升控制系统。
1.2 液压同步顶升国内外发展现状
1.2.1 国外同步顶升发展现状
米约大桥最高的桥墩大约高343m，是当时法国乃至世界上最高的大桥，桥梁下是深深的山谷。为了解决临时桥墩的架设和重型钢结构桥面的平移等难题，美国实用动力集团公司和欧洲工程中心于2004年采用液压同步顶升平移技术，解决了大桥建造中的技术难题[5]。在其竣工后的十多年里大桥一直状态良好，证明同步顶升技术在米约大桥项目中取得优良效果。
1.2.2 国内同步顶升发展现状
横跨黄浦江上游支流的横潦泾大桥，全桥总长779m，主桥长295m，引桥为简支板梁，长484m。单幅桥梁重约24000吨，其中单幅主桥重约10000吨，单幅单侧引桥重约7000吨。由于航道等级提高的需要，该桥需整体顶升1.58米。该工程是目前已知的长度最长、跨径最大、重量最重、同步顶升控制点最多、难度最大的桥梁顶升工程，其中主桥大跨径连续梁顶升创下世界之最[7]。2011年12月，横潦泾大桥整体顶升工程已全部完工。
1.3 液压同步顶升研究的目的与意义
普通顶升技术很难保证较高的精度，更难以保证整个系统的同步性，对所顶建筑物结构影响较大；普通顶升技术往往采用不够先进的控制算法，影响顶升的精度和安全性能；普通顶升技术大多不具有远程操作功能，迫使操作人员在建筑物下方或附近工作，安全得不到有效的保障；普通顶升技术的设备往往很庞大且不可拆分，不便于搬运和运输，浪费劳动力和运输成本。
目的：通过分析已有系统的利弊，结合现代测试技术、液压技术、电气控制技术、PLC控制技术、智能控制技术及解耦技术等，研制开发以工控机与PLC为控制核心的液压同步顶升控制系统，并采用模糊控制算法进行算法方面的设计，使得控制更加精准，顶升更加安全。意义：通过对国内外同步顶升技术发展现状及其自身优势的分析，结合实际工程的需求，将同步顶升技术运用到实际改造工程中具有实际意义。
1.4 本文主要研究内容
本文围绕着基于星型拓扑结构液压同步顶升控制系统的方案设计及具体实现进行了详细的论述。其主要内容包括以下几部分：
第一章为绪论。首先介绍了本课题的来源，然后介绍了国内外液压同步顶升的发展现状并分析了液压同步顶升研究的目的与意义。
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