Author(s):
Giovanni Moschioni - Politecnico di Milano
Industry:
Research
Research
Products:
Compact FieldPoint, LabVIEW, FieldPoint, Industrial I/O
Compact FieldPoint, LabVIEW, FieldPoint, Industrial I/O
The Challenge:
监测Torrazzo 钟楼的结构，估算墙体损伤
监测Torrazzo 钟楼的结构，估算墙体损伤
The Solution:
设计基于LabVIEW 控制的混合系统，并通过调制解调器实现远程监测。系统采用DAQ卡进行振动的高频测量，采用Fieldpoint 网络进行裂纹的低频测量。
设计基于LabVIEW 控制的混合系统，并通过调制解调器实现远程监测。系统采用DAQ卡进行振动的高频测量，采用Fieldpoint 网络进行裂纹的低频测量。
"米兰理工学院的Moschioni 教授领导的小组利用NI Compact FieldPoint 实现了对钟楼建筑结构的实时监测，为千年古塔上了一份健康保险。"
经历了千年的风吹日晒，位于意大利的Torrazzo 中世纪钟楼已出现了多处墙体裂缝。米兰理工学院的Moschioni 教授领导的小组利用NI Compact FieldPoint 实现了对钟楼建筑结构的实时监测，为千年古塔上了一份健康保险。
始建于公元754 年，建成于1309 年的克雷莫纳教堂钟楼“Torrazzo”是意大利小城克雷莫纳的标志性建筑。112.7 米高的钟楼是欧洲现存最高的中世纪塔楼，同时也是欧洲最高的砖石结构钟楼。然而，饱经风霜的塔楼已出现多处裂缝和墙皮脱落，预示着结构上可能存在的潜在危险。于是，一个由米兰理工学院机械工程学教授G i o v a n n iMoschioni 领导的小组开始着手搭建一个测量系统，对塔楼的主体结构进行监测，以求通过塔楼在不同风力和温度条件下的动态数据分析建筑物的结构稳定性。
“实时体检”加“定期会诊”方案
初步的方案是对塔楼结构的健康状况进行“实时体检”和“定期会诊”。实时体检是通过记录不同风力和风向时振动情况的动态数据建立塔楼结构的动态模型，如果检测到异常振动则能够迅速判断出结构方面的隐患并加以补救。定期会诊则是记录塔楼现有裂缝在不同温度时的错位变化情况。如果裂缝随着温度缓慢地周期性变化，则认为结构是安全的；如果裂缝显现出总体上越来越大的趋势，则需要提高警惕。
由于古塔高达一百多米，需要在顶端中心和四角安装风力计和风速计，在墙体各处安装多个RTD温度传感器、LVDT位移传感器以及加速度传感器。所以必须考虑到过长的传感器接线会引入严重的测量噪声，此外，还必须考虑系统的可扩展性，以适应新的测量需求。
“健康诊断系统” 确保古塔身体健康
小组最终决定在古塔的上部和下部传感器最集中处分别放置两套NI Compact FieldPoint 实时控制器，结合自带信号调理功能的采集模块，满足了监测系统的坚固性要求和传感器通道数需求，同时可以有效减小传感器连线长度。通过RS-485 网络，控制器可以与古塔房间内的PC 相连，通过LabVIEW 程序完成数据的采集、传输、显示、分析和存储。若系统需要扩展，只需要再增加控制器和相关模块即可。
“我们只是一群对编程略懂皮毛的土木和机械工程师，但LabVIEW帮助我们轻松实现了目标。” Moschioni教授说到，“也许不好估计这套系统相比直接购买现成的测试系统所节约的花费，但是可以肯定的一点是：没有NI的开发平台，我们不可能实现这样一套恰好能满足我们所有需求的系统。”
借助N I 的领先科技，Torrazzo 塔楼戴上了一套全天候的实时“健康诊断系统”，愈老弥坚地矗立在克雷莫纳市中心，继续散发着来自中世纪教会的威严气息，续写着千年的不老传奇。
始建于754 年的Torrazzo 古塔采用NI Compact FieldPoint 平台进行结构监测
