Bauwerksüberwachung auf der längsten Brücke der Welt

Die EtherCAT-Datenerfassungsgeräte von Dewesoft sind bei verteilten, industriellen Monitoring-Anwendungen bereits zum Standard geworden. Aber wenn wir über das Monitoring der Hongkong-Zhuhai-Macau-Brücke sprechen, bekommt das Wort „verteilt“ eine ganz neue Dimension.

Einleitung

Die Hongkong-Zhuhai-Macau-Brücke (HZMB) gilt mit einer Gesamtlänge von über 50 km als längste Seebrücke der Welt.

Das strukturelle Zustandsüberwachungssystem für dieses Bauwerk umfasst die Messung dreiachsiger Beschleunigungssensoren an den Navigationsspannen. Sie dient dazu, die Belastung durch den Schiffsverkehrs festzustellen und die globalen dynamischen Eigenschaften der Viadukte des Bauwerks zu bestimmen.

Anforderungen

Für den Hongkonger Teil der HZMB werden 200 höchstpräzise Beschleunigungskanäle benötigt, die über mehrere Kilometer verteilt sind. Diese Kanäle sind, wie im folgenden Schema dargestellt, in sechs unabhängige Subsysteme (DAU 1, DAU2, ... DAU 6) gebündelt.

Die Daten jedes DAU-Subsystems werden lokal sowie gleichzeitig auch auf einer Datenbank-Engine auf einem zentralen Server gespeichert.

Hauptanforderungen:

• Vollständig ferngesteuerte Systembedienung

• Synchronisationsgenauigkeit zwischen den einzelnen DAU: unter 1 ms (10 µs innerhalb der jeweiligen DAU)

• Aliasing-freie Erfassung über den gesamten Abtastbereich (bis zu 10 kS/s)

• ADC-Auflösung ≥ 24 Bit mit 0,1 % Grundgenauigkeit

• Die Sensoren müssen über das Datenerfassungssystem mit Strom versorgt werden (±15 Volt).

Lösung

Die Leistung des EtherCAT-Datenerfassungssystems SIRIUSie-8xLV passt perfekt zum verwendeten Sensor.

Wegen der langen Abstände zwischen den Slices zu jeder DAU und zur gemischten Netzwerktopologie (Daisy-Chain und Stern) wurden die Anschlussmöglichkeiten unserer EtherCAT-Geräte durch Glasfaserverbindungen erweitert:

• Der EtherCAT®-LWL-Konverter (ADAPTER-OPTIC-ECAT) mit niedriger Latenz erlaubt Distanzen von mehreren Kilometern.

• Bis zu 8 EtherCAT®-Leitungen können mit einem dedizierten EtherCAT®-Hub (ECAT-HUB-8) verbunden werden.

• Für die Synchronisation zwischen den DAU wird NTP-Sync verwendet

Fazit

Sie können sich sicher fühlen, wenn Sie von Hongkong nach Macau oder in die entgegengesetzte Richtung fahren. Die Brücke, die beide Städte verbindet, wird mit dem genauesten verteilten Datenerfassungssystem der Welt – SIRIUS EtherCAT  überwacht.

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