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仪综所助力文物保护 为石窟调试自动门控制系统

行业上下游中国仪表网2015年10月24日 12:03人气:43893

  【中国仪表网 行业上下游】10月16--17日,机械工业仪器仪表综合技术研究所(以下简称“仪综所”)副总工王麟琨博士、传感与网络控制中心张春庭博士、韩丹涛工程师一行3人前往甘肃瓜州榆林石窟调试自动门控制系统。榆林石窟项目是科技部863科技支撑课题“敦煌莫高窟微环境控制关键技术研发”的应用示范项目,该项目由敦煌研究院提出需求,仪综所负责研制。
  
   
图为自动门实际安装情况

  榆林窟始建于北魏,唐、五代、宋、西夏、元各代都有建造。现存壁画5000多平方米,彩塑100多身。当石窟内部湿度超过一定值时会引起壁画颜料变色、酥碱、胶结和材料老化等。目前石窟门安装在崖顶,重达300多斤,为了调节石窟内湿度,需多人手动搬动石窟门进行通风换气,费时、费力。由于榆林石窟当地常年风沙比较大,崖体高,无法供电以及电控系统不允许裸露在地表以外,给设计和施工带来了较大难度。
  
  根据现场情况及需求,对整个系统进行了特殊设计。门的机械部分采用了中间电力推杆推动,四周布置三个滑轨的特殊结构方式,门的四周加装了沙石防护网,门外表进行了涂装与外部环境保持一致;供电系统采用太阳能,并实现控制供电与驱动供电的隔离;采用以数字信号处理器DSP为核心的门控制器以及执行元件电动推杆实现门的自动开启和关闭。由无线路由器、无线WIFI网关、以太网组成的有线与无线结合的可靠数据传输网络,确保监控中心给控制器下达控制命令,实现门的远程操作,以及控制器把自动门的状态信息上传给监控中心。整个施工采用了埋线的方式,所有的控制线和电源线都在地表以下埋设。该控制系统即可实现由操作人员在监控室进行远程控制,也可根据洞窟内外的传感数据自动进行控制。
  
  
图为电控柜内部接线情况
  
  仪综所传感与网络控制中心的科研人员负责门机械结构、电控系统(包括太阳能供电系统、门控制系统)、通信网络的设计、安装和调试以及嵌入式控制软件的编写。整个项目实现了太阳能供电、无线远程控制、较复杂的机电结构设计、恶劣环境适应性等,通过榆林石窟项目我所科研人员积累了在文物保护领域控制系统的设计、施工、调试经验。
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