【儀表網(wǎng) 行業(yè)上下游】10月16--17日，機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)研究所（以下簡稱“儀綜所”）副總工王麟琨博士、傳感與網(wǎng)絡(luò)控制中心張春庭博士、韓丹濤工程師一行3人前往甘肅瓜州榆林石窟調(diào)試自動門控制系統(tǒng)。榆林石窟項目是科技部863科技支撐課題“敦煌莫高窟微環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”的應(yīng)用示范項目，該項目由敦煌研究院提出需求，儀綜所負責(zé)研制。
圖為自動門實際安裝情況
榆林窟始建于北魏，唐、五代、宋、西夏、元各代都有建造。現(xiàn)存壁畫5000多平方米，彩塑100多身。當(dāng)石窟內(nèi)部濕度超過一定值時會引起壁畫顏料變色、酥堿、膠結(jié)和材料老化等。目前石窟門安裝在崖頂，重達300多斤，為了調(diào)節(jié)石窟內(nèi)濕度，需多人手動搬動石窟門進行通風(fēng)換氣，費時、費力。由于榆林石窟當(dāng)?shù)爻Ｄ觑L(fēng)沙比較大，崖體高，無法供電以及電控系統(tǒng)不允許裸露在地表以外，給設(shè)計和施工帶來了較大難度。
根據(jù)現(xiàn)場情況及需求，對整個系統(tǒng)進行了特殊設(shè)計。門的機械部分采用了中間電力推桿推動，四周布置三個滑軌的特殊結(jié)構(gòu)方式，門的四周加裝了沙石防護網(wǎng)，門外表進行了涂裝與外部環(huán)境保持一致；供電系統(tǒng)采用太陽能，并實現(xiàn)控制供電與驅(qū)動供電的隔離；采用以數(shù)字信號處理器DSP為核心的門控制器以及執(zhí)行元件電動推桿實現(xiàn)門的自動開啟和關(guān)閉。由無線路由器、無線WIFI網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)組成的有線與無線結(jié)合的可靠數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，確保監(jiān)控中心給控制器下達控制命令，實現(xiàn)門的遠程操作，以及控制器把自動門的狀態(tài)信息上傳給監(jiān)控中心。整個施工采用了埋線的方式，所有的控制線和電源線都在地表以下埋設(shè)。該控制系統(tǒng)即可實現(xiàn)由操作人員在監(jiān)控室進行遠程控制，也可根據(jù)洞窟內(nèi)外的傳感數(shù)據(jù)自動進行控制。
圖為電控柜內(nèi)部接線情況
儀綜所傳感與網(wǎng)絡(luò)控制中心的科研人員負責(zé)門機械結(jié)構(gòu)、電控系統(tǒng)（包括太陽能供電系統(tǒng)、門控制系統(tǒng)）、通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、安裝和調(diào)試以及嵌入式控制軟件的編寫。整個項目實現(xiàn)了太陽能供電、無線遠程控制、較復(fù)雜的機電結(jié)構(gòu)設(shè)計、惡劣環(huán)境適應(yīng)性等，通過榆林石窟項目我所科研人員積累了在文物保護領(lǐng)域控制系統(tǒng)的設(shè)計、施工、調(diào)試經(jīng)驗。
