一种灌注量精确的DCM船舶喷浆系统的制作方法

本实用新型涉及工程船舶技术领域，尤其涉及一种灌注量精确的dcm船舶喷浆系统。

背景技术：

在dcm船舶制桩施工过程中，每延米泥浆灌注量对于成桩的质量有至关重要的影响，因此，在下贯或提升速度不断变化的情况下，泥浆流量要随之动态变化，这就要求控制系统对泥浆泵的运行进行精确控制。

dcm供浆系统的泥浆泵多采用软管泵，泥浆泵电机采用变频器v/f调速控制，泥浆泵出口软管安装有电磁流量计，用于实时将流量信号反馈至控制器，结合控制的pid模块处理实现泥浆流量闭环调节。但是，在实际调试过程中发现，dcm船舶恶劣的施工工况对于泥浆精确的流量控制有很大阻碍：

1)船体晃动易造成的电磁流量计测量管内被测液体倒流，从而导致流量测量误差；

2)软管泵液体输送脉动特性造成的流量波动也易造成电磁流量计的测量误差；

3)船机运行带来的电磁干扰也易造成电磁流量计的测量误差。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种灌注量精确的dcm船舶喷浆系统。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种灌注量精确的dcm船舶喷浆系统，包括水泥箱、泥浆泵、电磁流量计、控制器、喷浆口，水泥箱的输出端与泥浆泵的输入端相连，控制器的输出端通过变频器与泥浆泵的驱动电机相连，驱动电机的输出端设有转速检测元件，转速检测元件与控制器的输入端电连接，泥浆泵的输出端连有缓冲罐，电磁流量计位于缓冲罐的输出管上，电磁流量计与控制器的输入端电连接，缓冲罐的输出端与喷浆口相连。

优选的，驱动电机输出端的转速检测元件为测速编码器。

优选的，控制器为具有pid功能的plc。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用包括流量闭环控制和泥浆泵转速闭环控制的双闭环控制方式，电磁流量计安装在距缓冲罐输出端具有一定距离的水平管路上，缓冲罐的设置用来缓冲软管泵输送物料带来的脉动性，使得物料流速更加平稳；plc对电磁流量计的流量反馈值进行平均化处理而不以瞬时流量反馈值作为控制依据，以过滤掉由于船体晃动、电磁干扰以及一些海上其他不利工况所带来的流量测量误差；plc内pid模块调节死区的设置减少了误差范围内的无谓调节，消除动态误差；pid子程序设置固定扫描周期，形成固定的处理周期，提高控制精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制关系图；

图中：1-水泥箱；2-泥浆泵；3-缓冲罐；4-电磁流量计；5-喷浆口；

以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图所示，一种灌注量精确的dcm船舶喷浆系统，包括水泥箱1、泥浆泵2、电磁流量计4、控制器、喷浆口5，水泥箱1的输出端与泥浆泵2的输入端相连，控制器的输出端通过变频器与泥浆泵2的驱动电机相连，驱动电机的输出端设有转速检测元件，转速检测元件与控制器的输入端电连接，泥浆泵2的输出端连有缓冲罐3，电磁流量计4位于缓冲罐3的输出管上，电磁流量计4与控制器的输入端电连接，缓冲罐3的输出端与喷浆口5相连。

优选的，驱动电机输出端的转速检测元件为测速编码器。

优选的，控制器为具有pid功能的plc。

本实用新型使用时，在人机交互界面已关联的情况下，仅需在控制画面中输入比例、积分、微分参数即可进行泥浆流量的pid闭环控制，同时还要有以下设置：pid子程序固定扫描周期、pid调节死区。

在pid控制子程序中设置固定扫描周期，如果扫描周期远小于信号采集周期，则pid运算时判断反馈量无变化，会造成pid输出不合理，经过现场试凑，设定pid固定扫描周期为10ms。

在pid监控界面中设定pid调节死区，该死区设定为系统可以接受的、在设定流量误差范围内的值，本实施例中设定死区值为正负2l/min。

在软管泵出口安装缓冲罐3，用来消除水锤，平稳泥浆泵2出口压力及流量，消除软管泵产生的脉动流量。

本实用新型采用包括流量闭环控制和泥浆泵2转速闭环控制的双闭环控制方式，电磁流量计4安装在距缓冲罐3输出端具有一定距离的水平管路上，缓冲罐3的设置用来缓冲软管泵输送物料带来的脉动性，使得物料流速更加平稳；plc对电磁流量计4的流量反馈值进行平均化处理而不以瞬时流量反馈值作为控制依据，以过滤掉由于船体晃动、电磁干扰以及一些海上其他不利工况所带来的流量测量误差；plc内pid模块调节死区的设置减少了误差范围内的无谓调节，消除动态误差；pid子程序设置固定扫描周期，形成固定的处理周期，提高控制精度。

本实施例中控制器采用的是ab1756-l73系列plc，变频器采用的是施耐德altivar71系列变频器。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种灌注量精确的dcm船舶喷浆系统，包括水泥箱(1)、泥浆泵(2)、电磁流量计(4)、控制器、喷浆口(5)，其特征在于，水泥箱(1)的输出端与泥浆泵(2)的输入端相连，控制器的输出端通过变频器与泥浆泵(2)的驱动电机相连，驱动电机的输出端设有转速检测元件，转速检测元件与控制器的输入端电连接，泥浆泵(2)的输出端连有缓冲罐(3)，电磁流量计(4)位于缓冲罐(3)的输出管上，电磁流量计(4)与控制器的输入端电连接，缓冲罐(3)的输出端与喷浆口(5)相连。

2.根据权利要求1所述的灌注量精确的dcm船舶喷浆系统，其特征在于，驱动电机输出端的转速检测元件为测速编码器。

3.根据权利要求1所述的灌注量精确的dcm船舶喷浆系统，其特征在于，控制器为具有pid功能的plc。

技术总结
本实用新型是一种灌注量精确的DCM船舶喷浆系统，包括水泥箱、泥浆泵、电磁流量计、控制器、喷浆口，驱动电机的输出端设有转速检测元件，泥浆泵的输出端连有缓冲罐。本实用新型采用双闭环控制方式，电磁流量计安装在距缓冲罐输出端具有一定距离的水平管路上，缓冲罐的设置用来缓冲软管泵输送物料带来的脉动性，使得物料流速更加平稳；PLC对电磁流量计的流量反馈值进行平均化处理而不以瞬时流量反馈值作为控制依据，以过滤掉由于船体晃动、电磁干扰所带来的流量测量误差；PLC内PID模块调节死区的设置减少了误差范围内的无谓调节，消除动态误差；PID子程序设置固定扫描周期，形成固定的处理周期，提高控制精度。

技术研发人员：窦勇;刘海龙;张琼
受保护的技术使用者：中交第一航务工程局有限公司;中交一航局安装工程有限公司
技术研发日：2019.08.26
技术公布日：2020.06.30