集成式智能灌浆系统的制作方法_2

文档序号:9075392阅读:来源:国知局
10ο。制浆单片机系统从外向内顺次设制浆光耦隔离电路、制浆A/D转换电路和制浆单片机。5)控制线、通信端口及连接:上述水流量传感器1B、水泥电子秤2B、沙粒电子秤3B、添加剂电子秤4B、拉力传感器50、液位检测装置Ilo的电信号输出端均经过制浆光耦隔离电路、制浆A/D转换电路与制浆单片机的制浆传感器电信号输入接口 8.4o连接;同时制浆单片机控制信号输出端口
8.5o通过制浆光耦隔离电路分别接如下7个制浆执行元件的电磁线圈:①水管电磁阀1A、②水泥电磁阀2A、③水泥粉供料控制装置2D、④沙粒电磁阀3A、⑤沙粒供料控制装置3D、⑥添加剂电磁阀4A、⑦添加剂供料控制装置f5D ;制浆单片机的制浆通信端口 8.6ο通过制浆光耦隔离电路连接到网络2F实现与中央服务器的通信。
[0017]上述中央服务器可为用于设置灌浆参数、遥控启停制浆和灌浆设备、监控子系统、整理成果表的可编程计算机。上述灌浆箱和智能箱两箱体采用在配电柜处用螺栓连接的可拆卸连接结构。上述单片机通信端口 14.1C、单片机数据交换接口 14.1G和记录仪通信端口
10.2均采用RS485总线通信;单片机网络通信端口 14.1D和制浆通信端口 8.6ο采用以太网传输。上述水泥、或沙粒、或化学添加剂各种送料装置均可采用送料管路或螺旋输送机;供料控制装置分别可采用在送料装置出料口处的供料电磁阀或螺旋输送机电控开关2D、3D、4D。上述液位检测装置110可采用超声波液位检测装置。
[0018]本实用新型有益效果:
[0019]I)配浆部分采用先在智能制浆系统中配制浓浆液,然后在一体式制浆罐中稀释的两个系统,方便了浆液的输送、配制和集成自动化操作。2)智能制浆系统用制浆单片机编程控制原料配比、用量、排放速度等,实现配比准确、劳动强度小。且配制中用在线式水泥浆液比重计自动实时监测显示,响应速度快,保证浓浆液质量。3) —体式制浆罐可以实时检测罐内浆液体积、密度P,并实时加入浓浆或清水,使浓度保持恒定,不因回浆导致浆液浓度改变,保证了灌浆工程质量;且各种接口高度集成于罐体,不仅极其方便连接控制系统,确保集成智能灌浆的实现;且减少管路连接、固定和搬移工作。4)每台智能灌浆单元采用集成式的灌浆箱和智能箱的效果:①便于灌浆施工更换灌浆作业部位时,将整个灌浆系统移动至目标施工部位。②灌浆箱内为强电、湿区,智能箱内为弱电、干区。强、弱电,干、湿分区,有利于保障人身安全和保护控制设备。③工作面整洁有序,并便于对灌浆系统维护。5)增设含变频器13的管路压力自控系统,使灌浆栗驱动电机电源的频率、电压可以按需设定,即灌浆栗输出功率可控调节,大大节约电能。管路压力实时高效自动调节,节省人工。当管路压力超限时声光报警装置自动报警、自动开启高压电动阀门泄压,避免因压力超限致使大坝坝基抬动,造成严重工程事故。单片机通过通信接口 14.1C控制变频器,使操作人员远离高压管路;同时因设光耦隔离电路,使操作人员远离强电系统,保证人身安全。6)增设中央服务器、网络2F、网络控制器12、制浆通信接口 8.6ο等,使各子系统可以远程监控、操作。中央服务器使管理技术人员可实时遥控处理灌浆事务和制定新的灌浆方案。当中央服务器上设定灌浆工艺之后,自动分析灌浆报表和实时数据,控制智能灌浆单元进行下一步的灌浆参数。实现了高度自动化、智能化灌浆,使人员少、效率超前。7)本集成智能灌浆系统,以机械电子代替人工操作,避免了人为作弊的可能。8)设光耦隔离电路,避免单片机受外部干扰,使电路元件工作稳定。
(四)
【附图说明】
[0020]图1本实用新型组成总示意框图。
[0021]图2每台智能灌浆单元5F俯视图(打开上盖板),也是集成的智能灌浆单元两箱体结构俯视图。
[0022]图3每台智能灌浆单元控制电路框图。
[0023]图4 一体式配浆罐I立体图。
[0024]图5智能制浆系统3F中自动配浆管路组成示图。
[0025]图6在线式水泥浆液比重计结构示意图。
[0026]图7智能制浆系统3F中控制原理框图。
[0027]图8现有水电站的灌浆检测记录系统总布置图。
(五)
【具体实施方式】
[0028]本实施例集成式智能灌浆系统由以下部分组成,下面分别一一说明。
[0029]—见图1,设配制浓浆液的智能制浆系统3F和η台智能灌浆单元5F (分别表示为
5.1F、5.2F、5.nF),均通过以太网2F与中央服务器IF通信连接。并设与智能制浆系统连通的储浆罐4F,用浓浆输送管路8F将储浆罐、浓浆液送浆栗7F、n台智能灌浆单元5F连通,用以提供循环浓浆液。浓浆液送浆栗的驱动电机为7.1F。并设自来水管路6F向智能制浆系统3F和η台智能灌浆单元供水。智能制浆系统3F配置的浓浆液存储在储浆罐4Α中,利用送浆栗7Α将浓浆液送入浓浆循环管路8Α。各个智能灌浆单元在需要浓浆液时,直接打开阀门即可获取浓浆液。储浆罐可以使智能制浆系统3Α实时的进行配浆。当储浆罐中剩余浆液不足时,智能制浆系统可以立即启动,配置完成之后,再导出到储浆罐中。若没有储浆罐,则必须将智能制浆系统的制浆桶中的浆液用完才能再次配浆,且配浆过程中必须中断对智能灌楽单元的浓楽液输送。
[0030]中央服务器IF为用于设置灌浆参数、遥控启停制浆和灌浆设备、监控子系统、整理成果表等的可编程计算机。
[0031]二.每台智能灌浆单元5F包括如下:
[0032]I)总体布置:见图2,设灌浆箱19和智能箱18,两箱体中间由智能箱配电柜18.1和灌浆箱配电柜19.1连接,且两箱做成用螺栓21连接的可拆卸结构。在两箱外的抬动传感器9的电信号线9a穿入智能箱引入箱体内。
[0033]2)灌浆箱19内结构:见图2,灌浆箱底板上固定有如下一体式配浆罐1:见图4,罐体上开装有浓浆电磁阀1.3的浓浆接口、装有清水电磁阀1.4两相对的清水接口,也可在清水接口处装高压喷嘴,便于冲洗。罐体上方开装有高位压力传感器1.1的压力接口、下方开装有低位压力传感器1.2的压力接口 ;罐体底部有出浆接口 1.6、上部有回浆接口 1.7、顶部装搅拌电机1.5。见图2,经与出浆接口 1.6连通的浆液管道2顺次连通灌浆栗3、进浆流量传感器4、穿出灌浆箱外的灌浆孔8、再通过浆液管道穿入灌浆箱内的回浆流量传感器5、压力传感器6、高压电动阀门7,最后通过上部回浆接口 1.7与一体式配浆罐I罐体连通。
[0034]-体式配浆罐中浆液密度P、浆液液面高度H(见图4)、浆液体积V和浆液质量m,如下确定:
[0035]P = (P2-P1Vgh
[0036]H = P2/ P g = P2h/ (P2-P1)
[0037]V = SH = S P2h/ (P2-P1)
[0038]m = p V = (P2-P1) /gh*S P2h/ (P2-P1) = SP2/g
[0039]上式中:P2-下方低位压力传感器1.2测出的深水处压力值。
[0040]P1-上方高位压力传感器1.1测出的浅水处压力值。
[0041]g_重力加速度。
[0042]h_两个压力传感器之间的高度差为h (见图4)。
[0043]S-—体式配浆罐截面积。
[0044]3)智能箱18内有:见图2,见图3,智能箱内操作台上设有单片机控制系统14、键盘15、显示器16、灌浆记录仪10、打印机11、网络控制器12、变频器13、声光报警器20。其中,单片机控制系统14从外向内顺次设光耦隔离电路14.3、A/D转换电路14.2和单片机14.10键盘和显示器分别通过键盘接口 14.1E和显示器接口 14.1F与单片机连接。键盘用于输入设置,显示器用于显示数据。其中,灌浆记录仪10内增设记录仪通信端口 10.2,与单片机数据交换
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