CN106996091A - 可移动自动加沙装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可移动自动加沙装置及方法，所述装置包括可移动支架、容器、流量调节装置、含沙量传感器、液位传感器和工控机；所述容器包括清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器，容器底部设有可移动支架；清水容器通过供水管道连接水源，高含沙量容器通过供沙管道连接沙源，标准含沙量容器通过连接管道分别与清水容器、高含沙量容器和模型试验箱连接，各管道上均设有流量调节装置；清水容器内设有液位传感器，标准含沙量容器和高含沙量容器内设有液位传感器、含沙量传感器和沙样搅拌装置；工控机控制液位和标准含沙量容器内混合液配比，实现自动加沙。本发明的装置可移动、智能度高，可实现含沙量的实时自动配比。
Description
技术领域
本发明涉及可移动自动加沙装置及方法，特别涉及一种适用于水利物理模型试验的可移动自动加沙控制装置及方法。
背景技术
长期以来，试验中对河道加沙通常的方法是：在河道上、下游潮流进出段各设一加沙断面，然后，根据河道输沙的变化情况，估算模型的加沙量和加沙速率，采用传统的人工加沙。这种方法不仅耗费较多的人力、物力，而且受人为因素的影响，加沙量不均匀、精度较低，特别是连续试验周期较长的悬沙试验，试验的精度更受影响。
目前国内在河工试验中主要还是采用人工加沙的方式，随着自动化技术的发展，自动化程度高的加沙系统也应运而生，但是这些加沙系统都是在需要加沙的模型旁边建一个固定的加沙池，单个加沙系统只能为单一的模型加沙，不能为其他模型试验所使用，成本高、灵活性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种可移动自动加沙装置及方法，所述装置能够任意移动至试验需要的场所，实现含沙量的实时自动配比。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种可移动自动加沙装置，包括可移动支架、容器、流量调节装置、含沙量传感器、液位传感器和工控机；
所述容器包括清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器，清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器底部设有可移动支架；清水容器通过供水管道连接水源，高含沙量容器通过供沙管道连接沙源，标准含沙量容器通过连接管道分别与清水容器、高含沙量容器和模型试验箱连接，所述供水管道、供沙管道、连接管道上均设有流量调节装置；清水容器内设有液位传感器，标准含沙量容器和高含沙量容器内设有液位传感器、含沙量传感器和沙洋搅拌装置；液位传感器、含沙量传感器、流量调节装置和沙样搅拌装置连接工控机，通过工控机控制液位和标准含沙量容器内混合液配比，实现自动加沙。
本发明的装置，液位传感器、含沙量传感器、流量调节装置及沙样搅拌装置均与工控机连接，工控机为上位机、液位传感器、含沙量传感器、流量调节装置为下位机，下位机将采集到的数据传送至上位机，上位机根据下位机传输的数据发出相应命令，再反馈给下位机，形成组成主从式控制结构。
本发明的装置中，液位传感器可采用多种不同原理的液位传感器，并且液位传感器根据原理的不同，放置在容器的不同部位；含沙量传感器可实现容器内含沙量浓度的实时监测；沙样搅拌装置实现容器内水、沙混合液的连续、充分、均匀搅拌，使容器内水、沙混合液得到充分、均匀搅拌。
作为本发明的进一步改进，清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器底部共用一个可移动支架，或分别单独设置可移动支架。单独设置可移动支架使得三种不同容器在可整体移动的同时，还可以相对移动，可根据具体需要设置。
作为本发明的进一步改进，清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器与可移动支架间，各容器与管道间均采用活动连接。采用活动连接方便装置的拆卸和组装。
作为本发明的进一步改进，所述清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器选用不锈钢材质。
作为本发明的进一步改进，工控机中设有以太网模块。实现移动加沙系统的远程控制。
本发明还提供了上述装置的使用方法，具体包括如下步骤：
(1)清水容器内通过供水管道补充清水，高含沙量容器中预先配置高浓度水沙混合液；
(2)在工控机中设置模型试验所需标准含沙配比，通过高含沙量容器、清水容器与标准含沙量容器间的流量调节装置以及高含沙量容器的含沙量浓度，控制高含沙量容器与清水容器中的液体按一定的比例配比到标准含沙量容器中；
(3)工控机实时采集流量调节装置的流量信号、液位传感器的液位信息和含沙量传感器的含沙量浓度信号，通过控制软件与试验预设的流量、液位、含沙量浓度进行对比，反馈控制各流量调节装置，改变管道出水流量，调节液位和含沙量浓度，实现模型自动加沙。
上述步骤(2)中，根据模型加沙要求，预设标准容器含沙量为d标，高含沙量容器含沙量为d高，d标与d高由含沙量传感器测量得到，加沙量配比为：清水容器的流量调节装置控制的流量是高含沙量容器的流量调节装置控制流量的(d高-d标准)/d标准倍。实际控制过程由于清水容器和高含沙量容器液位不同，流量的不同，工控机可根据实测含沙量而加以修正。
本发明的装置和方法具有如下有益效果：
①可移动：以往的加沙装置都是采用加沙池的方式，加沙池固定在模型的某个位置，只能对特定区域内的加沙断面进行加沙，而本发明的可移动加沙装置可以为模型的任意位置进行加沙，从而使需要加沙的模型试验更加的灵活方便。
②闭环控制，准确加沙：传统的人工加沙、通过固定的加沙池、加沙管道等方式进行加沙方法均为开环控制方式，加沙的准确性较低。本发明的可移动加沙装置和方法采用实时监测配比的标准水、沙混合液浓度及高含沙量的水、沙混合液浓度、加沙桶内液位高度，控制系统的流量变化，从而确保标准加沙桶内的水沙混合液浓度为实际试验需求的浓度。
③智能一键式控制，自动加沙：
可移动加沙装置的智能化程度较高，所有的参数均能实时的显示与修改，在自动模式下操作人员只需按下开始按钮加沙系统就能根据输入的参数自动输沙。
④远程控制：该加沙装置可通过串口服务器与控制室的上位机相连，上位机能实时显示加沙系统的运行状态，并能实时控制现场的加沙进程。
⑤模块化设计：该加沙装置的所有接口都是标准化的接口，容器与容器、容器与泵台之间的管道连接，容器与可移动支架之间的连接均可采用活动连接，组装与拆卸方便，并且维修也较为方便。
附图说明
图1为实施例1的可移动自动加沙装置的示意图。
图2为本发明方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的可移动自动加沙装置包括容器、可移动支架、流量调节装置、含沙量传感器、液位传感器和工控机100。
所述容器包括清水容器11、标准含沙量容器12和高含沙量容器13，清水容器11、标准含沙量容器12和高含沙量容器13底部设有可移动支架21-23；清水容器11通过供水管道51连接水源，高含沙量容器13通过供沙管道55连接沙源，标准含沙量容器12通过连接管道52-54分别与清水容器11、高含沙量容器13和模型试验箱连接，所述供水管道51、供沙管道55、连接管道52-54上分别设有流量调节装置61-65；清水容器11内设有液位传感器31，标准含沙量容器12和高含沙量容器13内设有液位传感器32、33、含沙量传感器41、42和沙样搅拌装置71、72；液位传感器31-33、含沙量传感器41-42、流量调节装置61-65和沙样搅拌装置71-72连接工控机100，通过工控机100控制液位和标准含沙量容器内混合液配比，实现自动加沙。
清水容器11、标准含沙量容器12和高含沙量容器13采用不锈钢材质，其底部可共用一个可移动支架，或分别单独设置可移动支架21-23。
清水容器11、标准含沙量容器12和高含沙量容器13与可移动支架21-23间，各容器与管道间均采用活动连接。
工控机中设有以太网模块100用于实现移动加沙系统的远程控制。
实施例2
本实施例具体提供了一种实施例1所述装置的使用方法。
本发明的方法具体包括如下步骤；
(1)清水容器11内通过供水管道51补充清水，高含沙量容器13中预先配置高浓度水沙混合液；
(2)在工控机100中设置模型试验所需标准含沙配比，通过高含沙量容器13、清水容器11与标准含沙量容器13间的流量调节装置62、64以及高含沙量容器13的含沙量浓度，控制高含沙量容器13与清水容器11中的液体按一定的比例配比到标准含沙量容器12中；
(3)工控机100实时采集流量调节装置61-65的流量信号、液位传感器31-33的液位信息和含沙量传感器41-42的含沙量浓度信号，通过控制软件与试验预设的流量、液位、含沙量浓度进行对比，反馈控制各流量调节装置61-65，改变管道出水流量，调节液位和含沙量浓度，实现模型自动加沙。
在模型试验前，根据模型具体加沙要求配好标准容器含沙量为d标，配好高含沙量容器含沙量为d高，d标与d高由含沙量传感器测量得到，d标和d高根据各模型加沙时长、加沙量等具体情况设定。如图2所示，液位传感器31实时监控清水容器11液面，当液面过低时，启动清水补充程序，当液面超过预定值时关闭阀门，停止清水补充。
清水容器管道输出流量为Q清，高含沙量容器管道输出流量为Q浑，时间为t，理想中
化简得：
即流量调节装置和流量调节装置控制管道流量，同时给标准容积供流量，又要使含沙量为标准容积含沙量应符合上述公式。
由上式得：
d标准＝(Q清+Q浑)＝d高.Q浑 (3)
d标准.Q清＝d高Q浑-d标准Q浑 (4)
则可控制清水容器11的流量调节装置61控制的流量是高含沙量容器13的流量调节装置65控制流量的(d高-d标准)/d标准倍。实际控制过程由于清水容器和高含沙量容器液位不同，流量的不同，软件上可根据实测含沙量而加以修正。
Claims (7)
1.一种可移动自动加沙装置，其特征在于，包括可移动支架、容器、流量调节装置、含沙量传感器、液位传感器和工控机；
所述容器包括清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器，清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器底部设有可移动支架；清水容器通过供水管道连接水源，高含沙量容器通过供沙管道连接沙源，标准含沙量容器通过连接管道分别与清水容器、高含沙量容器和模型试验箱连接，所述供水管道、供沙管道、连接管道上均设有流量调节装置；清水容器内设有液位传感器，标准含沙量容器和高含沙量容器内设有液位传感器、含沙量传感器和沙样搅拌装置；液位传感器、含沙量传感器、流量调节装置和沙样搅拌装置连接工控机，通过工控机控制液位和标准含沙量容器内混合液配比，实现自动加沙。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器底部共用一个可移动支架，或分别单独设置可移动支架。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器与可移动支架间，各容器与管道间均采用活动连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述清水容器、标准含沙量容器和高含沙量容器选用不锈钢材质。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，工控机中设有以太网模块。
6.权利要求1-5任一项所述可移动自动加沙装置的加沙方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)清水容器内通过供水管道补充清水，高含沙量容器中预先配置高浓度水沙混合液；
(2)在工控机中设置模型试验所需标准含沙配比，通过高含沙量容器、清水容器与标准含沙量容器间的流量调节装置以及高含沙量容器的含沙量浓度，控制高含沙量容器与清水容器中的液体按一定的比例配比到标准含沙量容器中；
(3)工控机实时采集流量调节装置的流量信号、液位传感器的液位信息和含沙量传感器的含沙量浓度信号，通过控制软件与试验预设的流量、液位、含沙量浓度进行对比，反馈控制各流量调节装置，改变管道出水流量，调节液位和含沙量浓度，实现模型自动加沙。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据模型加沙要求，预设标准容器含沙量为d标，高含沙量容器含沙量为d高，d标与d高由含沙量传感器测量得到，加沙量配比为：清水容器的流量调节装置控制的流量是高含沙量容器的流量调节装置控制流量的(d高-d标准)/d标准倍。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202164575U (zh) * | 2011-06-29 | 2012-03-14 | 浙江省水利河口研究院 | 河口模型加沙系统的一种定量补沙装置 |
| CN204252069U (zh) * | 2014-10-16 | 2015-04-08 | 天津水运工程勘察设计院 | 一种用于动床模型试验的加沙装置 |
| CN105756008A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-13 | 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 | 用于潮汐河口泥沙物理模型的自动加沙装置 |
| CN106292510A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-04 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 乳化液自动配比装置plc控制系统及方法 |
| CN206859159U (zh) * | 2017-05-17 | 2018-01-09 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 可移动自动加沙装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202164575U (zh) * | 2011-06-29 | 2012-03-14 | 浙江省水利河口研究院 | 河口模型加沙系统的一种定量补沙装置 |
| CN204252069U (zh) * | 2014-10-16 | 2015-04-08 | 天津水运工程勘察设计院 | 一种用于动床模型试验的加沙装置 |
| CN105756008A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-13 | 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 | 用于潮汐河口泥沙物理模型的自动加沙装置 |
| CN106292510A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-04 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 乳化液自动配比装置plc控制系统及方法 |
| CN206859159U (zh) * | 2017-05-17 | 2018-01-09 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 可移动自动加沙装置 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 彭刚等: "新型悬移质自动模型加沙系统的研究", 《水利科技与经济》 * |
| 戴杰等: "泥沙模型试验水沙测量与控制系统", 《水资源与水工程学报》 * |
| 许明等: "水沙混合泥沙模型加沙系统的改造方法", 《长江科学院院报》 * |
| 邓安军等: "自动加沙控制系统及其在潮汐模型试验中的应用", 《水道港口》 * |
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