CN112000058A - 一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法 - Google Patents

一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112000058A
CN112000058A CN202010762582.2A CN202010762582A CN112000058A CN 112000058 A CN112000058 A CN 112000058A CN 202010762582 A CN202010762582 A CN 202010762582A CN 112000058 A CN112000058 A CN 112000058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rainfall
module
plc
water supply
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010762582.2A
Other languages
English (en)
Inventor
侯精明
李轩
龚佳辉
高徐军
康永德
李东来
潘占鹏
石宝山
石佳
王俊珲
张大伟
杨霄
张阳维
李钰茜
杨东
张玉蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN202010762582.2A priority Critical patent/CN112000058A/zh
Publication of CN112000058A publication Critical patent/CN112000058A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

本发明公开了一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法，包括降雨模块，降雨模块连接有供水模块，供水模块用于为降雨模块提供水源，供水模块连接有控制模块，控制模块用于控制供水模块的流量，进而实现对降雨模块降雨过程的控制。降雨模块采用多个降雨板拼接的方式，每个降雨板安装多个针头，实现了单个降雨板内范围降雨强度均匀；每个降雨板安装有独自的阀门，试验前通过率定降雨强度和阀门之间的关系调整阀门开度，实现了降雨空间分布可调节进而丰富了降雨范围的多样性。控制模块通过计算机、PLC控制器以及变频水泵组成的闭环控制系统，实现了对降雨全过程的自动控制，操作方便，从而减小了手动调节带来的误差。

Description

一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法
技术领域
本发明涉及人工降雨模拟设备的技术领域，涉及一种降雨空间分布可调节的人工降雨系统及方法。
背景技术
降雨是引起城市内涝灾害频发的重要因素之一。随着城市化进程的不断加快，城市范围急剧扩张以及城市热岛效应的加剧，大城市的大范围面积势必会导致降雨的空间分布不均匀，因此研究降雨空间分布不均匀性对城市排水防涝系统的建设有重要的意义。有效的使用人工降雨系统来重现天然降雨进行城市雨洪试验是一种研究城市内涝问题的理想方法，该方法可以精确的控制试验降雨进程，缩短试验周期，同时可以节省大量的人力和物力。
目前现存的人工降雨模拟系统种类繁多，形态各异，但大多都对模拟天然降雨做了一系列简化。在实际的模拟降雨试验中，自行设计的降雨装置大多只关注装置是否满足降雨强度以及降雨均匀性，采用了统一的开关控制多个喷头同时进行降雨，降雨面积单一，但降雨空间非一致性问题尚未得到解决。此外，为了在保证降雨均匀度的同时节约成本，一些降雨装置采用手动调节阀门的方式控制供水流量大小，该装置往往较为简易，虽然成本较低，但往往只能进行恒定雨强试验，而忽略了降雨时存在的单峰、双峰或多峰雨型等降雨过程中雨强随时间不断变化的情况，无法满足城市雨洪试验对降雨过程实时控制的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法，解决了上述现有技术中存在的人工降雨系统中降雨空间分布无法调节以及降雨强度无法随时间的变化实时控制的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，其特征在于，包括降雨模块，降雨模块连接有供水模块，供水模块用于为降雨模块提供水源，供水模块连接有控制模块，控制模块用于控制供水模块的流量，进而实现对降雨模块降雨过程的控制。
本发明的特点还在于：
降雨模块包括支撑钢架，支撑钢架上方水平设置有若干个相互平行的主龙骨，主龙骨下方还设置有副龙骨，主龙骨和副龙骨都起固定作用，主龙骨的上方设置有若干降雨分管，降雨分管上均设置有分管阀，主龙骨和降雨分管垂直设置，副龙骨下方设置有若干降雨板，降雨板上设置有若干降雨孔，所述降雨分管均通过降雨主管与供水模块相连；降雨主管上设置有主管阀。
降雨板上表面上设置有固定板，固定板上设置有若干螺纹孔，固定板的中间位置连接有连接管的一端，连接管的另一端通过降雨调节阀连接至降雨分管。
供水模块包括水箱，水箱依次连接有Y型过滤阀、变频水泵、流量传感器、降雨主管的进水端，所述变频水泵和流量传感器连接至控制模块。
控制模块包括计算机，计算机通过RS-485通讯电缆连接有PLC控制器和EM AM06模拟量组态模块，EM AM06模拟量组态模块分别连接有变频水泵和流量传感器。
一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，步骤具体如下：
S1、率定雨强R与流量Q的关系；
S2、率定流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系，根据所需不同空间分布雨强调节各个节阀门开度；
S3、根据流量传感器量程与输出信号确定PLC模拟量输入转换关系，根据变频器频率与接收信号确定PLC模拟量输出转换关系；
S4、给定雨强-时间函数，根据调节精度计算PID控制器参数KP(比例参数),KI(积分参数),KD(微分参数)，并在PLC中设定内置PID控制程序；
S5、通过PLC可编程控制器、变频器和流量传感器驱动调速泵电机进行自动控制降雨试验。
步骤S1中雨强R与流量Q的关系为：
Q＝RA (1)
其中Q为流量，R为率定的雨强，A为对应降雨试验下垫面的面积；
步骤S2中流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系为：
Q/Qmax＝(1/S)[1+(S-1)L/Lmax] (2)
其中S为可调比，S＝Qmax/Qmin，Qmax、Qmin分别为调节阀所能调节的最大与最小流量，L为阀门开度，Lmax则为调节阀所能调节的最大开度；
步骤S3中流量传感器量程和变频器与PLC模拟量输入输出转换关系为：
Figure BDA0002613489580000031
其中，Ov为实际工程值，Osh为实际工程值高限，Osl为实际工程值低限，Iv为模拟值，Ish为模拟值高限，Isl为模拟值低限。
步骤S5的具体步骤如下：
S5.1、根据S3得到的PLC模拟量输入和输出转换关系，以及S4.1设定好的PID程序部分，通过计算机12设定好PLC控制程序；
S5.2、将PLC控制程序通过RS-485编程电缆传输至PLC控制器14；
S5.3、通过PLC控制器14编写好的PLC控制程序控制变频水泵19变频器，驱动水泵电机工作；
S5.4、电机带动调速泵抽取水箱17中的水沿供水管18、降雨主管10、降雨分管1和连接管4输入至降雨板7进行降雨；
本发明的有益效果是：一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法，降雨模块采用多个降雨板拼接的方式，每个降雨板安装多个针头，实现了单个降雨板内范围降雨强度均匀；每个降雨板安装有独自的阀门，试验前通过率定降雨强度和阀门之间的关系调整阀门开度，实现了降雨空间分布可调节进而丰富了降雨范围的多样性。供水模块安装有过滤阀，防止水泵以及管道中存在异物从而造成堵塞现象。控制模块通过计算机、PLC控制器以及变频水泵组成的闭环控制系统，实现了对降雨全过程的自动控制，操作方便，从而减小了手动调节带来的误差。
附图说明
图1是本发明提出的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统示意图。
图2是本发明一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统降雨模块供水部分结构示意图。
图3是本发明一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统降雨板结构示意图。
图4是本发明一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统降雨流量控制系统示意图。
图5是本发明提出的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法控制流程图。
图中，1.降雨分管，2.主龙骨，3.降雨调节阀，4.连接管，5.固定板，6. 螺纹孔，7.降雨板，8.降雨孔，9.分管阀，10.降雨主管，11.主管阀，12.计算机，13.RS-485通讯电缆，14.PLC控制器，15.EM AM06模拟量组态模块， 16.Y型过滤阀，17.水箱，18.供水管，19.变频水泵，20.流量传感器，21.副龙骨，22.支撑底座，23.支撑钢架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，包括降雨模块，降雨模块连接有供水模块，供水模块用于为降雨模块提供水源，供水模块连接有控制模块，控制模块用于控制供水模块的流量，进而实现对降雨模块降雨过程的控制。
降雨模块包括支撑钢架23，支撑钢架上方水平设置有若干个相互平行的主龙骨2，主龙骨2下方还设置有副龙骨21，主龙骨2和副龙骨21都起固定作用，主龙骨2的上方设置有若干降雨分管1，降雨分管1上均设置有分管阀9，主龙骨2和降雨分管垂直设置，副龙骨21下方设置有若干降雨板 7，降雨板7上设置有若干降雨孔8，所述降雨分管1均通过降雨主管10与供水模块相连；降雨主管10上设置有主管阀11。
降雨板7上表面上设置有固定板5，固定板5上设置有若干螺纹孔6，固定板5的中间位置连接有连接管4的一端，连接管4的另一端通过降雨调节阀3连接至降雨分管1。
供水模块包括水箱17，水箱17依次连接有Y型过滤阀16、变频水泵19、流量传感器20、降雨主管10的进水端，所述变频水泵19和流量传感器20 连接至控制模块。
控制模块包括计算机12，计算机12通过RS-485通讯电缆13连接有PLC 控制器14和EM AM06模拟量组态模块15，EM AM06模拟量组态模块15 分别连接有变频水泵19和流量传感器20。
一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，步骤具体如下：
S1、率定雨强R与流量Q的关系；
S2、率定流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系，根据所需不同空间分布雨强调节各个节阀门开度；
S3、根据流量传感器量程与输出信号确定PLC模拟量输入转换关系，根据变频器频率与接收信号确定PLC模拟量输出转换关系；
S4、给定雨强-时间函数，根据调节精度计算PID控制器参数KP(比例参数),KI(积分参数),KD(微分参数)，并在PLC中设定内置PID控制程序；
S5、通过PLC可编程控制器、变频器和流量传感器驱动调速泵电机进行自动控制降雨试验。
步骤S1中雨强R与流量Q的关系为：
Q＝RA (1)
其中Q为流量，R为率定的雨强，A为对应降雨试验下垫面的面积；
步骤S2中流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系为：
Q/Qmax＝(1/S)[1+(S-1)L/Lmax] (2)
其中S为可调比，S＝Qmax/Qmin，Qmax、Qmin分别为调节阀所能调节的最大与最小流量，L为阀门开度，Lmax则为调节阀所能调节的最大开度；
步骤S3中流量传感器量程和变频器与PLC模拟量输入输出转换关系为：
Figure BDA0002613489580000071
其中，Ov为实际工程值，Osh为实际工程值高限，Osl为实际工程值低限，Iv为模拟值，Ish为模拟值高限，Isl为模拟值低限。
步骤S5的具体步骤如下：
S5.1、根据S3得到的PLC模拟量输入和输出转换关系，以及S4.1设定好的PID程序部分，通过计算机12设定好PLC控制程序；
S5.2、将PLC控制程序通过RS-485编程电缆传输至PLC控制器14；
S5.3、通过PLC控制器14编写好的PLC控制程序控制变频水泵19变频器，驱动水泵电机工作；
S5.4、电机带动调速泵抽取水箱17中的水沿供水管18、降雨主管10、降雨分管1和连接管4输入至降雨板7进行降雨；
如图1所示，一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，包括降雨模块，供水模块和控制模块；所述降雨模块的输入端管道与供水模块的输出端管道通过法兰连接，用于进行人工模拟降雨试验；所述控制模块的输入端与供水模块通过变频水泵与流量传感器连接，用于按照给定的雨强-时间函数自动控制供水流量进行人工降雨模拟试验；所述供水模块一端设有水箱，用于降雨试验供水；
降雨模块包括，1.降雨分管，2.主龙骨，3.降雨调节阀，4.连接管，5.固定板，6.螺纹孔，7.降雨板，8.降雨针头，9.分管阀，10.降雨主管，11.主管阀，21.副龙骨，22.支撑底座，23.支撑钢架；
降雨分管1与降雨主管10中间装有分管阀，通过法兰连接，每根降雨分管等距连接分管阀3，分管阀3与降雨分管1通过套管连接，用于给降雨板7供水；
主龙骨2、副龙骨21、支撑底座22与支撑钢架23组成降雨模块支撑结，支撑降雨主管10与降雨分管1，并固定降雨板7；
所述分管阀9为调节阀，用于调节不同分管流量大小；
所述降雨调节阀3为调节阀，用于调节不同降雨板流量大小；
所述主管阀11为闸阀，作为降雨模块安全水阀；
所述降雨分管1和降雨主管10均为不锈钢材质制作管路；
所述副龙骨21为上人龙骨，用于试验人员调节降雨调节阀3，同时用于降雨板7的固定；
如图2、图3所示，降雨板7包括3.降雨调节阀，4.连接管，5.固定板， 6.螺纹孔，7.降雨板，8.降雨针孔；
降雨板7大小规格相同，通过套管与降雨分管1等距均匀连接；降雨调节阀3通过套管与连接管4连接，降雨板7上方有固定板5，通过螺纹孔6 与副龙骨21采用螺纹连接；
所述每块降雨板7包含16×16共256个降雨针头8，降雨针头8均为硅胶材质，保证每块降雨板7内降雨分布均匀；
控制模块包括12.计算机，13.RS-485通讯电缆，14.PLC控制器，15.EM AM06模拟量组态模块；
计算机12通过RS-485通讯电缆13与PLC控制器14通讯连接，用于给定PLC控制器14雨强-时间函数信号，EM AM06模拟量组态模块15通过插针与PLC控制器14组态连接；
所述PLC控制器14选取西门子S7-200smart系列，CPU选择ST30型号，该型号可进行扩展组态，采用晶体管输出，含有30个I/O点，采用直流24V电源供电；
所述EM AM06模拟量组态模块15模拟量输入端与流量传感器20通过两线制4-20mA电流信号连接，用于接收流量传感器反馈的电流信号；
所述EM AM06模拟量组态模块15模拟量输入端与变频水泵19中的变频器通过两线制0-10V电压信号连接，用于供给变频器电压信号；
供水模块包括16.Y型过滤阀，17.水箱，18.供水管，19.变频水泵，20. 流量传感器；
水箱17与变频水泵19通过供水管18连接，流量传感器20与Y型过滤阀16采用法兰连接，安装在供水管18上；
所述Y型过滤阀16用于过滤掉水中异物，防止变频水泵19以及降雨模块发生堵塞；
所述水箱17用于储存人工降雨试验用水；
所述变频水泵19包含变频器、电机和调速泵，流量2m3/h，扬程25m；变频器运行频率为0～50HZ，与.EM AM06模拟量组态模块15通过两线制 0-10V电压信号连接，通过接收EMAM06模拟量组态模块15产生的电压信号调节电机频率，进而调节调速泵转速；
所述流量传感器20通过直流24V电源供电，量程0.03～2m3/h，管道前方保证有10D长度直管段；与EM AM06模拟量组态模块15通过两线制 4-20mA电流信号连接，将流量转为传递电流信号传递给EM AM06模拟量组态模块15；
如图4所示，降雨流量控制系统原理如下：
控制系统为单回路控制，被控对象为水的流量，控制量为变频水泵19 电机的转速，控制器为PLC控制器14、EM AM06模拟量组态模块15和变频水泵19变频器，传感器为流量传感器，执行器为变频水泵19调速泵。
计算机12给定值通过PLC可编程逻辑控制器处理，再经过数模转化形成模拟信号输入到变频器，改变变频器的频率从而改变电机转速；流量再通过传感器检测经模数转化后形成数字信号，与计算机给定值不断比较来进行矫正控制，形成闭环控制系统。
如图5所示，使用模拟空间分布不均匀降雨的人工降雨系统的方法包括以下几个步骤：
S1、率定雨强R与流量Q的关系；
S2、率定流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系，根据所需不同空间分布雨强调节各个节阀门开度；
S3、根据流量传感器量程与输出信号确定PLC模拟量输入转换关系，根据变频器频率与接收信号确定PLC模拟量输出转换关系；
S4、给定雨强-时间函数，根据调节精度计算PID控制器参数KP(比例参数),KI(积分参数),KD(微分参数)，并在PLC中设定内置PID控制程序；
S5、通过PLC可编程控制器、变频器和流量传感器驱动调速泵电机进行自动控制降雨试验。
所属步骤S5包含以下分步骤：
S5.1、根据S3得到的PLC模拟量输入和输出转换关系，以及S4.1设定好的PID程序部分，通过计算机12设定好PLC控制程序；
S5.2、将PLC控制程序通过RS-485编程电缆传输至PLC控制器14；
S5.3、通过PLC控制器14编写好的PLC控制程序控制变频水泵19变频器，驱动水泵电机工作；
S5.4、电机带动调速泵抽取水箱17中的水沿供水管18、降雨主管10、降雨分管1和连接管4输入至降雨板7进行降雨；
所属步骤S1中雨强R与流量Q的关系为：
Q＝RA (1)
其中Q为流量，R为率定的雨强，A为对应降雨试验下垫面的面积；
所属步骤S2中流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系为：
Q/Qmax＝(1/S)[1+(S-1)L/Lmax] (2)
其中S为可调比，S＝Qmax/Qmin，Qmax、Qmin分别为调节阀所能调节的最大与最小流量，L为阀门开度，Lmax则为调节阀所能调节的最大开度；
所述步骤S3中流量传感器量程和变频器与PLC模拟量输入输出转换关系为：
Figure BDA0002613489580000111
其中，Ov为实际工程值，Osh为实际工程值高限，Osl为实际工程值低限，Iv为模拟值，Ish为模拟值高限，Isl为模拟值低限；
实施例
在本实施例中，所述PLC控制器选取西门子S7-200smart系列，所述流量传感器20量程为0.03～2m3/h，与EM AM06模拟量组态模块15通过两线制4-20mA电流信号连接；Osh取2，Osl取0.03，Ish取27648，Isl取5530；
本实施例中，所述变频器运行频率为0～50HZ，与.EM AM06模拟量组态模块15通过两线制0-10V电压信号连接；Osh取50，Osl取0，Ish取27648， Isl取0；
所属步骤S4中PID控制器的传递函数为：
Figure BDA0002613489580000121
其中，KP为比例参数,KI为积分参数,KD为微分参数；
在实施例中，要求控制精度在3秒内，参考调试KP＝8.59,KI＝12.5,KD＝1.77 时满足要求；
本发明公开了一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法，降雨模块采用多个降雨板拼接的方式，每个降雨板安装多个针头，实现了单个降雨板内范围降雨均匀度；每个降雨板安装有独自的阀门，试验前通过率定降雨强度和阀门之间的关系调整阀门开度，实现了降雨空间分布可调节的人工模拟降雨。供水模块安装有过滤阀，防止水泵以及管道中存在异物从而造成堵塞现象。控制模块通过计算机、PLC控制器以及变频水泵组成的闭环控制系统，实现了对降雨全过程的自动控制，操作方便。本发明解决了现有技术中存在的人工模拟降雨系统不能够实现降雨空间分布可调节、降雨面积单一以及降雨过程无法实时控制的问题。

Claims (10)

1.一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，其特征在于，包括降雨模块，降雨模块连接有供水模块，供水模块用于为降雨模块提供水源，供水模块连接有控制模块，控制模块用于控制供水模块的流量，进而实现对降雨模块降雨过程的控制。
2.根据权利要求1所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，其特征在于，所述降雨模块包括支撑钢架(23)，支撑钢架上方水平设置有若干个相互平行的主龙骨(2)，主龙骨(2)下方还设置有副龙骨(21)，主龙骨(2)和副龙骨(21)都起固定作用，主龙骨(2)的上方设置有若干降雨分管(1)，降雨分管(1)上均设置有分管阀(9)，主龙骨(2)和降雨分管垂直设置，副龙骨(21)下方设置有若干降雨板(7)，降雨板(7)上设置有若干降雨孔(8)，所述降雨分管(1)均通过降雨主管(10)与供水模块相连；降雨主管(10)上设置有主管阀(11)。
3.根据权利要求2所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，其特征在于，所述降雨板(7)上表面上设置有固定板(5)，固定板(5)上设置有若干螺纹孔(6)，固定板(5)的中间位置连接有连接管(4)的一端，连接管(4)的另一端通过降雨调节阀(3)连接至降雨分管(1)。
4.根据权利要求1所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，其特征在于，所述供水模块包括水箱(17)，水箱(17)依次连接有Y型过滤阀(16)、变频水泵(19)、流量传感器(20)、降雨主管(10)的进水端，所述变频水泵(19)和流量传感器(20)连接至控制模块。
5.根据权利要求1所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统，其特征在于，所述控制模块包括计算机(12)，计算机(12)通过RS-485通讯电缆(13)连接有PLC控制器(14)和EM AM06模拟量组态模块(15)，EM AM06模拟量组态模块(15)分别连接有变频水泵(19)和流量传感器(20)。
6.一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，其特征在于，步骤具体如下：
S1、率定雨强R与流量Q的关系；
S2、率定流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系，根据所需不同空间分布雨强调节各个节阀门开度；
S3、根据流量传感器量程与输出信号确定PLC模拟量输入转换关系，根据变频器频率与接收信号确定PLC模拟量输出转换关系；
S4、给定雨强-时间函数，根据调节精度计算PID控制器参数KP(比例参数),KI(积分参数),KD(微分参数)，并在PLC中设定内置PID控制程序；
S5、通过PLC可编程控制器、变频器和流量传感器驱动调速泵电机进行自动控制降雨试验。
7.根据权利要求6所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，其特征在于，所述步骤S1中雨强R与流量Q的关系为：
Q＝RA (1)
其中Q为流量，R为率定的雨强，A为对应降雨试验下垫面的面积。
8.根据权利要求6所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，其特征在于，所述步骤S2中流量Q与降雨调节阀阀门开度L的关系为：
Q/Qmax＝(1/S)[1+(S-1)L/Lmax] (2)
其中S为可调比，S＝Qmax/Qmin，Qmax、Qmin分别为调节阀所能调节的最大与最小流量，L为阀门开度，Lmax则为调节阀所能调节的最大开度。
9.根据权利要求6所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，其特征在于，所述步骤S3中流量传感器量程和变频器与PLC模拟量输入输出转换关系为：
Figure FDA0002613489570000031
其中，Ov为实际工程值，Osh为实际工程值高限，Osl为实际工程值低限，Iv为模拟值，Ish为模拟值高限，Isl为模拟值低限。
10.根据权利要求6所述的一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤如下：
S5.1、根据S3得到的PLC模拟量输入和输出转换关系，以及S4.1设定好的PID程序部分，通过计算机12设定好PLC控制程序；
S5.2、将PLC控制程序通过RS-485编程电缆传输至PLC控制器14；
S5.3、通过PLC控制器14编写好的PLC控制程序控制变频水泵19变频器，驱动水泵电机工作；
S5.4、电机带动调速泵抽取水箱17中的水沿供水管18、降雨主管10、降雨分管1和连接管4输入至降雨板7进行降雨。
CN202010762582.2A 2020-07-31 2020-07-31 一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法 Pending CN112000058A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010762582.2A CN112000058A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010762582.2A CN112000058A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112000058A true CN112000058A (zh) 2020-11-27

Family

ID=73462656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010762582.2A Pending CN112000058A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112000058A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557628A (zh) * 2020-12-05 2021-03-26 台州学院 温度影响下雨水入渗非饱和土的热水气迁移测试装置
CN113093312A (zh) * 2021-04-08 2021-07-09 中国水利水电科学研究院 一种室内降水实验中雨强参数的快速率定方法
CN115629187A (zh) * 2022-11-10 2023-01-20 山东大学 一种降雨参数可调和可变角度的边坡模拟试验系统及方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201269909Y (zh) * 2008-10-24 2009-07-08 中国电力科学研究院 电晕笼模拟降雨降雾系统
CN201692901U (zh) * 2010-07-08 2011-01-05 贵州师范大学 一种人工模拟降雨实验装置
CN201921766U (zh) * 2010-12-29 2011-08-10 西安理工大学 针管式模拟降雨装置
CN202067149U (zh) * 2010-10-28 2011-12-07 国网电力科学研究院 一种淋雨装置控制系统
CN103283545A (zh) * 2013-04-09 2013-09-11 华南理工大学 基于Stm32微控制器的自动控制组合式模拟降雨装置
CN203678572U (zh) * 2013-12-11 2014-07-02 西安理工大学 针管式组合移动模拟降雨装置
CN104126463A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 昆明理工大学 一种可调控的人工模拟降雨装置
CN105845019A (zh) * 2016-05-19 2016-08-10 中国建筑东北设计研究院有限公司 一种模拟强降雨工况下桩锚支护基坑稳定性的试验装置
CN105961102A (zh) * 2016-04-27 2016-09-28 中国矿业大学(北京) 一种降雨模拟装置
CN107064458A (zh) * 2017-03-20 2017-08-18 安徽工业大学 一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置及方法
CN110297073A (zh) * 2019-07-17 2019-10-01 西南交通大学 一种针网式室内人工降雨试验系统及方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201269909Y (zh) * 2008-10-24 2009-07-08 中国电力科学研究院 电晕笼模拟降雨降雾系统
CN201692901U (zh) * 2010-07-08 2011-01-05 贵州师范大学 一种人工模拟降雨实验装置
CN202067149U (zh) * 2010-10-28 2011-12-07 国网电力科学研究院 一种淋雨装置控制系统
CN201921766U (zh) * 2010-12-29 2011-08-10 西安理工大学 针管式模拟降雨装置
CN103283545A (zh) * 2013-04-09 2013-09-11 华南理工大学 基于Stm32微控制器的自动控制组合式模拟降雨装置
CN203678572U (zh) * 2013-12-11 2014-07-02 西安理工大学 针管式组合移动模拟降雨装置
CN104126463A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 昆明理工大学 一种可调控的人工模拟降雨装置
CN105961102A (zh) * 2016-04-27 2016-09-28 中国矿业大学(北京) 一种降雨模拟装置
CN105845019A (zh) * 2016-05-19 2016-08-10 中国建筑东北设计研究院有限公司 一种模拟强降雨工况下桩锚支护基坑稳定性的试验装置
CN107064458A (zh) * 2017-03-20 2017-08-18 安徽工业大学 一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置及方法
CN110297073A (zh) * 2019-07-17 2019-10-01 西南交通大学 一种针网式室内人工降雨试验系统及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557628A (zh) * 2020-12-05 2021-03-26 台州学院 温度影响下雨水入渗非饱和土的热水气迁移测试装置
CN113093312A (zh) * 2021-04-08 2021-07-09 中国水利水电科学研究院 一种室内降水实验中雨强参数的快速率定方法
CN113093312B (zh) * 2021-04-08 2022-03-08 中国水利水电科学研究院 一种室内降水实验中雨强参数的快速率定方法
CN115629187A (zh) * 2022-11-10 2023-01-20 山东大学 一种降雨参数可调和可变角度的边坡模拟试验系统及方法
CN115629187B (zh) * 2022-11-10 2024-02-23 山东大学 一种降雨参数可调和可变角度的边坡模拟试验系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112000058A (zh) 一种降雨空间分布可调节的人工模拟降雨系统及方法
CN103197539B (zh) 污水处理智能优化控制曝气量的方法
CN108450115B (zh) 一种基于多路流量控制的水肥一体机及其流量控制方法
CN106277383B (zh) 一种基于耗氧速率测定仪的曝气控制系统与方法
CN107986428A (zh) 一种污水处理精确曝气方法
US20190320626A1 (en) Oxygenation Device for Aquaculture Tank Group and Control Method
CN110090750A (zh) 自动控制均匀补偿边界降雨模拟装置及模拟降雨方法
WO2023173903A1 (zh) 一种光伏驱动平移式喷灌机远程智能变量灌溉装置
CN112229775A (zh) 一种降雨径流模拟平台及控制方法
CN207608388U (zh) 一种精确曝气系统
WO2024099424A1 (zh) 一种管桩智能压浆机控制系统及控制方法
CN204390524U (zh) 一种液位自动控制实训装置
CN105785760B (zh) 一种退火炉净环水硬度自动控制系统及其方法
CN207744471U (zh) 一种水肥药一体机
CN107041282A (zh) 一种能够实现闭环控制的水肥一体化算法及控制器
CN208413970U (zh) 精确曝气控制系统
CN216337332U (zh) 一种混凝土智能养护系统
CN213024074U (zh) 一种用于选矿的液体流量调节装置
CN110671340B (zh) 一种单级全调节泵站的流量自适应调节方法
CN210573406U (zh) 一种涂板淋酸酸密度自动调节装置
CN209764866U (zh) 一种水土保持监测径流模拟装置
CN109534493A (zh) 一种污水处理的曝气精密控制系统及其控制方法
CN208548093U (zh) 仪表自动化控制综合培训竞赛装置
CN203658850U (zh) 一种涂层厚度自动控制系统
CN115443891B (zh) 一种根据太阳辐照强度自动调节滴灌流量的方法及其装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201127

RJ01 Rejection of invention patent application after publication