CN113431069A - 一种无人管控的智能降水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人管控的智能降水系统，包括监测系统、主机系统、控制系统、管理系统和抽水装置；监测系统与抽水装置相连，监测系统用来实时监测水位变化以及系统的运行状况，收集无人管控智能降水系统相关的实时数据；主机系统为总控分析系统，主机系统根据监测系统所收集到的实时数据进行分析；控制系统负责根据主机系统所发出的指令，控制各个监测设备以及抽水装置；管理系统对施工项目的各个参数进行设置修改、远程监控，并自动生成降水日报。本发明属于建筑施工技术领域，具体提供了一种无人管控的智能降水系统，该系统可以提高降水效率、节省运行成本、节约用电资源、收集实时数据完成系统机器学习、实现智能化无人化24小时监控管理。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体为一种无人管控的智能降水系统。
背景技术
基坑降水在地下工程施工中，起到关键性作用。在开挖基坑时，由于地下水位高于开挖地面，地下水因为压力差会不断的渗入坑内。为保证基坑能在干燥安全的条件下施工，基坑降水有效的防止边坡失稳、基础流沙、坑底隆起和地基承载力下降等问题。然而在降水过程期间，需要进行严格的准备与管控工作。基坑降水的方法是通过水泵，将地下水抽出，从而达到降低地下水位的目的。降水不到位会使基础施工具有重大安全隐患，但是降水过量则会影响周围的地质环境，引起地面沉降，并且降水过量还会浪费电力资源，加大施工成本。
目前的降水技术还是处于较为低端的运行模式，需要依靠人工定时定点的进行管控。人工在现场测量实际境内外水位，人工控制起停水泵，这就造成了降水效率低下、施工安全隐患巨大、自然资源浪费严重、施工费用高昂等一系列问题。
发明内容
针对上述情况，为弥补上述现有缺陷，本发明提供了一种可实现自动控制，无需现场人员24小时管控的无人管控的智能降水系统。
本发明提供如下的技术方案：本发明一种无人管控的智能降水系统，包括监测系统、主机系统、控制系统、管理系统和抽水装置；
所述监测系统与抽水装置相连，所述监测系统包括多种监测设备，所述监测设备包括电子流量监控装置、红外线探测器、摄像头、超声波雷达、电流监测器和电压监测器，所述电子流量监控装置、红外线探测器、摄像头、超声波雷达、电流监测器和电压监测器用来实时监测水位变化以及系统的运行状况，并且收集无人管控智能降水系统相关的实时数据；
所述主机系统为整个降水系统的总控分析系统，所述主机系统根据监测系统所收集到的实时数据，利用包括机器学习、深度学习、神经网络在内的方式与5G大数据网络搭建平台，将采集到的数据储存在云端，并且对所收集的数据进行分析，发出管控指令，在数据异常时，对系统进行故障分析；
所述控制系统包括继电器、变频控制器和PLC系统，所述控制系统的作用为根据主机系统所发出的指令，控制监测设备以及抽水装置；
所述管理系统运用网络遥测技术，利用手机app或pc终端对施工项目的各个参数进行设置修改、远程监控，并自动生成降水日报。
进一步地，所述监测系统所收集无人管控智能降水系统相关的实时数据包括运行时间、工作时长、降水井深度、降水井标高定位、降水井水位高度、正常运行抽水装置数量、抽水装置运行状态、抽水装置单位排水量、抽水装置功率、抽水装置用电量、系统总排水量、系统总用电量、现场工况状态和抽水管道使用状态。
进一步地，所述主机系统利用监测系统收集的数据作出的分析包括：
1)自动关联各个降水井的抽水装置，在分析监测设备探测到的实时水位变化值以及实时排水量等数据，下达“开启”、“关闭”、“变频”的指令，以保证地下水位时刻满足施工要求；
2)统计分析现场涌水量与耗电量关系，实现降水时期用电量优化；
3)分析异常数据，提出故障原因，进行自动系统维护，或发送故障信息到技术人员进行实地系统维修；
4)出现场内停电，地下水突然大幅度上涨、系统重启或其他突发状况，可手动或自动转入“应急模式”，现场所有抽水装置全部满负荷开启，相邻两口泵开启有安全间隔时间避免瞬时功率过大导致安全隐患。
进一步地，所述控制系统发出的指令包括“开启”、“关闭”和“变频”。
进一步地，所述管理系统的功能包括设定权限、浏览所述监控数据以及所述抽水装置及其元件的运行状况、参数设置进行实时修改、系统记录参数修改的相关信息、降水日报编辑、降水日报生成、降水日报打印和浏览实时工况。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本发明一种无人管控的智能降水系统，该系统可以提高降水效率、节省运行成本、节约用电资源、收集实时数据完成系统机器学习、实现智能化无人化24小时监控管理，无需人工定时定点管控。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种无人管控智能降水系统的工作方式包括以下步骤：
1)先将降水井根据施工设计方案，确定位置、标高、数量、井号、深度，并按照设计规范和设计方案完成钻井作业，做好无人管控智能降水系统进场前的准备工作；
2)将抽水装置放入各个降水井内；
3)将监测系统所需的监测设备安放在监测所需位置，例如：将电子流量监控装置安装在抽水管道上，将红外线探测器以及超声波雷达下放至降水井里，实时监测以及记录水位变化以及井内运行状态；将电流监测器和电压监测器与抽水装置连接，实时收集用电情况，监测抽水装置运行状态；
4)主机系统与监测系统连接，收集分析以及储存监测系统所收集的数据，考虑到用排水量，水位高度，用电量，用电时间，用电成本参数，计算出最优方案，即在确保施工安全的前提下，用低成本低能源消耗将水位控制在目标区间，主机系统可以分别控制单个降水井的降水高度，分别向单个井水井中的抽水装置下达指令；
5)控制系统与主机系统和抽水装置以及其他开关控制类型的元件连接，例如PLC、抽水装置上的继电器、变频器，完成主机系统下达的指令，实现对设备的“开启”、”关闭”、”变频”，并可通过变频装置控制水泵功率的调节，控制抽水速率以及用电量；
6)在完成现场布线、系统安装后，通过后台pc端或手机端的管理系统可以进行远程操控，管理系统具有权限设定，“游客”只有数据浏览的权限“项目管理员”则有对部分数据或全部数据的修改设置权限；在管理系统中，记载着降水过程中的历史数据以及实时数据和运行情况，并记录参数修改的相关信息，如人员、时间、修改记录等；管理系统还可以生成、编辑降水日报，将工程名称、工程里程、施工单位、观测时间、以及各个降水井的井位编号、抽水装置的功率、电流、电压、流量、水位高度等重要数据以记录表的形式自动生成储存，以便后期记录存档；
7)当出现场内停电，地下水突然大幅度上涨、系统重启或其他突发状况，可手动或自动转入“应急模式”，现场所有抽水装置全部满负荷开启。
要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种无人管控的智能降水系统，其特征在于：包括监测系统、主机系统、控制系统、管理系统和抽水装置；
所述监测系统与抽水装置相连，所述监测系统包括多种监测设备，多种所述监测设备用来实时监测水位变化以及系统的运行状况，并收集无人管控智能降水系统相关的实时数据；
所述主机系统为总控分析系统，所述主机系统根据监测系统所收集到的实时数据，利用包括机器学习、深度学习、神经网络在内的方式与5G大数据网络搭建平台，将采集到的数据储存在云端，并且对所收集的数据进行分析，发出管控指令，在数据异常时，对系统进行故障分析；
所述控制系统包括继电器、变频控制器和PLC系统，所述控制系统负责根据主机系统所发出的指令，控制监测设备以及抽水装置；
所述管理系统运用网络遥测技术，利用手机app或pc终端对施工项目的各个参数进行设置修改、远程监控，并自动生成降水日报。
2.根据权利要求1所述的一种无人管控的智能降水系统，其特征在于：所述监测设备包括电子流量监控装置、红外线探测器、摄像头、超声波雷达、电流监测器和电压监测器。
3.根据权利要求1所述的一种无人管控的智能降水系统，其特征在于：所述监测系统所收集无人管控智能降水系统相关的实时数据包括运行时间、工作时长、降水井深度、降水井标高定位、降水井水位高度、正常运行抽水装置数量、抽水装置运行状态、抽水装置单位排水量、抽水装置功率、抽水装置用电量、系统总排水量、系统总用电量、现场工况状态和抽水管道使用状态。
4.根据权利要求1所述的一种无人管控的智能降水系统，其特征在于：所述主机系统利用监测系统收集的数据作出的分析包括：
1)自动关联各个降水井的抽水装置，在分析监测设备探测到的实时水位变化值以及实时排水量等数据，下达“开启”、“关闭”、“变频”的指令，以保证地下水位时刻满足施工要求；
2)统计分析现场涌水量与耗电量关系，实现降水时期用电量优化；
3)分析异常数据，找出故障原因，进行自动系统维护，或发送故障信息到技术人员进行实地系统维修；
4)出现场内停电，地下水突然大幅度上涨、系统重启或其他突发状况，可手动或自动转入“应急模式”，现场所有抽水装置全部满负荷开启，相邻两口泵开启有安全间隔时间避免瞬时功率过大导致安全隐患。
5.根据权利要求1所述的一种无人管控的智能降水系统，其特征在于：所述控制系统发出的指令包括“开启”、“关闭”和“变频”。
6.根据权利要求1所述的一种无人管控的智能降水系统，其特征在于：所述管理系统的功能包括设定权限、浏览所述监控数据以及所述抽水装置及其元件的运行状况、参数设置进行实时修改、系统记录参数修改的相关信息、降水日报编辑、降水日报生成、降水日报打印和浏览实时工况。
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