CN201562176U - 基坑降水自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基坑降水自动控制系统，该系统包括水泵、电源及电源自动控制系统、井内水位数据采集系统和计算机，电源通过电源自动控制系统连接于基坑井内的水泵上，井内水位数据采集系统包括位于井内检测点的水位传感器、数据自动采集仪和连接二者的频变信号线，水位传感器采集检测点水位的压力参数通过频变信号线传输至数据自动采集仪，数据自动采集仪连接至计算机并由其屏幕显示，并反馈至电源自动控制系统的中央智能控制器，中央智能控制器连接并控制所述的水泵。本实用新型实现了基坑水位的实时监控、即时报警、迅速反应，大大提高了基坑工程作业的安全性，且能保证系统在无人值守的情况下正常运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化数控领域，尤其涉及一种用于监测并控制地下工程基坑水位的自动控制系统。
背景技术
地下工程施工，主要是基坑开挖，在开挖过程中，由于地下承压水的存在，对基坑开挖具有严重安全威胁。特别是深大基坑，开挖前都要通过水泵先降低地下水的水位，进行基坑降水。基坑在降水过程中要严格控制承压水的水位，降水过量或降水不到位都可能造成重大隐患。降水过量会严重影响周围环境并引起地面沉降，降水不到位则影响基坑开挖安全。特别在大量的隧道深基坑开挖过程中，降水控制显得尤为重要。
目前，本发明人已在申请号为200720068106.0的发明专利中阐述了基坑水位自动监控系统，该系统能够在及时反映地下水水位变化，有必要在任意时刻内了解基坑内、外地下水水位的瞬时信息，但对电源缺乏保护，一旦因故断电，则可能造成无法检测和控制水位的情况，并很可能由此造成重大安全事故。为杜绝事故发生并有效检测和控制基坑降水水位，有必要采用一种具有备用保护电源并能自动监测和自动控制的自动控制系统。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种基坑降水自动控制系统，可对基坑降水进行实时跟踪监测和控制，对基坑降水进行实时跟踪检测，事前对可能发生的风险进行控制，确保基坑开挖安全。
为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：
一种基坑降水自动控制系统，其特征在于，该系统包括水泵、电源及电源自动控制系统、井内水位数据采集系统和计算机，所述的电源通过电源自动控制系统连接于基坑井内的水泵上，所述的井内水位数据采集系统包括位于井内检测点的水位传感器、数据自动采集仪和连接二者的频变信号线，所述的水位传感器采集检测点水位的压力参数通过频变信号线传输至数据自动采集仪，所述的数据自动采集仪连接至计算机并由其屏幕显示，并反馈至电源自动控制系统的中央智能控制器，所述的中央智能控制器连接并控制所述的水泵。
为了一种优化的设计方案，万一市电停电，水泵停止抽水，基坑被淹。上述的电源为双电源，包括市电电源和备用电源，该备用电源为发电机组，市电电源和备用电源均连接至中央智能控制器上，所述的中央智能控制器连接到水泵控制箱内，由水泵控制箱连接并控制水泵起停，所述的电源自动控制系统包括连接市电电源和备用电源的“TGM-E”全自动转换开关以及“TU-MG”中央智能控制器。
作为更进一步的优化设计，所述的井内水位数据采集系统中的水位传感器放置于基坑内、外的观测井中，通过频变信号线连接至数据自动采集仪，该数据自动采集仪设定数据采集以秒为单位的时间间隔，并设有数据文本保持所采集的数据。
为了达到更为优化的效果，在每个观测井的水位观测孔内放置一水位传感器，传感器的放置深度大于孔内水位变化最大值。
基于上述技术方案，本实用新型较现有技术具有如下技术优点：
本实用新型的方案实现了基坑水位检测和保持的自动化，无需人工测量，市电供电停止时能自动切换到备用电源；实时性，监测的数据自动保存在计算机数字文本中，并在监视屏中实时显示；数据连续性，在任意时刻均有对应数据；可视化，监测的数据以曲线的形式显示在监视屏上。做到对基坑水位的实时监控、即时报警、迅速反应，大大提高了基坑工程作业的安全性，且能保证系统在无人值守的情况下正常运行。
附图说明
图1是本实用新型基坑降水自动控制系统结构示意图。
图2是本实用新型基坑降水自动控制系统中检测系统的网络图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型基坑降水自动控制系统做进一步的详细阐述，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。
首先请看图1，图1是本实用新型基坑降水自动控制系统的结构示意图。由图可知，本实用新型的基坑降水自动控制系统包括有水泵、电源及电源自动控制系统、井内水位数据采集系统和计算机。
所述的电源通过电源自动控制系统连接于基坑井内的水泵上，所述的井内水位数据采集系统包括位于井内检测点的水位传感器、数据自动采集仪和连接二者的频变信号线，所述的水位传感器采集检测点水位的压力参数通过频变信号线传输至数据自动采集仪，所述的数据自动采集仪连接至计算机并由其屏幕显示，并反馈至电源自动控制系统的中央智能控制器，所述的中央智能控制器连接并控制所述的水泵。
上述的电源为双电源，包括市电电源和备用电源。该备用电源为发电机组，市电电源和备用电源均连接至中央智能控制器上，所述的中央智能控制器连接到水泵控制箱内，由水泵控制箱连接并控制水泵起停，所述的电源自动控制系统包括连接市电电源和备用电源的“TGM-E”全自动转换开关以及“TU-MG”中央智能控制器。转换开关可自动-手动两用，但一般不宜进行手动操作。对于控制水泵的不间断运行，其A185-3022接触器扮演了一个重要角色，在选择接触器时，一定要考虑超过水泵额定电流的1.5倍的负载容量，从温升角度确保能适合该负载长期且不间断工作，不然就有可能造成因长期运行温升发热而自动跳开，造成水泵自动断电，停止运行。
井内水位数据采集系统的结构和连接方式如图2所示，图2是本实用新型基坑降水自动控制系统中检测系统的网络图。由图可知，所述的井内水位数据采集系统中的水位传感器放置于基坑内、外的观测井中，通过频变信号线连接至数据自动采集仪，该数据自动采集仪设定数据采集以秒为单位的时间间隔，并设有数据文本保持所采集的数据。为了达到更为优化的效果，在每个观测井的水位观测孔内放置一水位传感器，传感器的放置深度大于孔内水位变化最大值。
上述的电源控制系统主要通过中央智能控制器(控制柜)来实现，在市电供电停止的瞬间，信号自动发给备用电源(柴油发电机组)，备用电源在收到信号的瞬间，根据事前设定的启动时间，立即自动启动并达到稳定电压向系统供电；当市电恢复供电时，信号给发电机组并迅速自动切换至市电供电，发电机组自动停止运行。
在电源切换过程中市电断开时，带载水泵会停止运行，切换至备用电源后，要求水泵会自动再次启动运行。考虑到所有水泵一次性瞬间启动电流较大会对供电网络产生冲击，设计时将支路开关设置延时启动，分路分时启动各支路接触器，这样在无人值班的状态下，能保证水泵的正常启动运行。
例如，在上海轨道交通四号线董家渡隧道修复工程中，需要开挖东、中、西三个基坑，基坑的开挖深度达到41米，已经进入到承压含水层，要确保基坑开挖的安全性，需要将承压水位降到42米以下，实际水头降达30米以上。现场抽水试验表明抽水水泵停止运行后，井内水位在一个小时内即可全部恢复。如果在基坑开挖过程中，坑内的水泵一旦停止运行，将会直接影响到基坑的安全。
实践中我们采用了具有以下具体组成结构的基坑降水自动控制系统：
(1)双电源自动控制。根据项目情况，降水最大的水泵负荷功率需要675KW左右，考虑安全系数，除了市电电源以外，我们还配备了800KW的柴油发电机组作为备用电源，采用的是美国卡特比勒公司的产品，发电机具有自动启动装置。
中央智能控制柜：柜体规格为800×500×2200，设计符合国家GB7251.1《低压成套开关设备和控制设备》等标准，智能控制器(TU-MG)和全自动转换开关(TG-ME)采用日本TAKADA株式会社高田制作所产品，切换时间约等于发电机启动时间，设定为1-3分钟；时间继电器采用ABB公司A185-30-11/AC220V接触器，55台水泵分别由12台控制箱控制，全部自动延时启动，时间设定为6分钟内完成。
(2)自动数据采集及计算机可视化观测孔内的传感器通过数据采集仪将孔内采集的水位实时数据以曲线形式显示在计算机的监视器上。同时能够自动报警，一旦数据值超出设置的警戒值就能报警，提醒地下水位有异常情况，以便能够在最短时间内发现问题。测量数据最小时间间隔为1秒，一般地下水位监测时间间隔可控制在1-10分钟监测一次。降水监测系统主要采用DT515数据自动采集仪实时监测。它可以同时连接30只传感器监测数据以数字文本形式自动储存于计算机内存中。
压力传感器采用200Kpa级别PW系列振弦式渗压计，性能如下：
测量范围：0.1~0.6Mpa 15~100psi
分辨率：0.01μs 0.1Hz 0.1℃
精度：±0.5％F.S.
温度飘移：±0.1％F.S./℃
最大超载：两倍量程范围
本实用新型的水位自动监测系统的应用，大大提高了监测的及时性和准确性。中央控制室计算机和数据采集仪设置在项目部的办公室，可以通过计算机显示屏幕，随时了解每一口水位观测孔的水位变化情况。传感器通过信号线和数据采集仪连接，每一水位观测孔放置一只传感器，传感器的放置深度要大于孔内水位变化最大值，传感器的型号、规格要和数据采集仪相匹配。
Claims (4)
1.一种基坑降水自动控制系统，其特征在于，该系统包括水泵、电源及电源自动控制系统、井内水位数据采集系统和计算机，所述的电源通过电源自动控制系统连接于基坑井内的水泵上，所述的井内水位数据采集系统包括位于井内检测点的水位传感器、数据自动采集仪和连接二者的频变信号线，所述的水位传感器采集检测点水位的压力参数通过频变信号线传输至数据自动采集仪，所述的数据自动采集仪连接至计算机并由其屏幕显示，并反馈至电源自动控制系统的中央智能控制器，所述的中央智能控制器连接并控制所述的水泵。
2.根据权利要求1所述的基坑降水自动控制系统，其特征在于，所述的电源为双电源，包括市电电源和备用电源，该备用电源为发电机组，市电电源和备用电源均连接至中央智能控制器上，所述的中央智能控制器连接到水泵控制箱内，由水泵控制箱连接并控制水泵起停，所述的电源自动控制系统包括连接市电电源和备用电源的“TGM-E”全自动转换开关以及“TU-MG”中央智能控制器。
3.根据权利要求1或2所述的基坑降水自动控制系统，其特征在于，所述的井内水位数据采集系统中的水位传感器放置于基坑内、外的观测井中，通过频变信号线连接至数据自动采集仪，该数据自动采集仪设定数据采集以秒为单位的时间间隔，并设有数据文本保持所采集的数据。
4.根据权利要求1或2所述的基坑降水自动控制系统，其特征在于，每个观测井的水位观测孔内放置一水位传感器，传感器的放置深度大于孔内水位变化最大值。
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| CN2009200770519U CN201562176U (zh) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 基坑降水自动控制系统 |
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2009
- 2009-06-25 CN CN2009200770519U patent/CN201562176U/zh not_active Expired - Lifetime
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