CN203366139U

CN203366139U - 土石坝填筑料精确加水监控系统

Info

Publication number: CN203366139U
Application number: CN 201320437435
Authority: CN
Inventors: 杜三林; 钟登华; 刘军; 崔博; 由广昊; 刘玉玺; 高利军; 王乾伟; 张倚铭; 王海云
Original assignee: SICHUAN DATANG INTERNATIONAL GANZI HYDROPOWER DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SICHUAN DATANG INTERNATIONAL GANZI HYDROPOWER DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种土石坝填筑料精确加水监控系统，其构成主要包括安装在填筑料运输车上的车载无线射频卡（RFID），设置在加水现场从车载无线射频卡读取车辆加水信息的读卡器、加水喷淋器、加水指示装置和报警器，设置在水源与加水喷淋器之间的自动控制阀、加水流量计，与车载无线射频卡、读卡器、加水指示装置、自动控制阀、加水流量计和报警器信号连接的集成控制机。本实用新型对车载填筑料加水，采取直接监控，较之现有技术加水量监控系统所采用的根据加水时间确定加水量的间接监控方法，加水量控制更加精确，能够确保加水量满足设定的标准和要求，对提高土石坝施工质量有重要作用。

Description

土石坝填筑料精确加水监控系统

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程中的土石坝施工技术，更为具体地说，是涉及一种土石坝填筑料坝外精确加水自动控制系统。

背景技术

在土石坝填筑施工过程中，填筑料含水率是影响填筑施工质量的重要因素之一，填筑料含水率必须满足施工要求方可进行填筑碾压施工。由于多数情况下填筑料（特别是坝壳料）的天然含水率低于施工要求的含水率，故在正式填筑碾压之前须对填筑料进行补水，补水包括坝外针对填筑料运输车进行加水和填筑面上使用洒水车进行洒水。常规的坝外补水控制方式，依靠施工人员人工控制加水阀门进行补水，管理较粗放，且受人为因素影响较大，加水量控制精度不高，因此生产实践需要研究提供能够自动化、精细化对运输中的车载填筑料加水量进行监控的系统及其实施方法。

为了满足生产实践提出的要求，申请号为201010266745，名称为土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统及其监控方法的中国发明专利申请，公开了一种用于土石坝施工填筑料运输车的加水量监控系统及其监控方法，以求实现按车按量对车辆载运填筑料加水量的精细控制，确保加水量满足设计要求。该专利申请的监控系统与方法，是通过控制加水阀门的启闭时间来控制一台车载填筑料的加水量，而加水阀门的启闭时间是根据一台运输车额定加水量与加水管道常态流量推算出来的。但加水管道内的水流速度不是恒定的，受很多因素影响，而该系统未考虑加水管道常态流量不稳定的因素，因此在加水量控制精度方面还有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，对现有技术的加水控制系统进行了改进，提出了一种对车辆载运填筑料的加水量控制精度更高的土石坝填筑料加水监控系统，以求实现按车按量对车辆载运填筑料加水的精细控制，确保加水量满足设计要求。

本实用新型提供的土石坝填筑料精确加水监控系统，其构成主要包括安装在填筑料运输车上的车载无线射频卡（RFID），设置在加水现场从车载无线射频卡读取车辆加水信息的读卡器、加水喷淋器、加水指示装置和报警器，设置在水源与加水喷淋器之间管道上的加水流量计、自动控制阀，与车载无线射频卡、读卡器、加水指示装置、加水流量计、自动控制阀和报警器信号连接的集成控制机。

为了更好地解决本实用新型所要解决的技术问题，本实用新型还可进一步采取以下技术措施，下述各项技术措施可单独采取，也可组合采取，甚至一并采取。

在本实用新型的上述技术方案中，所述集成控制机可考虑设计成由控制主机，与控制主机电连接的无线数传模块、IO控制器，和向控制主机、无线数传模块和IO控制器提供低压电流的开关电源等构成。

在本实用新型的上述技术方案中，所述加水指示装置优先考虑采用LED（Light-Emitting Diode）加水指示装置。

在本实用新型的上述技术方案中，所述自动控制阀优先考虑采用电磁控制阀。所述加水流量计优先考虑采用电磁式加水流量计。所述加水流量计和电磁控制阀优先考虑设置在水源与加水喷淋器之间的管道上。所述报警器的报警信号最好与现场施工管理人员携带的手机信号连接。

在本实用新型的上述技术方案中，最好在读卡器读取车辆加水信息方向的反方向安装遮挡无用射频信号的遮挡装置，以防止无用射频信号对读卡器读取车辆加水信息的干扰。

在本实用新型的上述技术方案中，所述加水喷淋器设置有多个喷口，喷口在平面内优先考虑成行列式布置。喷口的设置范围，进一步地考虑，最好不超过填筑料运输车的车斗范围，即在行方向不大于填筑料运输车的车斗宽度，在列方向不大于填筑料运输车的车斗长度。

本实用新型集无线射频技术、自动控制技术和无线数传技术于一体，构建了一套对运输车辆车载土石坝施工填筑料加水量进行全天候、远程、自动控制的监控系统，有效保证了施工填筑料运输车辆的加水量，避免了人工操作的误差以及现有的加水量监控系统的局限性，实现了按车按量精细监控，确保加水量满足设定的标准要求。本实用新型具有如下功能：

（1）能满足上坝填筑料运输车辆加水量24小时连续监控的需要。

（2）车辆驶入加水区域后，读卡器自动从RFID读取加水车辆的信息，如车辆编号、加水量等。

（4）读取加水车辆信息成功后，系统自动打开加水管道阀门，同时LED指示装置显示车辆实时加水量，流量计记载加水量，并在达到该车应加水量后自动关闭阀门；同时，LED指示装置提示已加满水车辆可驶离。

（5）将每台运输车的实际加水量、加水时刻等信息提交至控制中心，评判该车加水量是否达标；若不达标，通过现场报警器、现场施工管理人员的手机进行报警。

（6）按期统计汇总运输车辆的加水情况，形成报表上报相关部门。

本实用新型的加水控制过程：在每台运输车上安装车载的无线射频卡（RFID），通过软件将该车加水信息输入无线射频卡内。在该车辆进入加水区后，读卡器感应到该车车载无线射频卡内的信号，获取额定加水量信息并记录加水时刻，LED指示装置显示开始加水，控制器打开电磁加水阀门，对车辆进行加水；流量计实时读取并累计阀门过水量，LED指示装置显示加水进行中并实时更新加水量；当车辆加水量达到额定加水量后，LED指示装置显示加水完毕，同时关闭电磁加水阀门，车辆驶离加水区。此时，控制中心根据加水信息评判加水量是否达标，若不达标，则现场报警器报警，并通过短信报警装置将此情况通报给现场施工管理人员进行处理。最后，通过无线数传模块将加水信息传输至中心数据库进行保存。系统实现流程见图1。

本实用新型提供的土石坝填筑料精确加水监控系统具有以下技术效果：

1、本实用新型实现了对于土石坝填筑料运输车坝外加水的自动化、精细化实时监控，确保填筑料含水率满足施工要求，对于保证坝体填筑施工质量具有重要作用。

2、监控系统代替人工启闭加水阀门，在节约人力的同时，排除了加水控制中的人为因素，使得加水结果真实可信。

3、现有技术的土石坝填筑料加水量监控系统，采用通过比较额定加水量和水管常态流量获得加水时间，根据加水时间间接控制加水量的监控方法；本实用新型采用电磁流量计直接测量填筑料加水量，对填筑料加水量的控制更加精确。

4、本实用新型采用无线数传技术，将所采集的加水数据实时提交至数控中心，并与加水标准进行对比，快速判断加水是否满足加水标准要求，实时进行反馈控制，使运输车的加水处于实时可控的状态。

附图说明

图1是本实用新型监控流程示意框图。

图2是本实用新型的控制主机的控制电路示意图。

图3-1是运输填筑料车辆在加水场地加水时的后视示意图。

图3-2是运输填筑料车辆在加水场地加水时的侧视示意图。

在上述附图中，各图示标号标识的对象分别为：1-填筑料运输车；2-报警器；3-LED提示装置；4-集成控制机安装箱；5-水泥平台；6-读卡器。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型的实施例，并结合实施例对本实用新型作进一步的描述，以便于人们对实用新型的理解。本实用新型的具体结构形式不限于下述实施例所描述的形式，本领域的技术人员可根据本实用新型揭示的思想不付出创造性地劳动还可设计出其他具体实施方式，但这些根据本实用新型内容设计出的具体实施方式仍属于本实用新型的保护范围。

长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站。长河坝采用砾石土心墙坝，坝高240米，大坝填筑量约3300万立方米。在长河坝水电工程的建设管理中，建设单位引入“土石坝填筑料加水自动控制系统”对填筑料上坝运输过程中的加水进行全过程监控。

土石坝填筑料精确加水监控系统的构成，主要包括设置在加水场地的集成控制机4、读卡器6、电磁阀门、电磁流量计、加水喷淋器、LED指示装置3、报警器2以及安装在垻料运输车1上的车载RFID卡等；所述集成控制机又主要由控制主机，与控制主机电连接的无线数传模块和IO控制器，向控制主机、无线数传模块和IO控制器提供低压电流的开关电源，以及分别连接配电箱和开关电源的多刀空气开关等构成；所述加水流量计和电磁阀门安装在水源与加水喷淋器之间的管道上；加水喷淋器设置有多个喷口，喷口在平面内成行列式布置，喷口设置范围，在行方向略小于填筑料运输车的车厢宽度，在列方向略小于填筑料运输车的车厢长度。主要硬件设备的作用如下：

（1）配电箱：为整个系统提供220交流电源；

（2）多刀空开：控制整个系统的电源启闭，保证系统安全有效运行；

（3）12V、24V开关电源：为系统提供12V、24V直流电，并控制其启闭；

（4）无线数传模块：将加水信息传输至中心数据库进行保存；

（5）IO控制器：控制电磁阀启闭和报警器报警；

（6）控制主机：加水信息的临时存储和评判加水量是否达标；

（7）LED显示屏：对加水过程进行文字提示；

（8）流量计：实时读取并累计阀门过水量；

（9）读卡器：感应运输车车载FRID信号，获取加水车辆信息；

（10）报警器：在加水车辆加水量不达标的情况下，现场进行声音报警提示；

（11）电磁阀：通过IO控制器进行启闭，控制整个系统的供水。

具体电路图见图2。

土石坝填筑料加水自动控制系统的具体布置方式：集成控制机安置在路边的配电箱内4（防盗、防水、防雷），读卡器安置在加水区域顺行道路右侧，离驾驶室0.5m左右，且该有效感应距离可调，同时为防止感应到逆行车辆或非加水区域车辆的信号，在道路另一侧安装无用射频信号遮挡装置。车载RFID卡放置在驾驶室右侧；报警信号灯设置在加水区顺行道路的右前方；喷淋器安置在加水区域的正上方，与运输车辆的车斗位置匹配。详见图3系统现场布置图。

Claims

1.一种土石坝填筑料精确加水监控系统，包括安装在填筑料运输车上的车载无线射频卡，设置在加水现场从车载无线射频卡读取车辆加水信息的读卡器、加水喷淋器、加水指示装置和报警器，设置在加水喷淋器与水源之间管道上的自动控制阀，与车载无线射频卡、读卡器、加水指示装置、自动控制阀和报警器信号连接的集成控制机，其特征在于，在水源与加水喷淋器之间管道上设置有加水流量计，所述加水流量计与集成控制机信号连接。

2.根据权力要求1所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述集成控制机主要由控制主机，与控制主机电连接的无线数传模块、IO控制器，和向控制主机、无线数传模块和IO控制器提供低压电流的开关电源构成。

3.根据权力要求1或2所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述加水指示装置为LED加水指示装置。

4.根据权力要求1或2所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述自动控制阀为电磁控制阀。

5.根据权力要求4所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述加水流量计为电磁式加水流量计。

6.根据权力要求5所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述加水流量计和电磁控制阀设置在水源与加水喷淋器之间的管道上。

7.根据权力要求1或2所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述报警器的报警信号与现场施工管理人员携带的手机信号连接。

8.根据权力要求1或2所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，在读卡器读取车辆加水信息方向的反方向安装遮挡无用射频信号的遮挡装置。

9.根据权力要求1或2所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述加水喷淋器设置有多个喷口，喷口在平面内成行列式布置。

10.根据权力要求9所述的土石坝填筑料精确加水监控系统，其特征在于，所述加水喷淋器的喷口设置范围不超过填筑料运输车的车斗范围。