CN204832983U - 智能灌浆压力控制系统 - Google Patents

Abstract

智能灌浆压力控制系统。在灌浆检测记录系统中的灌浆泵驱动电机和三相交流电源间增设通用变频器；并设控制变频器的含光耦隔离电路、A/D转换、单片机的单片机控制系统、键盘、显示器。单片机与变频器间用通信端囗连接。单片机输入端囗接灌浆系统中压力传感器的电信号输出端,单片机输出端囗分接灌浆管路高压电动阀门和声光报警器。单片机使灌浆泵驱动电机电源的频率、电压、输出功率和浆液管压力等可按需要设置、控制和调节,可大大节约电能。实现灌浆压力自动控制，免去人工劳动。操作人员远离高压管路，不会受爆管威胁，强弱电隔离，保证操作人员的安全。用于水电站建设过程中向边坡、帷幕、坝基等灌浆施工。

Description

智能灌浆压力控制系统

(一)技术领域：本实用新型涉及一种灌浆检测记录的控制系统。用于水电站灌浆工程中的工程计量和质量监控。属容量、流量测量类(G01F)。

(二)背景技术

灌浆工程一般用在电站水坝施工中。灌浆是指向电站水坝的堤岸、地基等灌入水泥、沙浆等物质，以加强牢固性，提高防渗性能。因此，灌浆质量将决定电站水坝的整体质量。

现有水电站的灌浆检测记录系统总布置图见图1所示:为了检测向灌浆孔6n内灌入的浆液流量、密度、压力、抬动等数值并进行记录，在灌浆管路2n中顺次设制浆桶1n、进浆流量传感器3n、密度传感器4n、灌浆泵5n、灌浆孔6n、抬动传感器7n、压力传感器8n、回浆流量传感器13然后送回到制浆桶1n。五个传感器分别通过各传感器电信号线3.1n、4.1n、7.1n、8.1n、13.1与灌浆自动记录仪9传感器接头连接,将各传感器检测数据送到记录仪,再用打印机10打印出灌浆施工记录表,供业主直接观看，使之了解和掌握灌浆施工质量。灌浆自动记录仪按需要可设报警器11。压力传感器和回浆流量传感器间管路上设有高压电动阀门12。

现有上述灌浆检测记录系统中的加压系统存在如下问题：1)由于现有灌浆泵5n以恒定功率输出，不能调节,且一直以最大功率输出，而实际使用中大多数情况只需要很小的压力，为了减小管路压力达到实际需要的压力大小，需要人工调节高压电动阀门12开启的大小，使部分浆液通过回浆管路回到制浆桶，以减小压力,造成能量浪费。2)由于现有灌浆管路上的高压电动阀门必须由操作人员根据压力传感器8n中压力表显示的压力进行实时调节,费时费工。3)在进行大压力灌浆时，由于管路上压力较大，有爆管的危险，危及操作人员人身安全。

(三)发明内容

本实用新型提供的智能灌浆压力控制系统，目的之一是解决现有的灌浆检测记录系统中灌浆泵为大压力恆定功率输出造成的能量浪费、费时费工的问题。目的之二是解决人工操作大压力高压阀门不安全易伤亡的问题。

技术方案如下:

智能灌浆压力控制系统，包括灌浆检测记录系统中的灌浆泵5n的驱动电机5、灌浆管路上装的高压电动阀门12、声光报警装置11、压力传感器8n，其特征是：

1)增设变频器2,变频器主电路2.3的电源输入端接三相交流电输入1，变频器的三相交流电输出端2a接灌浆泵驱动电机5电源输入端。2)设单片机控制系统6,其内顺次连有光耦隔离电路、A/D转换、单片机。单片机设输入设备键盘、输出设备显示器。单片机与变频器上分别有传输信息的通信端口。3)灌浆检测记录系统中压力传感器的电信号输出端8.1n通过光耦隔离电路、A/D转换连接到单片机电信号输入端口6.4；单片机控制输出端口6.6通过光耦隔离电路分别与灌浆管路上的高压电动阀门和声光报警装置控制输入端口连接。上述单片机与变频器之间的通信端口,可采用RS232、RS485、光纤或者以太网接口。

本实用新型有益效果：

1)由于增设变频器，使灌浆泵驱动电机电源频率、电压可按需要设定，即实现灌浆泵输出功率可按需要控制调节,可大大节约电能。2)管路压力由系统自动调节，实时高效，免去人工劳动。3)由单片机通信接口控制变频器，使操作人员远离高压管路；同时因有光耦隔离，使操作人员远离强电系统，均保证了人身安全。4)由声光报警装置和电动高压电动阀门对管路压力超限自动报警、自动开启高压电动阀门泄压，避免压力超限导致大坝坝基抬动,进而造成严重工程事故。便于水电站建设过程中向边坡、帷幕、坝基等灌浆施工。

(四)附图说明

图1现有水电站的灌浆检测记录系统总布置图。

图2智能灌浆压力控制系统电路方框图。

(五)具体实施方式

本实施例智能灌浆压力控制系统,包括如下部分：

1)见图2，增设变频器2,变频器主电路2.3电源输入端接市电三相交流电输入1，变频器主电路2.3的三相交流电输出端2a接灌浆泵驱动电机5电源输入端。主电路2.3一般包括整流滤波电路和IGBT等器件和电路。这里变频器选用380V-15KW通用变频器,因是市售产品,这里不再详述。设单片机控制系统6,其内设顺次连有的光耦隔离电路6.1、A/D转换6.2、单片机6.3。单片机设输入设备键盘7、输出设备显示器8。单片机和变频器上分别有传输信息的单片机通信接口6.5和变频器通信接口2.1。变频器通信接口2.1接收的信息经控制电路2.2控制主电路2.3,以调节灌浆泵驱动电机5电源的频率、电压。通信接口采用RS232、RS485、光纤或者以太网接口。

见图1、图2,灌浆检测记录系统中压力传感器8n的电信号输出端8.1n通过光耦隔离电路6.1,A/D转换6.2，连接到单片机6.3电信号输入端口6.4。单片机控制输出端口6.6通过光耦隔离电路6.1分别与灌浆管路上装的高压电动阀门12和声光报警装置11控制输入端口连接。

工作过程：操作人员通过键盘7设定灌浆管路压力，并设置最大管路压力的限制值。单片机6.3从压力传感器8n输出的电信号8.1n获得当前管路压力，并通过通信接囗6.5控制变频器适当调整灌浆泵驱动电机5的输出功率，使灌浆压力达到设定值。当出现意外情况导致无法通过变频器调节管路压力时，单片机控制声光报警器发出报警信息。当出现意外情况，管路压力超过设定的最大管路压力，并且单片机控制系统无法控制压力下降时，单片机通过控制信号输出端囗6.6开启高压电动阀门，被动降低压力，并控制声光报警器发出报警信息。

Claims (2)

1.智能灌浆压力控制系统，包括灌浆检测记录系统中的灌浆泵(5n)的驱动电机(5)、灌浆管路上装的高压电动阀门(12)、声光报警装置(11)、压力传感器(8n)，其特征是：

1)增设变频器(2),变频器主电路(2.3)的电源输入端接三相交流电输入(1)，变频器的三相交流电输出端(2a)接灌浆泵驱动电机(5)电源输入端；

2)设单片机控制系统(6),其内顺次连有光耦隔离电路、A/D转换、单片机；单片机设输入设备键盘(7)、输出设备显示器(8)；单片机与变频器上分别有传输信息的通信端口；

3)灌浆检测记录系统中压力传感器的电信号输出端(8.1n)通过光耦隔离电路、A/D转换连接到单片机电信号输入端口(6.4)；单片机控制输出端口(6.6)通过光耦隔离电路分别与灌浆管路上的高压电动阀门和声光报警装置控制输入端口连接。

2.按权利要求1所述智能灌浆压力控制系统，其特征是：所述单片机与变频器之间的通信端口,采用RS232、RS485、光纤或者以太网接口。