一种用于基坑侧墙养护的节能变频循环水泵系统的制作方法

文档序号:13308814阅读:418来源:国知局

本实用新型属于基坑侧墙养护装置,具体涉及一种用于基坑侧墙养护的节能变频循环水泵系统。



背景技术:

基坑侧墙养护的意义在于提供水泥水化作用必须的适当的温度,湿度条件,以保证正常的水化作用。混凝土养护不及时,不充分,易产生收缩裂缝、降低强度,而且影响混凝土的耐久性和其它各种性能。养护方法中最常见的方法是浇水养护。养护时间根据养护条件不同7~14天。因此,混凝土硬化凝结后浇水养护是混凝土养护工作的重要内容。

目前,基坑侧墙养护方法存在诸多不足之处:

1)侧墙多为垂直墙壁,常规注水喷洒后,水很快流至底板,致使养护效果难以控制,且费时费力。

2)人工浇水养护占用劳动力大,自动化程度低。

3)造成水资源的浪费。



技术实现要素:

本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出,其目的是提供一种用于基坑侧墙养护的节能变频循环水泵系统。

本实用新型的技术方案是:一种用于基坑侧墙养护的节能变频循环水泵系统,包括基坑侧墙,所述基坑侧墙顶端设置有循环管网,所述循环管网出水口处设置有喷淋混凝土墙的喷淋水龙头,所述循环管网通过循环水泵与积水池连通,所述基坑侧墙下端的底板周缘处设置有将淋水汇入积水池的槽道,所述循环管网出水口处设置有压力传感器,所述压力传感器与PID调节器相连,PID调节器输出端与变频器相连,PID调节器输入端与PLC相连,所述PLC与变频器、状态显示器相连。

所述循环水泵包括两台主水泵和一台备用水泵。

所述PLC包括状态检测模块、运行逻辑运算块、逻辑控制模块和故障处理及显示模块。

所述PLC控制各水泵的运行状态,其运行状态包括水泵的工频信号、变频信号、停止信号。

所述PLC控制三台水泵加减泵、切换、热备和故障处理信号,并检测电机运行方式、变频器频率。

所述喷淋水龙头为带式喷淋水龙头。

所述压力传感器为线性压力传感器。

本实用新型的有益效果如下:

1、加工简单,实施方便。

2、整体稳定性好;具有可靠性、多功能性、灵活性和可扩展性。

3、使得系统运行效率提高,且成本较低,节能效果明显。

4、实现了基坑养护的自动化。

5、提高机组的安全可靠性。当系统发生故障时,调速水泵可降低转速运行,降低给水压力和流量,在排除事故以后,机组即可重新启动参与运行,具有广泛的应用推广前景。

附图说明

图1 是本实用新型的整体结构示意图;

其中:

1-1.积水池 2-1.循环水泵

2-2.变频器 2-3.循环管网

2-4.PID调节器 2-5.PLC

3-1.状态显示器 3-2.压力传感器。

具体实施方式

以下,参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明:

如图1所示,一种用于基坑侧墙养护的节能变频循环水泵系统,包括基坑侧墙,所述基坑侧墙顶端设置有循环管网2-3,所述循环管网2-3出水口处设置有喷淋混凝土墙的喷淋水龙头,所述循环管网2-3通过循环水泵2-1与积水池1-1连通,所述基坑侧墙下端的底板周缘处设置有将淋水汇入积水池1-1的槽道,所述循环管网2-3出水口处设置有压力传感器3-2,所述压力传感器3-2与PID调节器2-4相连,PID调节器2-4输出端与变频器2-2相连,PID调节器2-4输入端与PLC2-5相连,所述PLC2-5与变频器2-2、状态显示器3-1相连,所述变频器2-2与循环水泵2-1的电机相连。

所述循环水泵2-1包括两台主水泵和一台备用水泵。

所述PLC2-5包括状态检测模块、运行逻辑运算块、逻辑控制模块和故障处理及显示模块。

所述PLC2-5控制各水泵的运行状态,其运行状态包括水泵的工频信号、变频信号、停止信号。

所述PLC2-5控制三台水泵加减泵、切换、热备和故障处理信号,并检测电机运行方式、变频器频率。

所述喷淋水龙头为带式喷淋水龙头。

所述压力传感器3-2为线性压力传感器。

先把水先送入基坑得积水池1-1,作为循环用水的来源。将积水池1-1中的水通过循环水泵2-1由垂直的循环管网2-3输送至基坑侧墙顶,经置于侧墙顶水平循环管网2-3的带式喷淋水龙头喷淋至混凝土墙,水由侧壁流至底板周缘临时槽道内,并汇入积水池1-1,再将池中的水通过循环水泵2-1泵送至基坑侧墙顶,形成一循环系统。

水循环过程中根据控制条件,由变频器2-2及PID调节器2-4及PLC2-5组成的循环水泵变频调速控制系统对循环水泵进行调速控制。

根据压力传感器3-2所检测的压力,通过PLC2-5 控制变频泵的转速和水泵开启的数量,同时可以进行自动和手动的切换。

利用变频器2-2对循环水泵进行速度控制,并根据PID 调节器2-4输出电压信号驱动变频泵电机。

PLC2-5、PID 调节器2-4和压力传感器3-2组成闭环反馈控制系统,用来控制循环水流量。

其中,PLC2-5 控制着各台水泵的运行状态,包括工频、变频、停止,从而控制水泵的运行台数,在大范围上控制循环水的流量。

PID 调节器2-4根据设定值和反馈值,自动调整变频器的频率给定输入,控制变频器对变频泵进行速度调节,在小范围上控制循环水的流量。

此外,为了在故障或检修时保证循环水泵可靠运行和设备安全,该系统还具有自动/手动切换功能和指定运行功能。

所述的PLC 2-5控制程序主要完成循环水泵系统经济运行的所有逻辑控制功能。整个程序可分为4个模块:状态检测模块、运行逻辑运算块、逻辑控制模块和故障处理及显示模块。

状态检测模块的任务是检测控制系统状态。状态检测模块程序的任务是检测控制系统状态,包括泵电机的运行状态、频率上(下)限信号、各种故障等, 并将系统状态送入寄存器保存。为了防止干扰引起运行时误动作,程序对变频器的频率上限(下限)信号、压力状态等信号都进行数字滤波。其中最重要的是:PLC 将安装在循环管网2-3末端的压力传感器3-2所检测的管网压力与预先设定的压力值进行比较,通过得出的压力差来控制变频器的输出。

运行逻辑运算块块的作用就是根据系统的状态和泵电机的当前运行状态来确定泵电机的启停、切换以及运行方式包括变频/工频。

切换过程结束后,PID 调节器2-4继续通过检测的压力信号,调节变频器的运行频率,控制水的流量。在程序中,PLC 会根据上述控制逻辑,设定各台水泵的运行状态字,形成操作字,灵活地实现运行水泵数量的增减切换。

逻辑控制模块的作用是按照运算块形成的操作字,使PLC 输出控制指令,控制继电器、接触器等低压电器的闭合断开,从而实现对泵电机切换、启停等控制功能。

故障处理及显示模块故障处理模块能够实时检测设备的运行状况。及时处理各种运行故障, 并显示报警。该模块程序能够不经运算及控制模块迅速处理诸如电机过热等故障。此外还具有故障消除后自动复位等功能。

循环水泵配置形式如下:根据单位小时的需水量配置多台同型号规格循环水泵,其中1 台备用。

变频调节采用变频器改变循环水泵的转速,水泵原转速为n ,若把水泵的转速降至n1 ,流量减小至qV1 。

泵的转速(即电机轴的转速)可由下式计算

n =(1 -s)60f/p

式中:

n 电机转速,r/s ;

s 电机转差率,取1 .3 %;

f 交流电频率,Hz ;

p 电机极对数。

本实用新型加工简单,实施方便,整体稳定性好;具有可靠性、多功能性、灵活性和可扩展性,系统运行效率提高,且成本较低,节能效果明显,实现了基坑养护的自动化,提高机组的安全可靠性。当系统发生故障时,调速水泵可降低转速运行,降低给水压力和流量,在排除事故以后,机组即可重新启动参与运行,具有广泛的应用推广前景。

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