一種多邊界泥沙模型試驗自動加沙系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水利水電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多邊界泥沙模型試驗自動加沙系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，泥沙模型試驗懸移質(zhì)加沙系統(tǒng)一般借助流量計通過人工調(diào)節(jié)截門來控制進(jìn)口加沙量，這種方法不僅精度低，而且只適用于恒定加沙，如果加沙量變化較快時，無法人工調(diào)節(jié)。
[0003]然而，在潮汐河工模型試驗中，潮汐水流輸沙率在一個周期內(nèi)處于變化之中，邊界加沙量要求隨潮汐水流適時變化，傳統(tǒng)方法無法滿足潮汐河工模型試驗的加沙要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種多邊界泥沙模型試驗自動加沙系統(tǒng)，可以實現(xiàn)整個試驗過程的適時加沙控制，具有良好的穩(wěn)定性和較高的控制精度。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種多邊界泥沙模型試驗自動加沙系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:供沙系統(tǒng)與控制系統(tǒng)；
[0007]其中，所述控制系統(tǒng)包括依次相連的人機界面HM1、可編程控制器PLC與變頻器。
[0008]進(jìn)一步的，所述供沙系統(tǒng)包括:渾水?dāng)嚢璩?，渾水?dāng)嚢柙O(shè)備，上水栗，穩(wěn)水池，輸沙管道，供水栗，供水管道；
[0009]所述輸沙管道的出沙口對準(zhǔn)所述渾水?dāng)嚢璩?；所述渾水?dāng)嚢柙O(shè)備設(shè)置在所述渾水?dāng)嚢璩刂?，所述渾水?dāng)嚢璩氐纳喜吭O(shè)有一穩(wěn)水池；所述上水栗的上水口插入所述渾水?dāng)嚢璩刂?，其出水口對?zhǔn)所述穩(wěn)水池；
[0010]所述供水栗的兩端均連有供水管道，其中一端供水管道的入水口插入所述穩(wěn)水池中，另一端供水管道的出水口對準(zhǔn)所述多邊界泥沙模型。
[0011]由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，利用PLC控制器的控制技術(shù)和變頻器的變頻原理，實現(xiàn)了對整個試驗過程的適時加沙控制，該系統(tǒng)大大提高了模型試驗的加沙精度，滿足了潮流泥沙模型試驗的加沙要求。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的一種多邊界泥沙模型試驗自動加沙系統(tǒng)；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例提供的供沙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例提供的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0017]實施例
[0018]圖1為本實用新型實施例提供的一種多邊界泥沙模型試驗自動加沙系統(tǒng)。如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括:供沙系統(tǒng)與控制系統(tǒng)；
[0019]其中，所述控制系統(tǒng)包括依次相連的人機界面HM1、可編程控制器PLC與變頻器；
[0020]所述HMI輸出流量控制指令至所述PLC控制器，所述PLC控制器對該流量控制指令獲得對應(yīng)的流量數(shù)據(jù)，并發(fā)送至變頻器，所述變頻器根據(jù)接收到的流量數(shù)據(jù)對所述供沙系統(tǒng)的出流量進(jìn)行控制，實現(xiàn)高精度的自動加沙。
[0021]進(jìn)一步的，所述供沙系統(tǒng)包括:渾水?dāng)嚢璩兀瑴喫當(dāng)嚢柙O(shè)備，上水栗，穩(wěn)水池，輸沙管道，供水栗，供水管道；
[0022]所述輸沙管道的出沙口對準(zhǔn)所述渾水?dāng)嚢璩兀凰鰷喫當(dāng)嚢柙O(shè)備設(shè)置在所述渾水?dāng)嚢璩刂?，所述渾水?dāng)嚢璩氐纳喜吭O(shè)有一穩(wěn)水池；所述上水栗的上水口插入所述渾水?dāng)嚢璩刂?，其出水口對?zhǔn)所述穩(wěn)水池；
[0023]所述供水栗的兩端均連有供水管道，其中一端供水管道的入水口插入所述穩(wěn)水池中，另一端供水管道的出水口對準(zhǔn)所述多邊界泥沙模型。
[0024]進(jìn)一步的，所述HMI輸出流量控制指令至所述PLC控制器，所述PLC控制器對該流量控制指令獲得對應(yīng)的流量數(shù)據(jù)，并發(fā)送至變頻器，所述變頻器根據(jù)接收到的流量數(shù)據(jù)對所述供沙系統(tǒng)的出流量進(jìn)行控制包括:
[0025]預(yù)先建立變頻器不同頻率時對應(yīng)的出流量的關(guān)系曲線；
[0026]根據(jù)供沙系統(tǒng)中渾水?dāng)嚢璩氐暮碀舛?，將多邊界泥沙模型試驗所需的輸沙率轉(zhuǎn)化成供沙系統(tǒng)的出流量，再通過頻率與出流量關(guān)系曲線插值求得對應(yīng)的變頻器頻率，進(jìn)而由所述HMI輸出對應(yīng)的流量控制指令，所述PLC控制器根據(jù)所述對應(yīng)的流量控制指令控制所述變頻器，實現(xiàn)供沙系統(tǒng)的出流量控制。
[0027]為了便于理解，下面針對本實用新型所提供的自動加沙系統(tǒng)做進(jìn)一步的說明。
[0028]本實用新型所提供的自動加沙系統(tǒng)是根據(jù)潮汐水流輸沙率適時變化和潮流泥沙模型試驗三面開邊界的特點所提出的，該系統(tǒng)必須滿足輸沙率變幅大和變化快的要求。根據(jù)模型要求的輸沙率過程，計算輸沙率的變幅以及試驗過程的加沙量，選用適當(dāng)?shù)墓┥诚到y(tǒng)設(shè)備，以滿足整個過程輸沙率變幅的要求；采用變頻器通過控制水栗輸入電壓，控制水栗轉(zhuǎn)速，從而控制水栗的出水流量。具體來說:
[0029]供沙系統(tǒng)可以包括渾水?dāng)嚢璩兀瑴喫當(dāng)嚢柙O(shè)備，上水栗，穩(wěn)水池，輸沙管道，供水栗，供水管道等；控制系統(tǒng)可以包括人機界面(HMI)，可編程控制器(PLC)，以及變頻器等。
[0030]示例性的，供沙系統(tǒng)可采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。
[0031]渾水?dāng)嚢璩厝萘扛鶕?jù)模型試驗的情況而定，盡量保證滿足一次試驗的使用，避免在試驗過程中配沙，攪拌池采用圓形底部呈凸弧狀；渾水?dāng)嚢柙O(shè)備根據(jù)攪拌池的大小而定，一般較大攪拌池時選用電機驅(qū)動的機械攪拌設(shè)備，而對于較小攪拌池時只需用一個渾水栗攪拌即可，渾水栗的攪拌效果也很好，實踐表明一個3m3的攪拌池，每秒60升的三寸管徑潛污栗只需攪拌五分鐘，就能攪拌得比較均勻。在試驗放水前，按配比加水加沙，配成要求的含沙濃度；渾水?dāng)嚢璩厣喜吭O(shè)置一穩(wěn)水池，起恒定水壓的作用，攪拌池內(nèi)攪拌均勻的渾水通過上水栗抽到穩(wěn)水池，穩(wěn)水池始終保持同樣的水位，使供水栗在相同頻率出流量保持一致，從而提高出流量的控制精度。
[0032]自動加沙系統(tǒng)的核心部分是控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由三部分組成，控制部分(通過HMI人機接口完成)、運算部分(通過PLC可編程控制