一種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置，包括安裝在桶體頂部的控制平臺(tái)，在控制平臺(tái)上安裝有控制系統(tǒng)電氣柜、測(cè)斜儀和若干GPS定位裝置，在控制系統(tǒng)電氣柜內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)連接有模擬模塊和模擬量輸入模塊，在桶體上安裝有真空壓力傳感器，在桶體上安裝有電磁閥。本實(shí)用新型測(cè)斜儀和GPS定位裝置通過(guò)連接線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)模擬模塊相接，將真空壓力傳感器和電磁閥通過(guò)連接線(xiàn)路與PLC控制系統(tǒng)的模擬量輸入模塊相連，測(cè)量桶體的傾斜角度和桶體的沉浮，測(cè)量結(jié)果經(jīng)RS485通訊接口實(shí)時(shí)傳輸給PLC控制系統(tǒng)，然后對(duì)桶體的姿態(tài)和上升下降的高度進(jìn)行精確的控制，操作自動(dòng)化程度比較高，能有效的保證施工質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化操作控制設(shè)備，特別是一種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉 施工自動(dòng)化控制裝置。 一種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣淳和下沉施工自動(dòng)化控制裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)可以是采用混凝土、鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等材料制作的，該類(lèi)結(jié)構(gòu)無(wú) 底有蓋，通過(guò)倉(cāng)內(nèi)沖氣進(jìn)行浮游運(yùn)輸，利用排氣、排水形成負(fù)壓沉入土中。單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)插 入土中可用作碼頭、橋梁、防波堤、船塢等工程基礎(chǔ)或主體結(jié)構(gòu)。該類(lèi)結(jié)構(gòu)在陸域制作完成 后往往需要在水上運(yùn)輸，水上運(yùn)輸過(guò)程需要進(jìn)行充氣、隔艙充其量調(diào)節(jié)、調(diào)平等作業(yè)。用作 工程時(shí)下沉?xí)r則通過(guò)泵進(jìn)行抽水、抽氣形成桶內(nèi)外壓力差使其沉入土中。氣浮和下沉過(guò)程 中僅依靠肉眼觀察而后調(diào)節(jié)控制會(huì)嚴(yán)重滯后，易造成較大失誤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷、 快速操作的單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置。
[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣 浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置，其特點(diǎn)是：包括安裝在桶體頂部的控制平臺(tái)，在控制平臺(tái)上 安裝有控制系統(tǒng)電氣柜、測(cè)斜儀和若干GPS定位裝置，在控制系統(tǒng)電氣柜內(nèi)設(shè)有PLC控制系 統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)連接有監(jiān)測(cè)桶體沉浮和傾斜的模擬模塊和控制桶體沉浮和傾斜的模擬量 輸入模塊，測(cè)斜儀和GPS定位裝置通過(guò)連接線(xiàn)與模擬模塊相接，在桶體的各個(gè)倉(cāng)室的進(jìn)排 氣管路上安裝有真空壓力傳感器，在桶體的各個(gè)倉(cāng)室的排水管路上安裝有電磁閥，真空壓 力傳感器和電磁閥通過(guò)連接線(xiàn)路與模擬量輸入模塊相連。
[0005] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在控制系 統(tǒng)電氣柜上設(shè)有與PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)相連的上位機(jī)。
[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的 GPS定位裝置設(shè)有四臺(tái)。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型測(cè)斜儀和GPS定位裝置通過(guò)連接線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng) 模擬模塊相接，將真空壓力傳感器和電磁閥通過(guò)連接線(xiàn)路與PLC控制系統(tǒng)的模擬量輸入模 塊相連，測(cè)量桶體的傾斜角度和桶體的沉浮，測(cè)量結(jié)果經(jīng)RS485通訊接口實(shí)時(shí)傳輸給PLC控 制系統(tǒng)，然后對(duì)桶體的姿態(tài)和上升下降的高度進(jìn)行精確的控制，操作自動(dòng)化程度比較高，能 有效的保證施工質(zhì)量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)連接圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009] -種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置，包括安裝在桶體1頂部的控 制平臺(tái)2,在控制平臺(tái)2上安裝有控制系統(tǒng)電氣柜5、測(cè)斜儀4和若干GPS定位裝置3,在控 制系統(tǒng)電氣柜5內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)7, PLC控制系統(tǒng)7連接有監(jiān)測(cè)桶體沉浮和傾斜的模擬 模塊和控制桶體沉浮和傾斜的模擬量輸入模塊，測(cè)斜儀4和GPS定位裝置3通過(guò)連接線(xiàn)與 模擬模塊相接，在桶體的各個(gè)倉(cāng)室的進(jìn)排氣管路上安裝有真空壓力傳感器，在桶體的各個(gè) 倉(cāng)室的排水管路上安裝有電磁閥，真空壓力傳感器和電磁閥通過(guò)連接線(xiàn)路與模擬量輸入模 塊相連。在控制系統(tǒng)電氣柜上設(shè)有與PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)相連的上位機(jī)6;所述的GPS定位 裝置設(shè)有四臺(tái)。
[0010] 在桶體充氣浮運(yùn)階段，向桶體1內(nèi)部的多倉(cāng)室內(nèi)均充入壓縮充氣，使桶體1漂浮于 水面，調(diào)整桶體內(nèi)的充氣量，使桶體的入水深度達(dá)到滿(mǎn)足拖航穩(wěn)定性的要求。故PLC控制系 統(tǒng)7首先要有對(duì)桶體1的姿態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測(cè)姿態(tài)的數(shù)據(jù)，快速計(jì)算并反饋控制執(zhí)行機(jī) 構(gòu)進(jìn)行充放氣調(diào)節(jié)，保證桶體1的姿態(tài)穩(wěn)定性；在自下沉階段，PLC控制系統(tǒng)7不僅具有姿 態(tài)監(jiān)控功能，還必須具有標(biāo)高監(jiān)測(cè)功能，可以根據(jù)姿態(tài)、標(biāo)高和標(biāo)高計(jì)算出的下沉速率，進(jìn) 行下沉和姿態(tài)調(diào)整控制。通過(guò)桶體1內(nèi)氣體排出和利用排污泵抽水，同時(shí)通過(guò)排氣和抽水 速度控制下沉的速率、下沉過(guò)程中若發(fā)生傾斜時(shí)通過(guò)不同隔艙排氣量和抽水量調(diào)節(jié)至水平 狀態(tài)，直至各桶體內(nèi)的水體全部抽出出現(xiàn)泥漿、桶體達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止，桶體結(jié)構(gòu)的下沉安 裝完畢。
[0011] 所述GPS定位裝置3設(shè)有四臺(tái)均通過(guò)RS232端口輸出經(jīng)、維度信號(hào)連接到PLC控 制系統(tǒng)7, PLC控制系統(tǒng)7根據(jù)GPS定位裝置輸出的Z方向信號(hào)來(lái)判斷構(gòu)件變化的情況，為 姿態(tài)控制提供依據(jù)。同時(shí)計(jì)算機(jī)讀取GPS定位裝置信號(hào)并通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件，計(jì)算出構(gòu)件 在工程坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示。另配備有測(cè)斜儀直接連到PLC控制系統(tǒng)的 模擬模塊，通過(guò)PLC的CPU對(duì)其進(jìn)行循環(huán)掃描進(jìn)行姿態(tài)控制，故該套控制系統(tǒng)采用的冗余控 制策略，采用兩套控制糾偏系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制優(yōu)先測(cè)控進(jìn)行姿態(tài)和下沉控制，保證 了控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0012] 在進(jìn)排氣管路安裝真空壓力傳感器，在排水管路上安裝電磁閥。PLC控制系統(tǒng)加 上位機(jī)系統(tǒng)，在桶體氣浮上升、充氣浮運(yùn)、自重下沉和負(fù)壓下沉的過(guò)程中，以桶體傾斜度和 工程標(biāo)高為控制目標(biāo)，通過(guò)自動(dòng)糾偏程序計(jì)算后反饋控制電磁閥或者排污泵，來(lái)調(diào)整桶體 的浮運(yùn)姿態(tài)和定位下沉姿態(tài)。真空壓力傳感器測(cè)量管路內(nèi)的空氣壓力，直接連到PLC控制 系統(tǒng)的模擬量輸入模塊，經(jīng)PLC計(jì)算后在上位機(jī)界面上顯示。上位機(jī)與PLC采用RS485的 通訊方式，通過(guò)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中姿態(tài)的顯示，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的報(bào) 警提示，為現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供操作參考。該實(shí)用新型控制精度高，桶體的傾斜角度和桶體的 高度通過(guò)GPS定位裝置和測(cè)斜儀測(cè)量，測(cè)量結(jié)果經(jīng)RS485通訊接口實(shí)時(shí)傳輸給PLC控制系 統(tǒng)，對(duì)桶體的姿態(tài)和上升下降的高度進(jìn)行精確的控制，操作自動(dòng)化程度比較高，能有效的保 證施工質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1. 一種單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置，其特征在于：包括安裝在桶體 頂部的控制平臺(tái)，在控制平臺(tái)上安裝有控制系統(tǒng)電氣柜、測(cè)斜儀和若干GPS定位裝置，在控 制系統(tǒng)電氣柜內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)連接有監(jiān)測(cè)桶體沉浮和傾斜的模擬模塊 和控制桶體沉浮和傾斜的模擬量輸入模塊，測(cè)斜儀和GPS定位裝置通過(guò)連接線(xiàn)與模擬模塊 相接，在桶體的各個(gè)倉(cāng)室的進(jìn)排氣管路上安裝有真空壓力傳感器，在桶體的各個(gè)倉(cāng)室的排 水管路上安裝有電磁閥，真空壓力傳感器和電磁閥通過(guò)連接線(xiàn)路與模擬量輸入模塊相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置，其特征在 于：在控制系統(tǒng)電氣柜內(nèi)設(shè)有與PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)相連的上位機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單桶多倉(cāng)結(jié)構(gòu)氣浮和下沉施工自動(dòng)化控制裝置，其特征在 于：所述的GPS定位裝置設(shè)有四臺(tái)。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK203882153SQ201320748426
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】練學(xué)標(biāo), 夏俊橋, 丁海龍 申請(qǐng)人:中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司