钢壳混凝土浇注输送泵调速系统及方法与流程

1.本发明涉及混凝土浇筑领域，尤其涉及一种钢壳混凝土浇注输送泵调速系统及方法。


背景技术：

2.跨江通道是集超宽海底隧道、超大跨桥梁、深水人工岛、水下互通"四位"一体的集群工程，规模空前，建设条件异常复杂，综合技术难度再上新高，需要采用“三明治”结构钢壳混凝土沉管，即钢壳混凝土沉管。
3.现有技术中钢壳混凝土浇注存在以下缺陷：
4.钢壳沉管混凝土具有大断面、免振捣、自填充的特点，若混凝土流动性不足，则混凝土很难完全填充钢壳，形成局部空洞；若粘聚性不足，流动性稍大，则容易造成浆骨分离，同时，浇筑速率过快，混凝土中气泡未能及时排出，容易在表面聚集，在钢壳与混凝土结合面形成大面积气孔和蜂窝麻面；自密实混凝土水胶比低、胶凝材料用量高，容易导致混凝土早期收缩大，容易造成钢壳与混凝土脱空现象；浮态浇筑工艺可能导致混凝土分层，造成浮浆或浆骨分离等现象，高温天气下，浇筑间隔期间容易发生假凝现象；混凝土钢壳隔舱数量繁多，浇筑混凝土高度重复性和一致性的人工施工，会导致疏忽麻痹，合格率得不到保证。隔仓浇筑作业环境差，深中通道沉管在中船黄埔文冲船厂的船坞内预制，船坞内噪音分贝高，金属粉尘污染较为严重，通风较差，并且，混凝土产生的水化热较高，在艰苦的作业环境下进行沉管隔仓浇筑作业，产业工人容易情绪波动。因此在现有技术中，混凝土浇筑速度没有针对不同区域进行适应性调整。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种钢壳混凝土浇注输送泵调速系统及方法，其能解决钢壳混凝土浇筑速率无法适应性调整问题。
6.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
7.一种钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，包括混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵plc单元、激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元，所述混凝土输送泵与所述输送泵plc单元建立通信连接，所述通信交互单元分别与所述激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元建立通信，所述plc主控制单元与所述pc控制终端建立通信，所述pc控制终端控制所述输送泵plc单元运作，所述输送泵plc单元控制所述混凝土输送泵运作，所述激光测距仪检测关注过程中混凝土液面与激光测距仪之间的高度差并将信息传输至plc主控制单元，所述plc主控制单元根据高度差控制所述混凝土输送泵的泵送速度。
8.一种钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，应用于钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，包括以下步骤：
9.准备步骤：检验设备连接是否符合要求，若是，pc控制终端控制输送泵plc单元运
行；
10.浇筑步骤：输送泵plc单元启动混凝土输送泵进行浇筑；
11.实时检测步骤：激光测距仪获取混凝土液面与激光测距仪之间的高度差，生成高度差信息并传输至通信交互单元；
12.泵速调整步骤：通信交互单元将高度差信息传输至plc主控制单元，plc主控制单元根据高度差信息生成泵速调整信息并反馈至通信交互单元；
13.实时调整步骤：通信交互单元将泵速调整信息发送至输送泵plc单元，输送泵plc单元调整混凝土输送泵的浇筑速度。
14.进一步地，在所述准备步骤中，若检验到设备连接不符合要求，向pc控制终端发送信号。
15.进一步地，在所述实时调整步骤中，将混凝土沿钢壳的底部开始灌注。
16.进一步地，在所述实时调整步骤中，将钢壳分为上部区域、中部区域、下部区域，当钢壳内的混凝土在中部区域、下部区域灌注时，保持输送泵的浇筑速度恒定。
17.进一步地，在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土灌注到顶部区域时，降低输送泵的浇筑速度。
18.进一步地，在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土距离顶部20cm-30cm时，降低输送泵的浇筑速度。
19.进一步地，在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土距离顶部20cm时，将输送泵的浇筑速度降低一半。
20.进一步地，在所述实时调整步骤中，当混凝土液面的上升速度过快时，plc主控制单元向输送泵plc单元发送减速指令，输送泵plc单元控制混凝土输送泵降低泵送速度。
21.进一步地，在所述实时调整步骤中，当混凝土液面的上升速度过慢时，plc主控制单元向输送泵plc单元发送加速指令，输送泵plc单元控制混凝土输送泵加快泵送速度。
22.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
23.所述混凝土输送泵与所述输送泵plc单元建立通信连接，所述通信交互单元分别与所述激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元建立通信，所述plc主控制单元与所述pc控制终端建立通信，所述pc控制终端控制所述输送泵plc单元运作，所述输送泵plc单元控制所述混凝土输送泵运作，所述激光测距仪检测关注过程中混凝土液面与激光测距仪之间的高度差并将信息传输至plc主控制单元，所述plc主控制单元根据高度差控制所述混凝土输送泵的泵送速度。采用混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵plc单元、激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元的配合，可以通过激光测距仪反馈混凝土液面的高度信息并根据高度信息调整泵送速度，对不同浇筑区间精准变速，浇筑整个过程实现精准速度控制，解决了钢壳混凝土浇筑速率无法适应性调整的问题。
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
25.图1为本发明钢壳混凝土浇注输送泵调速系统中一较佳实施例的结构框图；
26.图2为钢壳混凝土浇注输送泵调速方法的流程图。
具体实施方式
27.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
28.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.请参阅图1，一种钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，包括混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵plc单元、激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元，所述混凝土输送泵与所述输送泵plc单元建立通信连接，所述通信交互单元分别与所述激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元建立通信，所述plc主控制单元与所述pc控制终端建立通信，所述pc控制终端控制所述输送泵plc单元运作，所述输送泵plc单元控制所述混凝土输送泵运作，所述激光测距仪检测关注过程中混凝土液面与激光测距仪之间的高度差并将信息传输至plc主控制单元，所述plc主控制单元根据高度差控制所述混凝土输送泵的泵送速度。采用混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵plc单元、激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元的配合，可以通过激光测距仪反馈混凝土液面的高度信息并根据高度信息调整泵送速度，对不同浇筑区间精准变速，浇筑整个过程实现精准速度控制，解决了钢壳混凝土浇筑速率无法适应性调整的问题。
31.请参阅图2，一种钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，应用于钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，包括以下步骤：
32.准备步骤：检验设备连接是否符合要求，若是，pc控制终端控制输送泵plc单元运行；
33.浇筑步骤：输送泵plc单元启动混凝土输送泵进行浇筑；
34.实时检测步骤：激光测距仪获取混凝土液面与激光测距仪之间的高度差，生成高度差信息并传输至通信交互单元；
35.泵速调整步骤：通信交互单元将高度差信息传输至plc主控制单元，plc主控制单元根据高度差信息生成泵速调整信息并反馈至通信交互单元；
36.实时调整步骤：通信交互单元将泵速调整信息发送至输送泵plc单元，输送泵plc单元调整混凝土输送泵的浇筑速度。
37.优选的，在所述准备步骤中，若检验到设备连接不符合要求，向pc控制终端发送信号。
38.优选的，在所述实时调整步骤中，将混凝土沿钢壳的底部开始灌注。
39.优选的，在所述实时调整步骤中，将钢壳分为上部区域、中部区域、下部区域，当钢壳内的混凝土在中部区域、下部区域灌注时，保持输送泵的浇筑速度恒定。在实际操作过程中，可以根据需求将钢壳进行细化，不限于上部区域、中部区域、下部区域，比如将钢壳每个h距离设定为一个区域，每个区域设定一个相应的泵速速度，若将h设定为20cm，每隔20cm进行泵速速度调整一次。
40.优选的，在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土灌注到顶部区域时，降低输送泵的浇筑速度。在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土距离顶部20cm-30cm时，降低输送泵的浇筑速度。具体的，在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土距离顶部20cm时，将输送泵的浇筑速度降低一半。例如，刚开始阶段泵速维持在30立方米/h的浇筑速，并保持恒定速度。一直浇筑到距离钢壳顶板还剩下200mm的高度，控制泵速调整为15立方米/h。
41.优选的，在所述实时调整步骤中，当混凝土液面的上升速度过快时，plc主控制单元向输送泵plc单元发送减速指令，输送泵plc单元控制混凝土输送泵降低泵送速度。在所述实时调整步骤中，当混凝土液面的上升速度过慢时，plc主控制单元向输送泵plc单元发送加速指令，输送泵plc单元控制混凝土输送泵加快泵送速度。
42.括混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵plc单元、激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元
43.在实际运行时，混凝土液面高度超过隔仓顶面100mm时，pc控制终端控制plc主控制单元，使输送泵plc单元发送停止泵送指令，混凝土输送泵停止泵送作业。此时，布料机下料管内仍有混凝土余料，该余料继续注入隔仓压头管，将排气管内混凝土挤压上升，达到300mm以上的高度时，完成浇筑。
44.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，包括混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵plc单元、激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元，其特征在于：所述混凝土输送泵与所述输送泵plc单元建立通信连接，所述通信交互单元分别与所述激光测距仪、pc控制终端、通信交互单元、plc主控制单元建立通信，所述plc主控制单元与所述pc控制终端建立通信，所述pc控制终端控制所述输送泵plc单元运作，所述输送泵plc单元控制所述混凝土输送泵运作，所述激光测距仪检测关注过程中混凝土液面与激光测距仪之间的高度差并将信息传输至plc主控制单元，所述plc主控制单元根据高度差控制所述混凝土输送泵的泵送速度。2.一种钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，应用于权利要求1所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，其特征在于，包括以下步骤：准备步骤：检验设备连接是否符合要求，若是，pc控制终端控制输送泵plc单元运行；浇筑步骤：输送泵plc单元启动混凝土输送泵进行浇筑；实时检测步骤：激光测距仪获取混凝土液面与激光测距仪之间的高度差，生成高度差信息并传输至通信交互单元；泵速调整步骤：通信交互单元将高度差信息传输至plc主控制单元，plc主控制单元根据高度差信息生成泵速调整信息并反馈至通信交互单元；实时调整步骤：通信交互单元将泵速调整信息发送至输送泵plc单元，输送泵plc单元调整混凝土输送泵的浇筑速度。3.如权利要求2所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述准备步骤中，若检验到设备连接不符合要求，向pc控制终端发送信号。4.如权利要求2所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，将混凝土沿钢壳的底部开始灌注。5.如权利要求4所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，将钢壳分为上部区域、中部区域、下部区域，当钢壳内的混凝土在中部区域、下部区域灌注时，保持输送泵的浇筑速度恒定。6.如权利要求4所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土灌注到顶部区域时，降低输送泵的浇筑速度。7.如权利要求6所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土距离顶部20cm-30cm时，降低输送泵的浇筑速度。8.如权利要求7所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，当钢壳内的混凝土距离顶部20cm时，将输送泵的浇筑速度降低一半。9.如权利要求2所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，当混凝土液面的上升速度过快时，plc主控制单元向输送泵plc单元发送减速指令，输送泵plc单元控制混凝土输送泵降低泵送速度。10.如权利要求2所述的钢壳混凝土浇注输送泵调速方法，其特征在于：在所述实时调整步骤中，当混凝土液面的上升速度过慢时，plc主控制单元向输送泵plc单元发送加速指令，输送泵plc单元控制混凝土输送泵加快泵送速度。

技术总结
本发明公开了一种钢壳混凝土浇注输送泵调速系统，包括混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵PLC单元、激光测距仪、PC控制终端、通信交互单元、PLC主控制单元，激光测距仪检测关注过程中混凝土液面与激光测距仪之间的高度差并将信息传输至PLC主控制单元，PLC主控制单元根据高度差控制混凝土输送泵的泵送速度。采用混凝土输送泵、用于控制混凝土输送泵的输送泵PLC单元、激光测距仪、PLC主控制单元的配合，可以通过激光测距仪反馈混凝土液面的高度信息并根据高度信息调整泵送速度，对不同浇筑区间精准变速，浇筑整个过程实现精准速度控制，解决了钢壳混凝土浇筑速率无法适应性调整的问题。本发明还公开了一种钢壳混凝土浇注输送泵调速方法。注输送泵调速方法。注输送泵调速方法。


技术研发人员：吴旭东 梁建文 李平 刘少炜 韦东进 蔡炎标 罗平生 芮卫国 刘子彬 史鹏飞
受保护的技术使用者：广东长新市政工程有限公司 广东长新建筑工程有限公司
技术研发日：2021.10.11
技术公布日：2022/3/8