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帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测系统研究

摘要为了检验帐篷在工作状态下防止雨水渗漏的能力,特进行了帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测系统的研究。系统由机组管路、雨量检测、电气控制三大系统组成。首先确定降雨强度,结合试验场地有效淋雨总面积,计算所需总雨量。按所需最大流量,确定水泵、管路、喷头、阀件型号及安装、布置方式等机组管路系统设计。触摸屏与PLC通信,按照预定程序和控制逻辑,实现雨量等模拟量的检测、显示和控制变频器、电磁(动)阀的启停。变频器根据降雨量等级,设置不同的多段速参数,结合不同数量、型号的喷头投入,模拟不同的降雨等级。运行效果表明:系统性能可靠,可实现帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测。
关键词帐篷;性能测试;模拟降雨;雨量检测
帐篷作为一种移动性较强的临时住宅,在野外考察、露营、勘探、施工、救灾、防汛、游牧民生产、帐篷新生活[1-2]等领域,都发挥着巨大的作用。因此,帐篷本身的质量、可靠性就显得尤为重要。防止雨水渗漏能力[3-4],作为帐篷质量、可靠性的一个重要考核指标,其性能测试就显得极为关键和必要。
1系统目标及设计方案
1.1系统目标
该系统的设计目标为检验帐篷在工作状态下防止雨水渗漏的能力。
1.2设计方案
根据系统目标,在充分调研和技术经济方案比较的基础上,进行了帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测系统的研究与设计。该系统由机组管路、雨量检测、电气控制三大系统组成。
1.2.1机组管路系统(图1)。取各雨量等级的“降雨强度”表中“12 h雨量值/mm”的峰值确定降雨强度[5],结合试验场地有效淋雨总面积,计算所需总雨量。按所需最大流量(特大暴雨),确定水泵、管路、喷头、阀件型号及安装、布置方式等机组管路系统方案。进水管路从地下水池取水,经过水泵加压后,出水主管路先沿桩面垂直向上布置,再沿房顶梁上水平向前布置。在房顶梁上水平支管路上,均匀垂直布置支管路,在支管路上均匀布置喷头模拟降雨,经过帐篷顶的降雨汇入屋内排水沟,流回地下水池。
1.2.2雨量检测系统。在充分调研和技术方案比较的基础上,确定采用称重传感器+托盘+测雨容器+支架+自动排水电磁阀+PLC+触摸屏的雨量检测方案。按照帐篷尺寸及测雨器容器容积计算,设计支架、测雨器容器(考虑自动排水),选用称重传感器,测雨装置布置及设计示意见图2。雨量采集信号进入PLC,结合传感器量程、测雨器面积、自重、降雨时间等,经过相关数算,对信号进行处理。PLC与触摸屏通信,在触摸屏界面上显示参数。
1.2.3电气控制系统。经过技术设计方案的经济性比较,确定采用触摸屏+PLC+变频器+水泵+电磁(动)阀的电气控制方案。
根据模拟降雨等级、电磁(动)阀启停、水泵启停、测雨器自动排水、参数显示等控制功能需求分析,设计电气原理图、接线图,编写PLC程序,开发触摸屏组态软件,设置变频器参数。触摸屏与PLC通信,按照预定程序和控制逻辑,实现控制功能电气系统见图3。根据降雨量需求的不同,通过变频器设置不同的多段速参数,对应调整变频器的转速,改变水泵流量。通过开启几组不同数量的电磁阀,控制支管路上投入工作的喷头数量,改变降雨量,从而实现帐篷模拟降雨,控制平台主要架构见表1。
2系统实施及联调
按照施工项目管理相关投资、进度、质量控制,安全、合同、信息管理,组织和协调等规范,制作切合系统实际的项目结构图、组织结构图、任务分解表、时标网络图(工作横道图)等,组织项目实施。在各系统设计方案基础上,按照相关施工工艺,搭建系统平台。
将程序和组态软件编译后下载至PLC和触摸屏,通过PPI电缆,建立触摸屏与PLC的通信。操作组态软件即可控制相应设备,实现模拟降雨及运行状态、参数显示。系统联调、运行表明:系统能很好地实现对水泵、电磁(动)阀等的控制,达到了预定的控制目标。
3结论
帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测系统运行效果表明:该系统性能可靠,可摸拟不同的降雨等级,实现帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测,技术经济性好,方案切实可行。
4参考文献
[1] 热贡·多吉彭措.帐篷与藏式民居[J].中国西部,2001(3):41-43.
[2] 马晓俊.帐篷社区[J].西部大开发,2010(9):20.
[3] 毛亮,杨建忠,史艺龙.帐篷面料的开发设计研究[J].陕西纺织,2011(1):56-58.
[4] 赵瑞方.新型游牧用帐篷体材料的选择[J].纺织科技进展,2010(5):35-39.