帐篷性能测试模拟降雨及雨量检测系统研究

来源:用户上传      作者: 李光辉 谢崇平 曾文明 杨建霞 蒋辉霞 廖功磊 周小波

　　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
　　中图分类号TS952.74文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）11-0237-02
　　
　　ResearchonPerformanceTestSystemofSimulationRainfallandRainfallDepthDetectingofCamps
　　LI Guang-huiXIE Chong-pingZENG Wen-mingYANG Jian-xiaJIANG Hui-xiaLIAO Gong-leiZHOU Xiao-bo
　　（Sichuan Research & Design Institute of Agricultural Machinery，Chengdu Sichuan 610066）
　　AbstractIn order to detect camp's ability of prevention rainwater leakage in working condition, performance of test system of simulation rainfall and rainfall depth detecting of camps was researched. The system consisted of power equipment and pipelines, rainfall depth detecting and electrical controlling. Based on the determination of rainfall strength, combined with effective experiment areas, total rainfall depth was calculated. Based on required maximal flow, design of the power equipment and pipelines system were determined, including the type of pump, pipelines, sprinklers and valves and the model of installation and arrangement, etc. Touch screen communicated with PLC, and according to predetermined program and control logical, rainfall depth and other analog variables were detected and displayed. Starting and stopping of frequency converter, electrically operated and solenoid valves were realized. Based on rainfall rank, multiple segment speed was set up by frequency converter. Combined with different amounts and types of sprinklers, different rainfall ranks were simulated. Operating effect showed that performance test, simulation rainfall and rainfall depth detecting of camps were realized reliably by the system.
　　Key wordscamp; performance test; simulation rainfall; rainfall depth detecting
　　
　　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，经过相关数学运算，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.
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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