基于plc装配式建筑自动化灌浆输送技术的工程应用 行业动态-凯发k8一触即发

引言

装配式建筑如同工厂生产一样，将生产好的零部件进行组装最终形成一个完整的产品，将建筑分成若干个结构，将制作好的预制构件运输到施工现场进行组装。装配式建筑是一种新型建筑施工形式，其所使用的建筑材料安全无毒，且对环境不会造成污染，装配式建筑的发展也带动了绿色建材的发展。此外，装配式建筑还具有施工工期短、成本低、施工灵活、技术新颖等优点，并且具备许多传统建筑不具备的优势，目前装配式建筑已经被广泛应用于建筑领域中。装配式建筑主要采用的是钢筋混凝土结构，其施工所用到的楼板、墙面以及顶梁都是事先制作好的，在实际施工中需要将所有预制构件通过灌浆的方式将其进行连接固定，因此装配式建筑施工需要进行大量的灌浆输送作业。由于装配式建筑灌浆输送技术信息化和自动化水平较低，主要是利用人工作业的方式将事先制作好的浆料输送到灌浆管内。装配式建筑灌浆输送过程中会产生噪声污染，

严重影响周围居民正常生活，可以通过在灌浆管外部安装一个灌浆套筒，以此减少噪音。但是，灌浆套筒的安装极大程度上降低了传统方法灌浆输送效率，而且在实际作业过程中还会出现漏浆现象，且漏浆量比较大，严重增加了装配式建筑灌浆输送施工成本，由此可以看出目前现有的技术已经无法满足装配式建筑灌浆输送需求。可编程逻辑控制器(programmable logic controller,plc)是为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。其采用可编程式存储器，可以有效执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数等操作指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制灌浆输送过程，可以有效提高输送效率，降低运输成本，因此本文主要研究基干plc装配式建筑自动化灌浆输送技术的工程应用。

1基于plc的装配式建筑自动化灌浆输送技术设计

1.1 灌浆输送设备选择与参数设定

装配式建筑自动化灌浆输送过程中所使用到的设备主要包括高压射流设备、空压机以及灌浆泵等，高压射流设备主要是依靠叶轮的旋转将泥浆输送出去。在实际中，装配式建筑自动化灌浆输送设备需要产生高达35mpa的射流，不仅要具有较大的压力范围，而且还要具备良好的适用性，根据装配式建筑自动化灌浆输送需求，本文采用ghuh/569585型号高压柱塞泵，该型号高压射流设备出口流速比较快，其材质为碳素钢，具有良好的耐腐蚀性。在实际输送中将其额定排出压力范围设定为45~75mpa，将其流量设定为95~115l/min，电动机功率设备定65kw，输入轴速为1550r/min。

装配式建筑灌浆输送过程中由于高压射流设备出口压力较大，在输送过程中容易造成泥浆向四周喷溅，并且高压射流设备形成的泥浆

射流与装配式建筑结构之间会形成气幕保护泥浆射流，从而改变高压射流设备的喷射条件。为了解决该问题，在高压射流设备喷口处安装一个空压机，空压机可以减缓高压射流设备出口压力和衰减程度，还可以增加高压射流设备的冲切能量，防止在装配式建筑自动化灌浆输送过程中出现漏浆现象。从经济性和适用性角度出发，此次采用 yfy/4644bghvd451型号活塞式空压机，该空压机通用性能较强，含有的两个气缸整体布置呈“u’型，表1为该空压机技术规格表。

在实际灌浆输送中，将yfy/4644bghvd451型号活塞式空压机排气压力设定为3.45mpa，将其排气量设定为3.85m3/min，其他参数可以根据实际情况而定。灌浆泵的主要作用是开展灌浆作业，装配式建筑自动化灌浆输送要求灌浆泵的灌浆量达到110~150l/min，并且对其流量和压力还具备较高的要求，为了满足装配式建筑自动化需求，本文挑选了六种比较常见且满足要求的灌浆泵，其具体情况如如表2所示。

从表2中数据可以看出as6d5-363d型号灌浆泵在排量和压力方面均优于其他几个灌浆泵，因此此次选取as6d5-363d灌浆泵作为灌浆输送设备，在灌浆过程中将其灌浆压力和排量等参数根据实际情况设定。装配式建筑自动化灌浆输送中还会使用到高压胶管、胶管接头以及气体流量计等附属设备，对这些设备没有过高的要求，因此本文不做过多描述

1.2 测定灌浆管道压力与流动度

在上述基础上，对装配式建筑灌浆管道压力和流动度进行测定。装配式建筑灌浆输质量和效率主要受到灌浆输送管道内压力和流动度两个因素影响，如果管道内压力值过大，则会导致泥浆无法达到管道底部。此外，管道内泥浆流动度过大会导致管道内泥浆中存有大量的空气无法排出，因此在灌浆输送过程中需要实时测定灌浆输送管道内压力和流动度两个数值。本文采用传感装置和数据采集装置对这两个参数进行实时监测，将数据采集装置安装在灌浆输送管道口内部，用于采集灌浆输送管道内压力、流量等数据，利用传感装置读取到数据采集装置采集到的数据，对采集到的数据进行处理和保存，并在数据采集装置中设定一个压力和流动度闻值，如果采集到的数据超过阈值限定，则通过无线信号向传感装置发出警报，由无线传感装置将数据进行及时存储并将内容传输给 plc，由其对装配式建筑灌浆输送程序进行控制和作出决策。数据采集装置和传感装置在自动化灌浆输送程序中起到一个监测的作用，根据实测数值对当前装配式建筑灌浆输送设备运行情况进行分析，并且通过测定灌浆管道压力与流动度判断灌浆输送是否合格，这样可以间接辅助plc判断灌浆输送质量是否满足要求，为后续plc控制装配式建筑自动化灌浆输送提供数据支撑。

1.3 基于plc控制装配式建筑自动化灌浆输送

传感装置与数据采集装置监测到装配式建筑灌浆输送管道压力和流动度之后，利用plc技术对数据进行处理和分析，根据分析结果对装配式建筑灌浆输送设备各项技术指标进行控制，以此可以实现基于 plc控制装配式建筑自动化灌浆输送。在该过程中，plc的性能和起到的作用非常重要，本文根据装配式建筑自动化灌浆输送需求采用了西门子公司生产的sud-3000系列plc控制器，该控制器体积小，且性价比较高，集成了6输入/4输入共10个数字量1/o点，并且带有3sd程序和数据存储模块，可以自动编写控制程序和有效保存数据信息，同时还具有4个独立的45khz高速计算机和独有的通信协议。采用该控制器对装配式建筑灌浆输送技术指标进行控制，使设备可以完成自动化灌浆输送任务，图1为基干plc控制装配式建筑自动化灌浆输送流程图。

如图1所示，根据装配式建筑自动化灌浆输送需求，设置plc控制器的输入和输出点数，plc输入输出点数应该在选用后有裕量值，该数值占据plc输入输出点数的25%。就本次技术设计而言，由于自动化灌浆输送是通过控制器局域网络协议总线实现的，plc只会顾及装配式建筑灌浆输送设备监控，因此plc会有一个输入点和两个输出点，输入点连接传感装置和数据采集装置，输出点连接灌浆输送设备以及报警器。plc通过输入点传送来的灌浆管道压力与流动度等数据，对该数值进行判断是否满足装配式建筑灌浆输送要求。如果没有满足要求，plc会自动调节灌浆输送技术参数，然后返回到上一流程。如果满足要求则进行下一个判断程序，判断是否可以持续灌浆输送60s，如果可以持续灌浆输送60s，则通过输出点向灌浆输送设备发出指令，控制其继续灌浆输送:如果不可以持续灌浆输送60s，则plc会自动调节灌浆输送技术参数，以此控制装配式建筑自动化灌浆输送，进而完成了基于plc的装配式建筑自动化灌浆输送。

2 工程应用与分析

以某装配式建筑为分析对象，该装配式建筑占地面积约6496.45m2，高度为76.54m，该建筑包含商业、办公、展示等多种功能，建筑整体采用钢筋混凝土结构，共包含建筑单元构件2562个，每个构件智能安装在固定位置，采用灌浆方式对建筑构件进行安装和固定，预计整个装配式建筑灌浆输送施工工期约165天，灌浆输送量为1.62万吨。

2.1 漏浆量对比分析

工程分析以本文所及方法与文献[8]的自动化监测技术在白鹤滩水电站横缝灌浆中的应用(传统方法)对该装配式建筑进行灌浆输送。根据该建筑施工要求，对装配式建筑灌浆输送技术指标进行设定，其中包括浆液比重、浆液压力、提升速度、旋转速度、气流量等，具体设置如表3所示。

研究分析中使用到的灌浆设备及数量为:ghuh/569585型号高压柱塞泵5台、yfy/4644bghvd451型号活塞式空压机5台、as6d5/363d灌浆泵10台、传感装置5台、西门子plc1、数据采集装置1个。plc控制器分析环境设定如下:以windows2010sys作为操作系统，16gb硬盘。研究对装配式建筑自动化灌浆输送情况进行记录，共完成564个灌浆管灌浆，从中随机选取10个灌浆管灌浆数据作为分析数据，其中包括实际灌浆量、漏浆量，节点灌浆量逐渐增加时漏浆量越小，质量越高，技术越有效用。将每个灌浆管漏浆量作为两个技术对比指标，分析结果如表4所示。

从表4中数据分析可以得出以下结论:应用本文设计方法漏浆量较少，能够实现最大限度灌浆输送，这是因为采用了plc控制技术，利用plc控制技术可以根据灌浆管内压力和流动度等数据，对灌浆输送设备技术指标进行调整和优化，从而保证灌浆输送质量和效率;而传统技术漏浆量远高出设计技术，因此研究证明了设计技术更适用于装配式建筑自动化灌浆输送。

2.2 施工时间对比分析

根据漏浆量对比分析，可以得出本文方法可以有效提高施工效率，由此可以缩短施工工期，保障项目质量的完成。施工完成时间对比结果如图2所示。

分析图2可知，施工工期越短，漏浆量越少。随着工程施工工期的增加，漏浆量成正比例上升趋势，因此在工作施工过程中需要提高施工工作效率，以此缩短施工工期，减少漏浆量。

2.3 人员配置对比分析

建筑工程的施工人员配置包括项目经理、技术负责人、施工员、质量员、安全员、资料员及取样员等。人员配置越完善，检测范围和内容就越细致。进一步分析人员配置数量的变化对漏浆量的影响，具体分析结果如图3所示。

分析图3得知，工程施工人员配置数量越多，涉及管辖范围越广，其检测和监控效果越强，可以有效降低漏浆量。由此可知，本文方法可以有效完善施工人员配置，提高施工管理效率，以此降低漏浆量。

3 结束语

本文结合目前现有的研究资料，针对传统装配式建筑灌浆输送技术存在的漏浆问题，利用plc控制技术设计了一套用于装配式建筑灌浆输送自动化技术，依靠plc对所有灌浆输送设备技术参数进行自动化控制，并通过分析验证了本文研究，对改善装配式建筑灌浆输送中漏浆问题具有重要作用，具有较高的可靠性和可行性。此次研究有利于提高装配式建筑施工自动化和信息化水平，同时还有利于降低装配式建筑灌浆输送施工成本，节约施工资源。此次研究还为plc技术在装配式建筑自动注浆输送中的应用提供了参考。由于此次查阅的文献资料有限，个人经验不足，提出的基于plc的装配式建筑自动化灌浆输送技术可能存在一些问题，因此今后会在该项技术优化和创新方面进行进一步研究，为装配式建筑自动化灌浆输送提供技术支撑。

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