安全設(shè)備感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)新技術(shù)

1、 PAGE 感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)新技術(shù)威海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司一公司安全設(shè)備科QC小組感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)新技術(shù)威海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司一公司安全設(shè)備科QC小組一、基本概況1.工程概況逸品學(xué)府工程由威海市茂銘房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)，山東東魯設(shè)計(jì)建筑有限公司設(shè)計(jì)，威建第一分公司承建。工程北鄰米山路，南到爬山街，西接龍山路，東臨富豐街。總建筑面積約75000，地下兩層，地上十一層。其中地下二層為車(chē)庫(kù)，建筑面積約16000。，基坑開(kāi)挖深度為68m。該項(xiàng)目地形地質(zhì)特殊，地下水位較高，高水位使基礎(chǔ)施工質(zhì)量不易控制。圖1 項(xiàng)目衛(wèi)星地圖2.小組概況表1 QC小組概況表小組名稱(chēng)威海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司一公司安

2、全設(shè)備科QC小組成立日期2015年5月5日登記注冊(cè)號(hào)WJQ01-2015-01課題名稱(chēng)感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)新技術(shù)課題類(lèi)型創(chuàng)新型小組人數(shù)10人小組平均年齡36活動(dòng)時(shí)間2015.52015.9平均接受教育時(shí)間120h小組成員姓名性別年齡文化程度技術(shù)等級(jí)組內(nèi)分工冀黨恩男41本科工程師組長(zhǎng)馬豐君男31本科助理工程師副組長(zhǎng)張少波男41本科助理工程師副組長(zhǎng)林江濤男46本科助理工程師組織實(shí)施孫海寧男33本科工程師組織策劃王鵬喜男45本科助理工程師落實(shí)檢查王 超男31本科技術(shù)處理安兆靜女26本科助理工程師資料整改朱孟利男28專(zhuān)科電器管理宋 剛男44專(zhuān)科材料控制圖2 小組成員二、選擇課題1.課題背景工程安全要求

3、積水控制范圍在墊層以下，但茂銘逸品學(xué)府項(xiàng)目地形地質(zhì)特殊，地下水位較高。為控制地下水位，現(xiàn)行控制辦法是由人工進(jìn)行抽水作業(yè)，以保證施工安全要求。但由于水位高，水量大，造成抽水點(diǎn)多、抽水面廣、抽水工作量大的問(wèn)題。由人工控制時(shí)，由于無(wú)法兼顧多個(gè)抽水點(diǎn)的控制，存在抽水反應(yīng)不及時(shí)影響施工質(zhì)量；存在未及時(shí)關(guān)機(jī)造成干抽燒毀電機(jī)等涉及安全和質(zhì)量的方面隱患。2.改進(jìn)方向?yàn)楸ＷC茂銘逸品學(xué)府項(xiàng)目的施工安全和施工質(zhì)量，安全設(shè)備科成立了QC小組，期望通過(guò)QC活動(dòng)的開(kāi)展，摸索出解決這一問(wèn)題的方法。小組經(jīng)討論，一致認(rèn)為需要將人工控制抽水的現(xiàn)行作業(yè)方法改進(jìn)為自動(dòng)控制抽水作業(yè)。在如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽水功能上，小組經(jīng)討論提出了兩種改進(jìn)方

4、向。改進(jìn)方向一：定時(shí)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)想：在抽水電機(jī)與電源間加裝控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)采用帶有計(jì)時(shí)功能的集成芯片和時(shí)間繼電器控制電源通斷。由帶計(jì)時(shí)功能的集成芯片控制電源接通，通過(guò)摸索各抽水點(diǎn)的水量等情況，設(shè)置時(shí)間斷電器的斷開(kāi)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接通、斷開(kāi)抽水電機(jī)電源的功能。改進(jìn)方向二：感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)想：在抽水電機(jī)與電源間加裝控制系統(tǒng)。在抽水點(diǎn)加裝水位信號(hào)采集系統(tǒng)，水位信號(hào)采集系統(tǒng)將水位信息采集后輸出至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)控制電源通斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接通、斷開(kāi)抽水電機(jī)電源的功能。3.選定課題小組經(jīng)過(guò)充分論證，從功能性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、效率四個(gè)方面對(duì)兩種改進(jìn)方向進(jìn)行評(píng)價(jià)：表2 分析評(píng)價(jià)

5、表改進(jìn)方向調(diào)查結(jié)果綜合評(píng)估定時(shí)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)排水，但受天氣影響大（暴雨，干旱）差110經(jīng)濟(jì)性：構(gòu)成簡(jiǎn)單，元件價(jià)格便宜優(yōu)5安全性：遇極端天氣易引起排水不到位差1效率：制作周期短，但需要摸索滲水量規(guī)律中3感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)水位高低自動(dòng)排水，設(shè)計(jì)制作有難度中314經(jīng)濟(jì)性：構(gòu)成較復(fù)雜，元件價(jià)格便宜中3安全性：能根據(jù)水位高低實(shí)時(shí)控制優(yōu)5效率：設(shè)計(jì)制作周期稍長(zhǎng)，需要安裝調(diào)試中3制表人：馬豐君 制表時(shí)間：2015年5月12日經(jīng)充分調(diào)查分析及討論，為確保項(xiàng)目按期交付和提高施工質(zhì)量，降低控制人工成本以及杜絕安隱患，小組選擇了“感應(yīng)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)新技術(shù)”作為此次小組活

6、動(dòng)課題。三、設(shè)定目標(biāo)1.設(shè)定目標(biāo)小組結(jié)合施工安全和質(zhì)量方面的需要，提出項(xiàng)目研制目標(biāo)：達(dá)到設(shè)定水位時(shí)，控制水泵電機(jī)開(kāi)關(guān)準(zhǔn)確率100%。2.目標(biāo)可行性分析（1）小組成員業(yè)務(wù)精湛，均擁有本科及以上學(xué)歷，其中2人為高級(jí)技術(shù)職稱(chēng)，2人為中級(jí)技術(shù)職稱(chēng)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)都比較豐富，技術(shù)實(shí)力雄厚。其中多人還曾獲得省部級(jí)新技術(shù)應(yīng)用推廣方面的獎(jiǎng)勵(lì)。（2）團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)向上、富于創(chuàng)新精神，多名成員多次參與QC小組活動(dòng)。（3）為防范安全隱患和提高作業(yè)效率，單位領(lǐng)導(dǎo)十分重視，小組所需各項(xiàng)資源能夠得到保障。四、提出方案并確定最佳方案1.方案分解小組經(jīng)集體討論，對(duì)研發(fā)的流程進(jìn)行了分解。如下圖：圖3 方案分析系統(tǒng)圖2.自動(dòng)控制系

7、統(tǒng)方案選擇自動(dòng)控制電流感應(yīng)式雷達(dá)感應(yīng)式浮力感應(yīng)式（1）雷達(dá)感應(yīng)式雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，雷達(dá)料位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來(lái)進(jìn)行料位檢測(cè)。發(fā)射反射接收是雷達(dá)式料位計(jì)工作的基本原理。其優(yōu)點(diǎn)是：可在惡劣條件下連續(xù)準(zhǔn)確地測(cè)量；操作簡(jiǎn)單，調(diào)試方便；準(zhǔn)確安全且節(jié)省能源；無(wú)需維修且可靠性強(qiáng)；幾乎可以測(cè)量所有介質(zhì)。圖4 雷達(dá)感應(yīng)原理圖（2）電流感應(yīng)式利用一顆發(fā)光二極管（LED）等發(fā)光元件與一顆光晶體管等光接收元件作成之光耦合器，觸發(fā)硅控整流器(SCR)或雙向硅控整流器（TRIAC），因此可以接受低壓(DC或AC)信號(hào)輸入，而驅(qū)動(dòng)高壓之輸出，具隔離輸出入及控制高功率輸出之效果。優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率高

8、、使用壽命長(zhǎng)、噪聲低和工作可靠。圖5 電流感應(yīng)式原理圖（3）浮力感應(yīng)式利用浮球液位開(kāi)關(guān)的磁性浮子隨著液位升降，使傳感器檢測(cè)管內(nèi)設(shè)定位置的干簧管芯片動(dòng)作，發(fā)出接點(diǎn)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)的作用。浮球液位開(kāi)關(guān)使用磁力運(yùn)作，無(wú)機(jī)械連接件使其運(yùn)作簡(jiǎn)單可靠，成本更為低廉，當(dāng)浮球液位開(kāi)關(guān)被測(cè)介質(zhì)浮動(dòng)浮子時(shí)，浮子帶動(dòng)主體隨之移動(dòng)，同時(shí)浮子另一端的磁體將控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作桿上的磁體，操作簡(jiǎn)單快捷。 圖6 浮力感應(yīng)式工作原理表3 方案評(píng)估分析表方案調(diào)查結(jié)果綜合評(píng)估雷達(dá)感應(yīng)式功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)水位液面探測(cè)優(yōu)510經(jīng)濟(jì)性：構(gòu)成較復(fù)雜，元件價(jià)格較貴差1安全性：現(xiàn)場(chǎng)工況惡劣，影響可靠性和壽命中3效率：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

9、制作和安裝調(diào)試周期長(zhǎng)差1電流感應(yīng)式功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)水位液面探測(cè)優(yōu)518經(jīng)濟(jì)性：構(gòu)成較簡(jiǎn)單，元件價(jià)格便宜優(yōu)5安全性：工作電壓低于36V，可接受，可靠性高中3效率：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和安裝調(diào)試時(shí)間短優(yōu)5浮力感應(yīng)式功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)水位液面探測(cè)優(yōu)518經(jīng)濟(jì)性：構(gòu)成較簡(jiǎn)單，元件價(jià)格便宜優(yōu)5安全性：故障率低優(yōu)5效率：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作時(shí)間短，安裝調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)中3制表人：馬豐君 制表時(shí)間：2015年6月1日由于電流感應(yīng)和浮力感應(yīng)得分相同，小組采取實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行驗(yàn)證。 圖7 電流感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 圖8 浮力感應(yīng)實(shí)驗(yàn)浮力感應(yīng)式：由于抽水管運(yùn)動(dòng)、工地施工震動(dòng)、飄浮物等原因易使浮力元件定位位置發(fā)生改變，導(dǎo)致個(gè)別時(shí)候不靈敏。電流感應(yīng)式：

10、無(wú)異常情況發(fā)生，靈敏度較高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，小組選擇了采用電流感應(yīng)式。3.信號(hào)采集元件選擇信號(hào)采集JYB-714JYB-714BJYB-714CYB-714系列液位繼電器：其中，JYB-714為基本型；JYB714B為帶工作狀態(tài)指示燈；JYB714C為帶供水、排水功能。表4 方案評(píng)估分析表方案調(diào)查結(jié)果綜合評(píng)估JYB-714功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)水位液面探測(cè)優(yōu)520經(jīng)濟(jì)性：28元/只優(yōu)5安全性：能夠滿(mǎn)足使用條件優(yōu)5效率：制作安裝周期短優(yōu)5JYB-714B功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)水位液面探測(cè)優(yōu)518經(jīng)濟(jì)性：35元/只優(yōu)5安全性：能夠滿(mǎn)足使用條件優(yōu)5效率：制作安裝較基本型稍復(fù)雜中3JYB-714C功能性：能夠?qū)崿F(xiàn)水位液面

11、探測(cè)優(yōu)516經(jīng)濟(jì)性：47元/只優(yōu)5安全性：能夠滿(mǎn)足使用條件優(yōu)5效率：制作安裝周期稍長(zhǎng)差1制表人：馬豐君 制表時(shí)間：2015年6月15日方案評(píng)估結(jié)論：因JYB-714基本型能夠滿(mǎn)足項(xiàng)目需要；B型和C型的部分功能本課題暫不需要，同時(shí)考慮到因功能增加帶來(lái)安裝調(diào)試復(fù)雜以及可靠性方面的因素，小組最終選擇了JYB714基本型液位繼電器。4、方案優(yōu)選小結(jié)圖9 最佳方案系統(tǒng)圖5、方案關(guān)鍵問(wèn)題遇測(cè)：按方案選優(yōu)結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，感應(yīng)自動(dòng)排水控制系統(tǒng)圖紙，圖紙繪制完成后進(jìn)行二次檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，按設(shè)計(jì)圖的要求進(jìn)行采購(gòu)零器件，采購(gòu)?fù)瓿珊?，進(jìn)行照?qǐng)D組裝。整個(gè)系統(tǒng)完成后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢查，確保排水系統(tǒng)可靠性完好。五、制定對(duì)策小組

12、經(jīng)討論，按5W1H原則制定了對(duì)策表如下：表5 對(duì)策表序號(hào)項(xiàng)目對(duì)策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人地點(diǎn)完成時(shí)間1設(shè)計(jì)圖紙按方案選優(yōu)結(jié)果設(shè)計(jì)圖紙符合方案選優(yōu)結(jié)果滿(mǎn)足強(qiáng)度需要按方案選優(yōu)結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)感應(yīng)自動(dòng)排水控制系統(tǒng)圖紙。林江濤辦公室2015年7月5日前2組裝系統(tǒng)按圖紙采購(gòu)組裝系統(tǒng)部件組裝符合圖紙要求1、按圖采購(gòu)零件。2、進(jìn)行組裝。林江濤工地2015年7月15日前3系統(tǒng)調(diào)試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安裝調(diào)試控制水泵電機(jī)開(kāi)關(guān)準(zhǔn)確率100%工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水位設(shè)置并實(shí)驗(yàn)林江濤工地2015年7月20日前制表人：馬豐君 制表時(shí)間：2015年7月1日六、對(duì)策實(shí)施1.對(duì)策實(shí)施一：設(shè)計(jì)圖紙7月3號(hào)QC小組成員主要成員在項(xiàng)目部辦公室內(nèi)，按方案選優(yōu)結(jié)果進(jìn)

13、行設(shè)計(jì)感應(yīng)自動(dòng)排水控制系統(tǒng)圖紙。 圖10 小組成員討論設(shè)計(jì)繪制系統(tǒng)圖紙效果確認(rèn)：7月5號(hào)QC小組成員在項(xiàng)目部會(huì)議室內(nèi)，對(duì)設(shè)計(jì)感應(yīng)自動(dòng)排水控制系統(tǒng)圖紙進(jìn)行效果確認(rèn)，經(jīng)集體討論與檢查后，一致認(rèn)為自動(dòng)排水控制系統(tǒng)圖符合方案結(jié)果，可以進(jìn)行下一步施工。圖11 小組對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了評(píng)審2.對(duì)策實(shí)施二：采購(gòu)、組裝7月10號(hào)以QC小組成員負(fù)責(zé)人林江濤主，按設(shè)計(jì)圖紙采購(gòu)零件后，在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝自動(dòng)排水控制系統(tǒng)，組裝的內(nèi)容包括制作了信號(hào)桿、安裝JYB-714液位晶體繼電器，按圖紙進(jìn)行布線(xiàn)。 圖12 采購(gòu)器件單據(jù) 圖13 制作信號(hào)反饋桿 圖14 制作控制系統(tǒng) 圖15 控制系統(tǒng)內(nèi)部效果確認(rèn)： 7月12號(hào)以QC小組成員負(fù)

14、責(zé)人林江濤主，在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)已組裝好自動(dòng)排水控制系統(tǒng)進(jìn)行了通電前線(xiàn)路檢測(cè)，并按照設(shè)計(jì)圖紙的要求，對(duì)整個(gè)線(xiàn)路及電器安裝進(jìn)行全面檢查與審核，審核確定電路及電器的安裝與設(shè)計(jì)圖紙一致。 圖16 檢查電器與線(xiàn)路 圖17 檢測(cè)線(xiàn)路回路3.對(duì)策實(shí)施三：調(diào)試 7月18號(hào)以QC小組成員負(fù)責(zé)人林江濤主，在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)自動(dòng)排水控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容包括對(duì)信號(hào)桿標(biāo)尺位置確定，及輔助電機(jī)進(jìn)行了通電實(shí)驗(yàn)，調(diào)試后系統(tǒng)完好正常，可以投入使用。 圖18 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備 圖19 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備確認(rèn)效果：7月19號(hào)經(jīng)小組在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)水塘進(jìn)行測(cè)試，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在高于設(shè)定水位時(shí)自動(dòng)抽水，在低于設(shè)定水位時(shí)斷開(kāi)水泵電機(jī)電源，系統(tǒng)功能檢查達(dá)成。小

15、組在實(shí)驗(yàn)水塘進(jìn)行反復(fù)充水，用以檢查排水系統(tǒng)可靠性。經(jīng)充水50次，排水系統(tǒng)排水、斷電功能未出現(xiàn)異常情況，100%按設(shè)定完成通、斷電動(dòng)作。系統(tǒng)可靠性檢查達(dá)成。 圖20 進(jìn)行測(cè)試 圖21 進(jìn)行測(cè)試七、效果檢查1.目標(biāo)檢查2015年8月10日，小組成員在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝完成的4套感應(yīng)自動(dòng)排水系統(tǒng)投入使用。 圖22 1號(hào)排水點(diǎn) 圖23 2號(hào)排水點(diǎn) 圖24 3號(hào)排水點(diǎn) 圖25 4號(hào)排水點(diǎn)經(jīng)測(cè)試，投入使用后的4套感應(yīng)自動(dòng)排水系統(tǒng)運(yùn)作正常，能實(shí)現(xiàn)根據(jù)設(shè)定水位自動(dòng)排水和自動(dòng)停止排水功能。2.經(jīng)濟(jì)效益分析（1）活動(dòng)支出4套感應(yīng)自動(dòng)排水系統(tǒng)元器件費(fèi)為180元，投入制作、安裝、調(diào)試人工費(fèi)用600元。共支出費(fèi)用為780元。（2）活動(dòng)前由人工兼職進(jìn)行排水，給予22000元補(bǔ)貼/月?；顒?dòng)效果檢查期（8月10日起）至鞏固期（9月20日止）已停止發(fā)放補(bǔ)貼，節(jié)約補(bǔ)貼費(fèi)用為23000多元。（3）活動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益活動(dòng)收益活動(dòng)支出23000元780元22220元。3.社會(huì)效益分析八、標(biāo)準(zhǔn)化圖26 感應(yīng)自動(dòng)排水系統(tǒng)制作