CN106052611A - 一种闸门开度监测仪及其控制方法 - Google Patents

一种闸门开度监测仪及其控制方法 Download PDF

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路皓阳
胡育松
宁宇
袁参
赵启程
齐世平
邱轶清
牛志伟
郑志
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Abstract

本发明公开一种闸门开度监测仪，包括位移传感器、PLC控制器和显示装置，所述位移传感器位于闸门拐臂上，用于采集所述闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器，所述PLC控制器与所述位移传感器连接，用于接收所述闸门的转动半径和转动角度，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度；所述显示装置与所述PLC控制器连接，用于将所述计算结果传输给所述显示装置并显示；还包括一种闸门开度监测仪的控制方法。本发明的一种闸门开度监测仪及其控制方法，频率响应快，动作准确可靠、结构简单、安装方便、调试简单和抗干扰能力强从而提升产品使用寿命。

Description

一种闸门开度监测仪及其控制方法
技术领域
本发明涉及闸门控制领域，特别是涉及一种闸门开度监测仪及其控制方法。
背景技术
闸门是装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要组成部分。在水闸工程中，闸门是主体部分，常占挡水面积的大部。
由于冬天气温过低，现有的开度监测仪不能满足反调节水库低温状态下安全稳定运行，而且调试困难、准确度有待考量，可见，提供一种准确可靠、结构简单、安装和调试方便的闸门开度监测仪是目前急需解决的问题之一。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供了一种动作准确可靠、结构简单、安装方便和调试简单的闸门开度监测仪。
本发明的一种闸门开度监测仪，包括位移传感器、PLC控制器和显示装置，所述位移传感器位于闸门拐臂上，用于采集所述闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器，所述PLC控制器与所述位移传感器连接，用于接收所述闸门的转动半径和转动角度，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度；所述显示装置与所述PLC控制器连接，用于将所述计算结果传输给所述显示装置并显示。
本发明的一种闸门开度监测仪还可以是：
所述位移传感器内设有温度补偿单元，所述温度补偿单元用于对所述位移传感器进行温度补偿。
所述位移传感器通过电缆与所述PLC控制器连接。
所述显示装置通过有线和/或无线方式与所述PLC控制器连接。
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是还提供了一种动作准确可靠、结构简单、安装方便和调试简单的闸门开度监测仪的控制方法。
本发明的一种闸门开度监测仪的控制方法，包括通过位移传感器采集闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器；所述PLC控制器接收所述闸门的转动半径和转动角度信息，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度，并将计算结果传输给显示装置；通过所述显示装置显示所述计算结果。
本发明的一种闸门开度监测仪的控制方法还可以是：
在通过位移传感器采集闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器之前，包括通过温度补偿单元对所述位移传感器进行温度补偿。
根据所述闸门转动半径和转动角度计算所述闸门升起高度的关系公式如下：
H＝R*sin30°-R*sin(30°-θ)；
其中，H是闸门升起高度，R为闸门转动半径，θ为测量角度。
所述闸门开度监测仪工作温度为：-40℃～+85℃。
所述显示装置通过有线和/或无线方式与所述PLC控制器连接。
本发明的一种闸门开度监测仪及其控制方法，通过位移传感器采集闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器；所述PLC控制器接收所述闸门的转动半径和转动角度信息，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度，并将计算结果传输给显示装置；通过所述显示装置显示所述计算结果。这样，通过位移传感器采集闸门的半径和角度等信号，并将该信号传输给PLC控制器进行计算，并将计算结果传输给显示装置，最终通过该显示装置显示给工作人员，工作人员可以更便捷直观的了解闸门的高度以及后续的工作。相对现有技术而言，本发明的一种闸门开度监测仪及其控制方法，动作准确可靠、结构简单、安装方便和调试简单，有利于用户体验。
附图说明
图1是本发明的闸门开度监测仪的结构示意图。
图2是本发明的闸门开度监测仪的另一结构示意图。
图3是本发明的闸门开度监测仪的控制方法的流程示意图。
图4是本发明的闸门开度监测仪的控制方法的另一流程示意图。
图号说明
1…位移传感器 2…PLC控制器 3…显示装置
4…温度补偿单元
具体实施方式
下面结合附图的图1至图4对本发明的一种闸门开度监测仪及其控制方法作进一步详细说明。
本发明的一种闸门开度监测仪，请参考图1-4，包括位移传感器1、PLC控制器2和显示装置3，所述位移传感器1位于闸门拐臂上，用于采集所述闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器2，所述PLC控制器2与所述位移传感器1连接，用于接收所述闸门的转动半径和转动角度，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度；所述显示装置3与所述PLC控制器2连接，用于将所述计算结果传输给所述显示装置3并显示。这样，通过位移传感器1采集闸门的半径和角度等信号，并将该信号传输给PLC控制器2进行计算，并将计算结果传输给显示装置3，最终通过显示装置3显示给工作人员，工作人员可以更便捷的了解闸门的高度以及后续的工作。相对现有技术而言，本发明的一种闸门开度监测仪及其控制方法，动作准确可靠、结构简单、安装方便和调试简单，有利于用户体验。
本发明的一种闸门开度监测仪，请参考图1-4，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述位移传感器1内设有温度补偿单元4，所述温度补偿单元4用于对所述位移传感器1进行温度补偿。这样，电子元器件通常都有一定的温度系数，其输出信号会随温度变化而漂移，称为“温漂”，为了减小温漂，采用一些补偿措施在一定程度上抵消或减小位移传感器1输出的温漂，这就是温度补偿，一般常用来消除温度变化对流量测量的影响。因此，位移传感器1内设置温度补偿单元4，可以进一步的保证采集数据的准确性。还可以是：所述位移传感器1通过电缆与所述PLC控制器2连接。还可以是：所述显示装置3通过有线和/或无线方式与所述PLC控制器2连接。这样，通过有线、无线或蓝牙等连接方式连接所述显示装置3和PLC控制器2，可以有效提高数据的传输。
本发明的一种闸门开度监测仪的控制方法，请参考图1-4，包括：
S1、通过位移传感器采集闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器；
上述步骤中，具体可以是：通过位移传感器来采集闸门的半径、角度和温度等变量信号并传输给PLC控制器，之后根据变量信号在PLC控制器中进行计算。
S2、所述PLC控制器接收所述闸门的转动半径和转动角度信息，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度，并将计算结果传输给显示装置；
将上述S1采集的变量信号传输给PLC控制器，PLC控制器根据所述变量信号进行计算闸门升起的高度。
S3、通过所述显示装置显示所述计算结果。
将S2中的闸门升起高度的计算结果发送给显示装置，并进行显示。用户可以更直观的了解到闸门所升起的高度以及根据高度信息判断水库水量的流量等信息。
本发明的一种闸门开度监测仪的控制方法，请参考图1-4，在前面描述的技术方案的基础上进行优化，在S1之前包括：通过温度补偿单元对所述位移传感器进行温度补偿。将S2、所述PLC控制器接收所述闸门的转动半径和转动角度信息，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度，并将计算结果传输给显示装置包括：根据所述闸门转动半径和转动角度计算所述闸门升起高度的关系公式如下：H＝R*sin30°-R*sin(30°-θ)；其中，H是闸门升起高度，R为闸门转动半径，θ为测量角度。，优化后的所述闸门开度检测仪的控制方法包括：
S0、通过温度补偿单元对所述位移传感器进行温度补偿。
这样，电子元器件通常都有一定的温度系数，其输出信号会随温度变化而漂移，称为“温漂”，为了减小温漂，采用一些补偿措施在一定程度上抵消或减小位移传感器1输出的温漂，这就是温度补偿，一般常用来消除温度变化对流量测量的影响。因此，位移传感器1内设置温度补偿单元4，可以进一步的保证采集数据的准确性和延长位移传感器的使用寿命。
S1、通过位移传感器采集闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器；例如：位移传感器采集的闸门的转动半径为1，转动角度为2°，将采集的数据传输给PLC控制器。
S2、所述PLC控制器接收所述闸门的转动半径和转动角度信息，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度，并将计算结果传输给显示装置；
根据所述闸门转动半径和测量角度计算所述闸门升起高度的关系公式如下：
H＝R*sin30°-R*sin(30°-θ)；
其中，H是闸门升起高度，R为闸门转动半径，θ为测量角度。
例如：PLC控制器接收采集的闸门转动半径和转动角度，并根据所述数据进行计算；位移传感器分别位于闸门的拐臂上，假设位移传感器输出电流值为AI0016，将电流值AI0016传输给PLC控制器并转换为PLC内部计算值，转换后的值为R01001，R01001转换后为1100；测量角度公式为θ＝(n-64)/538；1100-64＝1036；1036/538＝1.92°，1.92°约等于2°，测量角度为2°，假设半径值为1mm,然后根据H＝R*sin30°-R*sin(30°-θ)公式进行计算，30°-2°＝28°；Sin28°＝0.47；1*0.47＝0.47，那么闸门升起的高度H＝1*0.5-0.47＝0.03mm；从而计算出闸门升起的高度，之后也可以根据闸门的升起高度判断水库供水要求等信息，假设为保证下游供水要求，流量必须达到161m3/s,但目前流量在120m3/s，应再继续打开闸门使流量达到161m3/s为止。可以更直观的方便工作人员进行水位流量的控制。另外，右位移传感器与左位移传感器计算方法相同。
S3、通过所述显示装置显示所述计算结果。
进一步的优选方案是：所述闸门开度监测仪工作温度为：-40℃～+85℃。这样，可以满足反调节水库的低温状态，保证了下池反调节水库在冬季-40℃的环境下安全稳定运行。还可以是：所述显示装置通过有线和/或无线与所述PLC控制器连接。这样，通过有线、无线或蓝牙等连接方式连接所述显示装置和PLC控制器，可以有效提高数据的传输。
本发明的一种闸门开度监测仪的控制方法，通过位移传感器1采集闸门的半径和角度等信号，并将该信号传输给PLC控制器进行计算，并将计算结构传输给显示装置，最终通过显示装置显示给工作人员，工作人员可以更便捷的了解闸门的高度以及后续的工作。相对现有技术而言，本发明的一种闸门开度监测仪的控制方法，动作准确可靠、结构简单、安装方便和调试简单，有利于用户体验。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种闸门开度监测仪，其特征在于：包括位移传感器、PLC控制器和显示装置，所述位移传感器位于闸门拐臂上，用于采集所述闸门的转动半径和转动角度并传输给PLC控制器，所述PLC控制器与所述位移传感器连接，用于接收所述闸门的转动半径和转动角度，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度；所述显示装置与所述PLC控制器连接，用于将所述计算结果传输给所述显示装置并显示。
2.根据权利要求1所述的闸门开度监测仪，其特征在于：所述位移传感器内设有温度补偿单元，所述温度补偿单元用于对所述位移传感器进行温度补偿。
3.根据权利要求1所述的闸门开度监测仪，其特征在于：所述位移传感器通过电缆与所述PLC控制器连接。
4.根据权利要求1所述的闸门开度监测仪，其特征在于：所述显示装置通过有线和/或无线方式与所述PLC控制器连接。
5.一种闸门开度监测仪的控制方法，其特征在于：包括
S1、通过位移传感器采集闸门的转动半径和转动角度，并传输给PLC控制器；
S2、所述PLC控制器接收所述闸门的转动半径和转动角度信息，并根据所述转动半径和转动角度计算所述闸门升起的高度，并将计算结果传输给显示装置；
S3、通过所述显示装置显示所述计算结果。
6.根据权利要求5所述的闸门开度监测仪的控制方法，其特征在于，在S1之前包括：通过温度补偿单元对所述位移传感器进行温度补偿。
7.根据权利要求5所述的闸门开度监测仪的控制方法，其特征在于，S2包括：根据所述闸门转动半径和转动角度计算所述闸门升起高度的关系公式如下：
H＝R*sin30°-R*sin(30°-θ)；
其中，H是闸门升起高度，R为闸门转动半径，θ为测量角度。
8.根据权利要求5所述的闸门开度监测仪的控制方法，其特征在于：所述闸门开度监测仪工作温度为：-40℃～+85℃。
9.根据权利要求5所述的闸门开度监测仪的控制方法，其特征在于：所述显示装置通过有线和/或无线方式与所述PLC控制器连接。
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