CN106354165A - 一种电动闸门流量自动调节的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动闸门流量自动调节的方法及装置，属于水利行业闸门量水及测控技术领域。技术方案：包含闸门调控器（1）、通讯接口（2）和变频器（3），闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；还包含闸位传感器（5）、水位传感器（6）和电源（7），分别与闸门调控器（1）连接；所述水位传感器的数量至少一个；所述变频器分别连接电源和闸门减速电机（8）；所述闸门减速电机连接闸门启闭机（9）。本发明的有益效果：通过对闸门速度的调节，利用闸门量水监测参数，根据需求设定值，实现闸门的变频PI调节：高速运行、低速逼近、末端爬行、流量精确，最终实现闸门流量自动、精确调节。

Description

一种电动闸门流量自动调节的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电动闸门流量自动调节的方法及装置，属于水利行业闸门量水及测控技术领域。
背景技术
目前，水利行业中，电动闸门是最常用的水量控制及调节设备，对现有的电动闸门进行量水改造时，由于闸门运行速度较高，仅能实现水量计量，而不能实现流量的自动精确调节，不能随相关渠道的流量或水位进行自动调节，不能根据需求实现闸门流量自动调节，不能实现定时间、定流量、定水量的调节和控制，对农业灌溉各级渠道流量不可以按需精确调节，造成水资源浪费，从而限制了闸门量水的应用。
发明内容
本发明目的是提供一种电动闸门流量自动调节的方法及装置，通过对闸门速度的调节，利用闸门量水监测参数，根据需求设定值，实现闸门的变频PI调节：高速运行、低速逼近、末端爬行、流量精确，最终实现闸门流量自动、精确调节（犹如飞行中的航班：高速巡航，降低速度接近机场，以很低的速度在跑道上精确着陆），解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种电动闸门流量自动调节装置，包含闸门调控器、通讯接口和变频器，闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；
本发明还包括闸位传感器、水位传感器和电源，分别与闸门调控器连接；所述水位传感器的数量至少一个；
所述变频器分别连接电源和闸门减速电机；所述闸门减速电机连接闸门启闭机。
所述闸门调控器、通讯接口和变频器匹配在闸门流量调控箱内；
所述通讯接口是有线通讯网络接口、现地无线网络接口、远程无线通讯网络接口之一或组合。
所述通讯接口连接远程监控计算机，或者连接手持智能设备。
本发明的闸门调控器、通讯接口、变频器、闸位传感器、水位传感器、闸门减速电机、电源、闸门启闭机、远程监控计算机是市面上可见的公知技术。
一种电动闸门流量自动调节的方法，利用上述一种电动闸门流量自动调节装置实现，其步骤为：
①一种电动闸门流量自动调节装置，包含闸门调控器、通讯接口和变频器，闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；
本发明还包括闸位传感器、水位传感器和电源，分别与闸门调控器连接；所述水位传感器的数量至少一个；
所述变频器分别连接电源和闸门减速电机；所述闸门减速电机连接闸门启闭机；
②闸位传感器采集闸位信号，水位传感器采集水位信号，送入闸门调控器，所述闸门调控器，根据闸位、水位自动判断流态，对应量水规范里的相应的公式计算流量，该流量为实际流量，作为调节反馈值；
③通过远程监控计算机或手持智能设备设定电动闸门流量的设定值，将调节反馈值与设定值进行比较，根据比较差值，闸门调控器对闸门进行变频PI调节；
④闸门调控器对闸门进行变频PI调节，根据比较差值。通过分阶段控制变频器转速，实现闸门高速运行、低速逼近、末端爬行、流量精确；所述高速运行，是指加快闸门调节时间；所述低速逼近，是指接近流量设定值时放慢运行速度；所述末端爬行，是指缓慢运行逐渐接近设定值流量，减小超调；所述流量精确，是指进入流量误差范围停止运行，最终将闸门的过闸流量控制在设定值的误差范围内；
⑤对于恒定流量调节模式：预设给定流量的设定值和给定偏差，按照给定偏差自动跟踪调节。
在同一渠道断面设有多孔闸门的情况下，水位传感器的数据可以共享。
所述手持智能设备，包括智能手机或手操器。
对闸门进行变频PI调节，调节方式还包括：根据指令调节、流量变化时的调节、渠道放水开始或结束时的应对调节、闸门上下游水位差不满足量水规范时的应对调节、闸位高于闸前水位时的应对调节。
由闸门调节所实现的渠道供水方式包括：定时间、定流量、定水量供水。
所述电动闸门流量自动调节装置还可以通过通讯接口连接与本闸门所在渠道相关的其它渠道的测流设备。
采用本发明，可以控制闸门在不同运行阶段的升降速度，通过通讯网络给定闸门预期流量，与闸门自身量水系统监测的流量进行比较，控制闸门，使之实现高速运行（加快闸门调节时间）、低速逼近（接近期望流量时放慢运行速度）、末端爬行（缓慢运行逐渐接近期望流量值，减小超调）、流量精确（进入流量误差范围停止运行），最终将闸门的过闸流量控制在期望的误差范围内。
本发明的有益效果：通过对闸门速度的调节，利用闸门量水监测参数，根据需求设定值，实现闸门的变频PI调节：高速运行、低速逼近、末端爬行、流量精确，最终实现闸门流量自动、精确调节（犹如飞行中的航班：高速巡航，降低速度接近机场，以很低的速度在跑道上精确着陆）。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是本发明实施例闸门运行曲线；
图中：闸门调控器1、通讯接口2、变频器3、闸门流量调控箱4、闸位传感器5、水位传感器6、电源7、闸门减速电机8、闸门启闭机9、远程监控计算机10。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
一种电动闸门流量自动调节装置，包含闸门调控器1、通讯接口2和变频器3，闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；
本发明还包括闸位传感器5、水位传感器6和电源7，分别与闸门调控器1连接；所述水位传感器的数量至少一个；
所述变频器分别连接电源和闸门减速电机8；所述闸门减速电机连接闸门启闭机9。
所述闸门调控器、通讯接口和变频器匹配在闸门流量调控箱4内；
所述通讯接口是有线通讯网络接口、现地无线网络接口、远程无线通讯网络接口之一或组合。
所述通讯接口连接远程监控计算机10，或者连接手持智能设备。
一种电动闸门流量自动调节的方法，利用上述一种电动闸门流量自动调节装置实现，其步骤为：
①一种电动闸门流量自动调节装置，包含闸门调控器1、通讯接口2和变频器3，闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；
本发明还包括闸位传感器5、水位传感器6和电源7，分别与闸门调控器1连接；所述水位传感器的数量至少一个；
所述变频器分别连接电源和闸门减速电机8；所述闸门减速电机连接闸门启闭机9；
②闸位传感器5采集闸位信号，水位传感器6采集水位信号，送入闸门调控器1，所述闸门调控器1，根据闸位、水位自动判断流态，对应量水规范里的相应的公式计算流量，该流量为实际流量，作为调节反馈值；
③通过远程监控计算机或手持智能设备设定电动闸门流量的设定值，将调节反馈值与设定值进行比较，根据比较差值，闸门调控器对闸门进行变频PI调节；
④闸门调控器对闸门进行变频PI调节，根据比较差值。通过分阶段控制变频器转速，实现闸门高速运行、低速逼近、末端爬行、流量精确；所述高速运行，是指加快闸门调节时间；所述低速逼近，是指接近流量设定值时放慢运行速度；所述末端爬行，是指缓慢运行逐渐接近设定值流量，减小超调；所述流量精确，是指进入流量误差范围停止运行，最终将闸门的过闸流量控制在设定值的误差范围内；
⑤对于恒定流量调节模式：预设给定流量的设定值和给定偏差，按照给定偏差自动跟踪调节。
在同一渠道断面设有多孔闸门的情况下，水位传感器的数据可以共享。
所述手持智能设备，包括智能手机或手操器。
对闸门进行变频PI调节，调节方式还包括：根据指令调节、流量变化时的调节、渠道放水开始或结束时的应对调节、闸门上下游水位差不满足量水规范时的应对调节、闸位高于闸前水位时的应对调节。
由闸门调节所实现的渠道供水方式包括：定时间、定流量、定水量供水。
所述电动闸门流量自动调节装置还可以通过通讯接口连接与本闸门所在渠道相关的其它渠道的测流设备。

Claims (9)

1.一种电动闸门流量自动调节装置，其特征在于：包含闸门调控器（1）、通讯接口（2）和变频器（3），闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；
还包含闸位传感器（5）、水位传感器（6）和电源（7），分别与闸门调控器（1）连接；所述水位传感器的数量至少一个；
所述变频器分别连接电源和闸门减速电机（8）；所述闸门减速电机连接闸门启闭机（9）。
2.根据权利要求1所述的电动闸门流量自动调节装置，其特征在于：所述闸门调控器、通讯接口和变频器匹配在闸门流量调控箱（4）内。
3.根据权利要求1或2所述的电动闸门流量自动调节装置，其特征在于：所述通讯接口是有线通讯网络接口、现地无线网络接口、远程无线通讯网络接口之一或组合。
4.根据权利要求1或2所述的电动闸门流量自动调节装置，其特征在于：所述通讯接口连接远程监控计算机（10），或者连接手持智能设备。
5.一种电动闸门流量自动调节的方法，其特征在于：利用上述一种电动闸门流量自动调节装置实现，其步骤为：
①一种电动闸门流量自动调节装置，包含闸门调控器（1）、通讯接口（2）和变频器（3），闸门调控器分别连接通讯接口和变频器；
还包括闸位传感器（5）、水位传感器（6）和电源（7），分别与闸门调控器（1）连接；所述水位传感器的数量至少一个；
所述变频器分别连接电源和闸门减速电机（8）；所述闸门减速电机连接闸门启闭机（9）；
②闸位传感器（5）采集闸位信号，水位传感器（6）采集水位信号，送入闸门调控器（1），所述闸门调控器（1），根据闸位、水位自动判断流态，对应量水规范里的相应的公式计算流量，该流量为实际流量，作为调节反馈值；
③通过远程监控计算机或手持智能设备设定电动闸门流量的设定值，将调节反馈值与设定值进行比较，根据比较差值，闸门调控器对闸门进行变频PI调节；
④闸门调控器对闸门进行变频PI调节，根据比较差值；
通过分阶段控制变频器转速，实现闸门高速运行、低速逼近、末端爬行、流量精确；所述高速运行，是指加快闸门调节时间；所述低速逼近，是指接近流量设定值时放慢运行速度；所述末端爬行，是指缓慢运行逐渐接近设定值流量，减小超调；所述流量精确，是指进入流量误差范围停止运行，最终将闸门的过闸流量控制在设定值的误差范围内；
⑤对于恒定流量调节模式：预设给定流量的设定值和给定偏差，按照给定偏差自动跟踪调节。
6.根据权利要求5所述的一种电动闸门流量自动调节的方法，其特征在于：在同一渠道断面设有多孔闸门的情况下，水位传感器的数据可以共享。
7.根据权利要求5所述的一种电动闸门流量自动调节的方法，其特征在于：通过通讯接口连接与本闸门所在渠道相关的其它渠道的测流设备。
8.根据权利要求5所述的一种电动闸门流量自动调节的方法，其特征在于：对闸门进行变频PI调节，调节方式还包括：根据指令调节、流量变化时的调节、渠道放水开始或结束时的应对调节、闸门上下游水位差不满足量水规范时的应对调节、闸位高于闸前水位时的应对调节。
9.根据权利要求5所述的一种电动闸门流量自动调节的方法，其特征在于：由闸门调节所实现的渠道供水方式包括：定时间、定流量、定水量供水。
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