CN210036870U - 一种高水头船闸水位计自动校准系统 - Google Patents

一种高水头船闸水位计自动校准系统 Download PDF

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李乐新
杨珏
杨冰
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王靖
唐念
覃露
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陈程
江涛
许鹏飞
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Abstract

一种高水头船闸水位计自动校准系统，包括PLC控制器；工控上位机；位于四个水位点9支水位计，分别为：设置在A闸门外/基点的第一水位计、第二水位计、第三水位计；设置在闸室A侧的第四水位计、第五水位计；设置在闸室B侧的第六水位计、第七水位计；设置在B闸门外的第八水位计、第九水位计；所述水位计均连接PLC控制器。所述水位计的传感器，用于将瞬时水位数据传输给PLC控制器；所述PLC控制器用于将数据进行处理，运算出各水位点的校正值，然后通过修改水位计零点参数，对所述水位计进行校准。该系统大大提高了船闸水位计读数的准确性和可靠性，实现了提高船闸设备系统运行安全和通航效率的目的，并为船闸行业水位计自动化控制研究提供了思路和方向。

Description

一种高水头船闸水位计自动校准系统
技术领域
本实用新型涉及船闸设备自动化运行控制领域，具体涉及一种高水头船闸水位计自动校准系统。
背景技术
在许多船闸控制系统中，水平信号是船闸控制工艺流程中最重要的一环，是确保船闸正常运行的重要条件。尤其是在高水头船闸中如果水平信号出现问题则会影响闸门的正常运行，导致船闸运行中断，引起强拉门、机械过载等故障，甚至会对门体的机械结构造成严重损坏。
在长期使用过程中，船闸常用的压力式水位计会出现零点漂移的现象，若不及时处理，零点漂移现象会愈加严重，导致水位计读数严重失真，使得水位计水平信号失真，影响船闸正常运行。
目前，对于水位计校准大多数船闸采用的是人工整定的的方式，定期对发生零点漂移的水位计进行参数调整。然而人工整定的周期并不能完全切合水位计零点漂移的时间，并且人工整定一般为水位计瞬时值校准，易受水位、冲砂、船舶进出闸、船闸充泄水、往复流等诸多随机性变化因素的影响，船闸长期采用水位计瞬时值校准易出现人为累计误差，导致校准结果产生较大偏差，影响船闸控制效果。
因此，有必要对水位计自动校准进行研究，实现船闸水位计自动校准，提高船闸自动化控制水平。
发明内容
为了解决现有船闸控制技术中，水位计时常发生零点漂移，导致水位计读数失真影响船闸正常运行的问题。本实用新型提供一种高水头船闸水位计自动校准系统，通过一套水位计布置方式，对水位计的零点漂移进行自动修正。本实用新型的自动校准系统，形成闭环控制回路，实现对船闸水位计的自动校准，且校准后的水位计能长时间保持在允许范围内，校准效果不受水工建筑、水位、调峰、船舶进出闸、船闸充泄水、往复流等诸多随机性变化因素的影响。
本实用新型采取的技术方案为：
一种高水头船闸水位计自动校准系统，包括：
PLC控制器；
工控上位机；
位于四个水位点9支水位计，分别为：
设置在A闸门外/基点的第一水位计、第二水位计、第三水位计；
设置在闸室A侧的第四水位计、第五水位计；
设置在闸室B侧的第六水位计、第七水位计；
设置在B闸门外的第八水位计、第九水位计；
所述水位计均连接PLC控制器。
所述水位计的传感器，用于将瞬时水位数据传输给PLC控制器；所述PLC控制器用于将数据进行处理，运算出各水位点的校正值，然后通过修改水位计零点参数，对所述水位计进行校准。
PLC控制器分别连接工控上位机、触摸屏。
本实用新型一种高水头船闸水位计自动校准系统，技术效果如下：
该系统通过一套水位计布置方式，对水位计的零点漂移进行自动修正，替代船闸行业公知的普遍采取的人工校准和水位计瞬时值校准方法，本实用新型自动校准系统巧妙地回避了水工建筑、水位、调峰、船舶进出闸、船闸充泄水、往复流等诸多随机性变化因素对水位计校准的影响，大大提高了船闸水位计读数的准确性和可靠性，实现了提高船闸设备系统运行安全和通航效率的目的，并为船闸行业水位计自动化控制研究提供了思路和方向。
本实用新型系统实现对船闸水位计的直接实时控制，且校准后的水位计能长时间保持在允许范围内，校准精度不受船闸水工建筑、水位、调峰、船舶进出闸、船闸充泄水、往复流等诸多随机性变化因素的影响，船闸水位计自动化控制效果显著。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电控系统框图。
其中：1-第一水位计，2-第二水位计，3-第三水位计，4-第四水位计，5-第五水位计，6-第六水位计，7-第七水位计，8-第八水位计，9-第九水位计，10-A闸门，11-B闸门，12-PLC控制器，13-工控上位机，14-触摸屏。
具体实施方式
如图1所示，一种高水头船闸水位计自动校准系统，包括：
PLC控制器；
工控上位机；
位于四个水位点9支水位计，分别为：
设置在A闸门外/基点的第一水位计、第二水位计、第三水位计；
设置在闸室A侧的第四水位计、第五水位计；
设置在闸室B侧的第六水位计、第七水位计；
设置在B闸门外的第八水位计、第九水位计；
所述水位计均连接PLC控制器。
所述水位计的传感器，用于将瞬时水位数据传输给PLC控制器；所述PLC控制器用于将数据进行处理，运算出各水位点的校正值，然后通过修改水位计零点参数，对所述水位计进行校准。
PLC控制器分别连接工控上位机、触摸屏。
水位计均为压力式水位计，型号为Druck PTX1830。
PLC控制器12型号为施耐德140CPU67160，用于将数据进行处理，运算出各水位点的校正值，然后通过修改水位计零点参数，对所述水位计进行校准。
工控上位机13型号为惠普HP Z600，用于水位计读值的监控和修改。
触摸屏14型号为施耐德XBTGT5330，用于水位计读值的监控和修改。
一种高水头船闸水位计自动校准方法，包括以下步骤：
步骤1)：以A闸门10开终限位信号触发为自动校准起始的初始条件，水位计实时传送采集值给PLC控制器12，PLC控制器12按区间运算出A闸门外即基点水位区间平均值、闸室A侧水位区间平均值，PLC控制器12通过阀值F比较得出基点有效区间平均值、闸室A侧有效区间平均值，有效水位区间平均值后一区间覆盖前一区间，直至A闸门10关门信号触发储存备用。
步骤2)：当A闸门10关门信号触发时，PLC控制器12读取基点三支水位计：第一、二、三水位计瞬时值进行两两校准，判断基点数值可用性，若判断基点数值不可用，则回到自动校准流程起点；若判断基点数值可用，PLC控制器12将步骤1储存的相同区间的基点有效区间平均值和闸室A侧有效区间平均值进行计算，得到闸室A侧校正值储存备用。
步骤3)：当B闸门11开终限位信号触发时，PLC控制器12读取水位计四、五、六、七、八、九的瞬时值，按区间运算出对应水位区间平均值，通过阀值F比较后得出闸室A侧、闸室B侧和B闸门外有效水位区间平均值，有效水位区间平均值后一区间覆盖前一区间，直至B闸门11关门信号触发储存备用。
步骤4)：当B闸门11关门信号触发时，PLC控制器12将步骤3储存的相同区间的闸室A侧和闸室B侧有效水位区间平均值计算，得到闸室B侧校正值，将相同区间的闸室B侧和B闸门外有效水位区间平均值与闸室B侧校正值计算，得到B闸门外校正值。并根据水位计零点校准公式，对闸室A侧、闸室B侧和B闸门外三个水位点整体赋值进行校准，完成整个水位计校准流程。

Claims (3)

1.一种高水头船闸水位计自动校准系统，其特征在于包括：
PLC控制器（12）；
工控上位机（13）；
位于四个水位点9支水位计，分别为：
设置在A闸门外的第一水位计（1）、第二水位计（2）、第三水位计（3）；
设置在闸室A侧的第四水位计（4）、第五水位计（5）；
设置在闸室B侧的第六水位计（6）、第七水位计（7）；
设置在B闸门外的第八水位计（8）、第九水位计（9）；
所述水位计均连接PLC控制器（12）。
2.根据权利要求1所述一种高水头船闸水位计自动校准系统，其特征在于：所述水位计的传感器，用于将瞬时水位数据传输给PLC控制器（12）；
所述PLC控制器（12）用于将数据进行处理，运算出各水位点的校正值，然后通过修改水位计零点参数，对所述水位计进行校准。
3.根据权利要求1所述一种高水头船闸水位计自动校准系统，其特征在于：
PLC控制器（12）分别连接工控上位机（13）、触摸屏（14）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111896079A (zh) * 2020-07-31 2020-11-06 长江三峡通航管理局 多级船闸闸室水位监测系统

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