CN213482710U - 一种基于大数据分析的智能闸门系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开是关于一种基于大数据分析的智能闸门系统，涉及水利水电技术领域。钢闸门安装在河道中央用于拦截河道水流；分析控制单元，接收设备状态、河道液位、水质和流量数据，计算输出控制闸门开度，将控制信号发送至钢闸门的电气系统，控制钢闸门开度；水质检测单元，由水质监测传感器和变送器组成，传感器监测水质信息，变送器将水质信息以标准电信号传输给分析控制单元；液位检测单元，由液位监测传感器和变送器组成，传感器监测液位信息，变送器将液位信息以标准电信号传输给分析控制单元。可靠稳定，与传统的闸门控制相比，该系统更佳可靠，系统在个别传感器故障情况下能正常控制钢闸门位置，最大程度下减少错误输入带来的误动作。

Description

一种基于大数据分析的智能闸门系统

技术领域

本实用新型公开涉及水利水电技术领域，尤其涉及一种基于大数据分析的智能闸门系统。

背景技术

现阶段的闸门控制是根据河道液位作为闸门控制的主要输入信息，来控制闸门的开度，使用过程中液位传感器会出现故障，系统运行过程中，如果液位传感器故障，将导致数据输入不准确，导致闸门控制误动作。

鉴于上述问题，需要设计分析控制单元，该分析控制单元能接收除液位之外的多个输入量数据(水质、液位和流量)，并且能够结合历史监测数据计算最佳的闸门控制位置，系统运行过程中如果某一个或多个设备故障的情况下，系统能自动诊断并屏蔽异常信息，计算最佳闸门控制位置，保证系统正常可靠运行。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型公开实施例提供了一种基于大数据分析的智能闸门系统，该系统能根据检测河道的水质、液位和流量信息，结合历史数据，计算最佳的闸门控制位置。所述技术方案如下：

该基于大数据分析的智能闸门系统包括：

钢闸门，安装在河道中央用于拦截河道水流；

分析控制单元，接收设备状态、河道液位、水质和流量数据，计算输出控制闸门开度，将控制信号发送至钢闸门的电气系统，控制钢闸门开度；

水质检测单元，由水质监测传感器和变送器组成，传感器监测水质信息，变送器将水质信息以标准电信号传输给分析控制单元；

液位检测单元，由液位监测传感器和变送器组成，传感器监测液位信息，变送器将液位信息以标准电信号传输给分析控制单元；

流量检测单元，由流量监测传感器和变送器组成，传感器监测河道流量信息，变送器将流量信息以标准电信号传输给分析控制单元。

在一个实施例中，所述钢闸门设置有提升机构，所述提升机构上安装轴承，所述轴承上活动安装有齿轮，所述齿轮通过钢索与闸门本体活动连接，所述闸门本体插接在所述提升机构的下部。

在一个实施例中，所述电气系统包括对齿轮的正反转进行驱动的马达，所述马达连接对其进行正反转运行控制的电气元件。

在一个实施例中，所述分析控制单元设置有中央处理器；

信号调理输入模块，与所述中央处理器相连接，用于接收设备状态、河道液位、水质和流量数据，控制算法计算输出控制闸门开度；

控制单元，与所述中央处理器相连接，将控制信号发送至钢闸门电气系统，控制闸门开度。

本实用新型公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

第一、可靠稳定，与传统的闸门控制相比，该系统更佳可靠，系统在个别传感器故障情况下能正常控制钢闸门位置，最大程度下减少错误输入带来的误动作；

第二、先进性强，该系统结合历史数据信息、水质、液位和流量信息，并且自带系统诊断功能，实现钢闸门的最佳位置控制计算，可以让系统运行更佳稳定和高效。

当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本实用新型提供的基于大数据分析的智能闸门系统的手动控制原理图。

图2是本实用新型提供的基于大数据分析的智能闸门系统的自动控制原理图。

图3是本实用新型提供的基于大数据分析的智能闸门系统图。

图4是本实用新型提供的钢闸门的结构示意图。

图5是本实用新型提供的分析控制单元的电气原理图。

附图标记：

1、钢闸门；1-1、闸门本体；1-2、提升机构；1-3、轴承；1-4、齿轮；2、分析控制单元；3、水质检测单元；4、液位检测单元；5、流量检测单元。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本实用新型所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

该基于大数据分析的智能闸门系统包括钢闸门1、分析控制单元2、水质检测单元3、液位检测单元4和流量检测单元5。

所述钢闸门1安装在河道中央用于拦截河道水流，所述钢闸门1包括闸门本体1-1，闸门本体1-1活动安装在提升机构1-2上，所述提升机构1-2通过轴承1-3、齿轮1-4连接安装，提升机构1-2通过马达进行高度的调节，马达通过电气元件进行正反转的运行控制。钢闸门1作为控制系统的输入和输出，作为输入时，为控制单元提供钢闸门1的位置、运行、故障信息，作为输出时，接收控制单元给定位置信息，将钢闸门1提升或下降至指定的位置。

所述分析控制单元2设置有中央处理器CPU；

信号调理输入模块，与所述中央处理器相连接，用于接收设备状态、河道液位、水质和流量数据，控制算法计算输出控制闸门开度；

控制单元，与所述中央处理器相连接，将控制信号发送至钢闸门1的电气系统，控制闸门开度。

信号调理输入模块包括DI模块、DO模块、AI模块和AO模块，控制单元包括信号隔离器和继电器。控制单元集成数据通信接口和标准协议，提供第三方系统(DCS或SCADA)接入，控制算法监测和诊断系统运行信息，在必要情况下报警输出或紧急停止保护系统设备。

所述水质检测单元3、液位检测单元4和流量检测单元5由一系列水质监测传感器、液位传感器和流量传感器及其变送器组成，水质仪表、液位和流量仪表按要求按照在河道特定位置，检测河道水质、液位和流量信息，其变送器将监测信息以标准电信号方式传送至分析控制单元2。传感器监测水质、液位和流量信息，变送器将水质、液位和流量信息以标准电信号传输给分析控制单元2，分析控制单元2结合采集历史数据信息，分析判断当前河道水情，计算控制钢闸门1开度，并将控制信息通过输出模块给到钢闸门1的电气系统，钢闸门1的电气系统控制钢闸门1动作(提升或下降)。

所述水质检测单元3由一系列水质监测传感器和变送器组成，传感器监测水质信息，变送器将水质信息以标准电信号传输给分析控制单元2；

所述液位检测单元4由一系列液位监测传感器和变送器组成，传感器监测液位信息，变送器将液位信息以标准电信号传输给分析控制单元2；

所述流量检测单元5由一系列流量监测传感器和变送器组成，传感器监测河道流量信息，变送器将流量信息以标准电信号传输给分析控制单元2；

该基于大数据分析的智能闸门系统手动或自动运行，集成统计接口和标准协议，对于实现钢闸门1可靠高效控制具有重要的意义。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种基于大数据分析的智能闸门系统，其特征在于，该基于大数据分析的智能闸门系统包括：

钢闸门，安装在河道中央用于拦截河道水流；

分析控制单元，接收设备状态、河道液位、水质和流量数据，计算输出控制闸门开度，将控制信号发送至钢闸门的电气系统，控制钢闸门开度；

水质检测单元，由水质监测传感器和变送器组成，传感器监测水质信息，变送器将水质信息以标准电信号传输给分析控制单元；

液位检测单元，由液位监测传感器和变送器组成，传感器监测液位信息，变送器将液位信息以标准电信号传输给分析控制单元；

流量检测单元，由流量监测传感器和变送器组成，传感器监测河道流量信息，变送器将流量信息以标准电信号传输给分析控制单元。

2.根据权利要求1所述的基于大数据分析的智能闸门系统，其特征在于，所述钢闸门设置有提升机构，所述提升机构上安装轴承，所述轴承上活动安装有齿轮，所述齿轮通过钢索与闸门本体活动连接，所述闸门本体插接在所述提升机构的下部。

3.根据权利要求1所述的基于大数据分析的智能闸门系统，其特征在于，所述电气系统包括对齿轮的正反转进行驱动的马达，所述马达连接对其进行正反转运行控制的电气元件。

4.根据权利要求1所述的基于大数据分析的智能闸门系统，其特征在于，所述分析控制单元设置有中央处理器；

信号调理输入模块，与所述中央处理器相连接，用于接收设备状态、河道液位、水质和流量数据，控制算法计算输出控制闸门开度；

控制单元，与所述中央处理器相连接，将控制信号发送至钢闸门电气系统，控制闸门开度。

Images