CN217974245U - 一种可远程控制的干渠直开口闸门装置 - Google Patents

Abstract

一种可远程控制的干渠直开口闸门装置,包括了干渠直开口、驱动电机、控制柜和供电装置，驱动电机、控制柜和供电装置固定设置在干渠直开口所在的干渠坝体顶部；干渠直开口上设置有启闭闸门、提升螺杆和提升机构；驱动电机与提升机构固定配置安装，驱动电机的输出轴与提升机构的动力轴固定连接；控制柜中设置有PLC控制系统、操控屏、网关和传感器，PLC控制器系统上设置有通讯模块、数据采集模块和电机控制模块，操控屏与PLC控制器系统数据连接，通讯模块数据传输连接网关，电机控制模块控制连接驱动电机，数据采集模块信号连接传感器；供电装置供电连接驱动电机和控制柜。有益效果在于：改造简单，整个装置可以独立供电运行和远程控制作业。

Description

一种可远程控制的干渠直开口闸门装置

技术领域

本实用新型属于水利工程技术领域，具体涉及干渠直开口闸门的远程控制启闭装置。

背景技术

水利干渠通过沿渠道设置闸门进行水流大小的控制和分配。随着智能技术的发展，新的水利干渠在建设过程中，通常利用启闭机和闸门一体化设备，实现闸门开闭的自动化控制技术，不但更利于远程控制作业，而且操控方便，节省了大量的人力作业。然而，我国多年前建设的水利工程干渠，大部分干渠直开口均是采用人力手摇的方式进行启闭控制，数量庞大，为了降低夜间作业存在的安全隐患，启闭作业一般安排在白天进行，不但耗费人力和财力，而且效率低，不能做到及时对干渠闸门进行控制。然而，干渠闸口分布面积广，多数远离居民区，存在不具备电力配置条件的困难，并且其控制开闭结构简单，无法通过精确闸门开口大小对水流量进行控制。要想使用新建可远程控制的启闭机闸门机构，需要对原来的人力闸门和八字口进行完全拆除和重建，不但耗资巨大，而且需要停水后进行施工作业。

将人工作业的传统干渠直开口闸门结构改造为可由网络平台远程启闭并精确定位的闸门，不但可以提高干渠的运营效率，而且可以大幅度节省人工成本，消除人工作业的安全隐患，是未来发展的必然趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决对现有人工作业的传统干渠直开口闸门结构进行远程控制作业改造，耗资大、困难多，无法实现精准控制的问题，提供一种在原有干渠直开口闸门结构上配置驱动机构以及智能控制机构，利用太阳能供电系统进行供电配置，使干渠直开口闸门实现远程控制作业的干渠直开口闸门装置。

为了实现上述目的，本实用新型可远程控制的干渠直开口闸门装置所采用的技术方案，包括了干渠直开口、驱动电机、控制柜和供电装置，驱动电机、控制柜和供电装置固定设置在干渠直开口所在的干渠坝体顶部；所述干渠直开口为八字形直开口结构，开口结构上设置安装有沿垂直方向活动的启闭闸门，启闭闸门沿垂直方向配置安装有从干渠坝体顶部伸出的提升螺杆，干渠坝体顶部固定设置有与提升螺杆传动配置安装的提升机构；所述驱动电机与提升机构固定配置安装，驱动电机的输出轴与提升机构的动力轴固定连接；所述控制柜中设置有PLC控制系统、操控屏、网关和传感器，PLC控制器系统上设置有通讯模块、数据采集模块和电机控制模块，操控屏与PLC控制器系统数据连接，通讯模块数据传输连接网关，电机控制模块控制连接驱动电机，数据采集模块信号连接传感器；所述供电装置供电连接驱动电机和控制柜。

所述驱动电机采用伺服驱动电机，其上设置有伺服驱动器，驱动电机通过伺服驱动器与电机控制模块控制连接。

所述控制柜上的操控屏采用触控屏结构，触控输入调节PLC控制系统参数。

所述网关采用4G网关。

所述传感器包括了水位传感器和启闭闸门位置传感器，水位传感器固定配置设置在干渠直开口上，启闭闸门位置传感器与提升螺杆配置设置。

所述供电装置由太阳能板、充放电控制器和蓄电池组成，太阳能板供电连接充放电控制器，蓄电池充放电连接充放电控制器；供电装置通过充放电控制器供电连接驱动电机和控制柜。

所述供电装置的蓄电池采用锂电池组结构。

本实用新型的有益效果在于：整个装置在原干渠直开口闸门结构上即可完成安装实施，无需人工值守作业，节省人工，改造成本低。通过太阳能供电装置可以实现每个干渠直开口闸门装置的独立供电，解决了野外环境电力配置的问题；通过PLC控制系统与伺服电机的配置可以实现启闭闸门的自动化控制；通过PLC控制系统与传感器的信号数据配置可以实现启闭闸门的精准控制作业；通过PLC控制系统与4G网关的配置，可以实现启闭闸门远程控制作业；通过PLC控制系统和操控屏的配置，可在现场进行闸门启闭进行校准、故障复位等操作。

附图说明

附图1为本实用新型的整体结构示意图；

附图2为本实用新型的正面结构示意图；

附图3为本实用新型的控制系统结构示意图；

附图中：干渠直开口1、启闭闸门11、提升螺杆12、提升机构13、驱动电机2、伺服驱动器21、控制柜3、PLC控制系统31、通讯模块311、数据采集模块312、电机控制模块313、操控屏32、网关33、传感器34、供电装置 4、太阳能板41、充放电控制器42、蓄电池43。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案结合附图1-3与实施例进行详细的描述。

实施例1

本实用新型可远程控制的干渠直开口闸门装置在传统干渠直开口闸门结构上的改造方式。

附图1和2中的干渠直开口1即为传统的干渠直开口闸门结构，干渠坝体上的干渠直开口1为八字形直开口结构，开口结构上设置安装有沿垂直方向活动的启闭闸门11，启闭闸门11沿垂直方向配置安装有从干渠坝体顶部伸出的提升螺杆12，干渠坝体顶部固定设置有与提升螺杆12传动配置安装的提升机构13。传统的启闭闸门11控制作业方式是通过人工手摇控制操作提升机构13，通过提升螺杆12将启闭闸门11提起或放下，通过启闭闸门11 的提升高度控制干渠直开口1的水流量。

经过本实用新型改造后，在提升机构13上配置安装了驱动电机2，驱动电机2的输出轴与提升机构13的动力轴固定连接，采用伺服电机控制提升机构13作业，从而控制提升螺杆12作业控制启闭闸门11。并且驱动电机2通过控制柜3控制作业，控制柜3中设置有PLC控制系统31、操控屏32、网关 33和传感器34，PLC控制器系统31上设置有通讯模块311、数据采集模块 312和电机控制模块313，操控屏32与PLC控制器系统31数据连接，通讯模块311数据传输连接网关33，电机控制模块313控制连接驱动电机2，数据采集模块312信号连接传感器34。控制柜3利用数据采集模块312通过传感器34监测启闭闸门11的启闭状态数据；通过电机控制模块313控制驱动电机2进行启闭闸门11的启闭作业；通过通讯模块311和网关33的配置接受控制作业信号和反馈启闭闸门11的启闭状态数据，远程对启闭闸门11进行控制作业；同时设置的操控屏32可以人工手动控制启闭闸门11作业和调节 PLC控制系统31的作业参数，从而保证启闭闸门11的正常作业。整个系统装置通过供电装置4进行供电作业，供电装置4由太阳能板41、充放电控制器42和蓄电池43组成，太阳能板41供电连接充放电控制器42，蓄电池43 充放电连接充放电控制器42；供电装置4通过充放电控制器42供电连接驱动电机2和控制柜3，从而提供驱动电机2、PLC控制系统31、操控屏32、网关33和传感器34等用电设备所需的电力。

实施例2

结合附图1-3所示，本实用新型可远程控制的干渠直开口闸门装置的远程控制运行原理及过程。

1)闸门的启闭作业：水利运维部门，通过设置在控制中心的远程控制平台对沿干渠设置的干渠直开口闸门装置进行开启或关闭作业，发送开启或关闭信号到指定干渠直开口闸门装置上，干渠直开口闸门装置通过4G网关接受信号，然后PLC控制系统31相应作业，发送指令启动驱动电机2作业，驱动电机2带动提升机构13作业，操控提升螺杆12向上提升启闭闸门11，使干渠直开口1打开，或向下运动使干渠直开口1关闭。

2)水流量控制作业：干渠直开口闸门装置通过传感器34可以实时对干渠直开口1的开启程度和水流量进行监测，并且利用4G网关将监控数据传送到控制中心的远程控制平台上，远程控制平台可以根据干渠直开口1的开启程度和水流量，通过远程控制启闭闸门11完成作业目标。

Claims (7)

1.一种可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：包括了干渠直开口(1)、驱动电机(2)、控制柜(3)和供电装置(4)，驱动电机(2)、控制柜(3)和供电装置(4)固定设置在干渠直开口(1)所在的干渠坝体顶部；所述干渠直开口(1)为八字形直开口结构，开口结构上设置安装有沿垂直方向活动的启闭闸门(11)，启闭闸门(11)沿垂直方向配置安装有从干渠坝体顶部伸出的提升螺杆(12)，干渠坝体顶部固定设置有与提升螺杆(12)传动配置安装的提升机构(13)；所述驱动电机(2)与提升机构(13)固定配置安装，驱动电机(2)的输出轴与提升机构(13)的动力轴固定连接；所述控制柜(3)中设置有PLC控制系统(31)、操控屏(32)、网关(33)和传感器(34)，PLC控制器系统(31)上设置有通讯模块(311)、数据采集模块(312)和电机控制模块(313)，操控屏(32)与PLC控制器系统(31)数据连接，通讯模块(311)数据传输连接网关(33)，电机控制模块(313)控制连接驱动电机(2)，数据采集模块(312)信号连接传感器(34)；所述供电装置(4)供电连接驱动电机(2)和控制柜(3)。

2.如权利要求1所述的可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：所述驱动电机(2)采用伺服驱动电机，其上设置有伺服驱动器(21)，驱动电机(2)通过伺服驱动器(21)与电机控制模块(313)控制连接。

3.如权利要求1所述的可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：所述控制柜(3)上的操控屏(32)采用触控屏结构，触控输入调节PLC控制系统(31)参数。

4.如权利要求1所述的可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：所述网关(33)采用4G网关。

5.如权利要求1所述的可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：所述传感器(34)包括了水位传感器和启闭闸门位置传感器，水位传感器固定配置设置在干渠直开口上，启闭闸门位置传感器与提升螺杆配置设置。

6.如权利要求1所述的可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：所述供电装置(4)由太阳能板(41)、充放电控制器(42)和蓄电池(43)组成，太阳能板(41)供电连接充放电控制器(42)，蓄电池(43)充放电连接充放电控制器(42)；供电装置(4)通过充放电控制器(42)供电连接驱动电机(2)和控制柜(3)。

7.如权利要求1所述的可远程控制的干渠直开口闸门装置,其特征在于：所述供电装置(4)的蓄电池(43)采用锂电池组结构。

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