摘要:在水利工程与蓄水工程协调发展的背景下,对蓄水设备的质量和性能要求不断提高。水闸作为水利工程和调蓄工程的重要组成部分,直接影响到调蓄、引水、取水等运行。传统的水闸控制大多采用人工控制方式,无法实时获取调蓄工程水位和库容的动态变化,降低了水闸控制的效率,导致较大的用水安全隐患。在自动控制技术快速发展的趋势下,水闸的自动控制方法逐渐兴起,它可以根据蓄水工程的动态变化来控制闸门。但是,传统的水闸自动化控制方式在实际应用中还存在一定的不足,主要体现在自动化控制范围有限,无法实现自动远程控制。在控制过程中,浇口缝错位严重,控制效果不佳。使用公有云服务,应用分布式网络,完善水闸自动化远程控制功能。为提高水利工程、蓄水工程远程控制质量和效率提供技术支持。 vr漫游关键词:中小型;远程水闸;控制安全;措施
根据业务和技术分析,系统根据物联网的技术特点分为信息采集感知层、网络与通信传输中
运输皮带清扫器间层、控制应用层和其他部分。①感知层:包括控制器和各种传感器的部署,完成电动闸门的信息采集和控制,包括水位采集、闸门开度采集、实时照片采集、故障信息采集、光控、闸门控制等。②运输层:主要完成上位机与下位机之间的数据链路通信。系统采用全网4G无线通信模块。③应用层:包括系统的各种应用,完成闸门监控、水位监控、流量监控、应用交互、数据库存储、历史记录分析等部分基于物联网的农田水闸远程控制系统分为上位机和下位机,上位机采用Java是一种面向对象的开发语言,下位机采用多种技术集成。系统建成后运行环境恶劣,集成后的稳定性和可靠性极高。该技术采用了通信技术、传感器技术、软件技术和硬件技术的结合。
2实验分析
为进一步验证本文设计的基于物联网技术的水闸自动远程控制方法的可行性,选取某区域M调蓄项目为实验测试的研究目标。调蓄工程位于干渠与河流交汇处。工程总库容约368立方米,其中蓄水库容约355立方米,引水线长度约105公里。M调蓄工程水闸分布广泛,距离较远。导流闸位于拦河坝闸的上游,退水闸位于退水渠下端2.5公里处。水闸主要承担工程引水、调水、蓄水、退水等功能。M蓄水工程水闸控制仍为人工控制,控制效率低,不
能根据蓄水工程的动态变化进行实时调整。特别是在雨季和防汛期间,控制水闸需要大量的人力资源。在此基础上,将上述设计的水闸自动遥控方法应用于M调蓄工程。在调储工程控制现场与指挥中心之间,建立远程控制信息通道,进行整个工程自动化的远程信息交换和传输。作为本文实验的通信介质,通过光收发器的转换,实现调储工程中电与光电的动态转换,实现控制节点间远距离双向通信的目的。各水闸闸口均安装摄像头,并设置与退水闸、导流水闸相对应的独立控制单元。以图像形式,将存储项目的实时图像通过光缆上传至指挥监控中心。可远程控制水闸的动态变化,确保蓄水工程的顺利施工。在指挥监控中心,工作人员控制闸机控制柜,调整提升机的运行状态,使闸机到达所需位置。远程设定闸门开度预定值。闸门自动上升或下降时,达到预定开度值后自动停止,减少人力资源浪费。
3遥控安全措施设计
从就地控制系统的硬件和软件两方面设计水闸的安全保护措施是非常必要的。通过一些安全措施,尽可能避免在远程控制过程中造成设备损坏,造成不必要的经济损失。
3.1限位双重保护
闸门上限传感器和下限传感器,每个系统设计2套,分为上限开关信号、上限开关信号、下限开关信号和下限位开关信号。闸机的正常工作行程设置在上限开关信号和下限开关信号之间,上下限开关信号和下限开关信号是允许的工作极限。无论闸门的启闭是通过自动系统还是手动电动控制,只要在上升过程中触发上限位开关信号,上限位开关信号系统联锁切断上升动作;在下降过程中,只要触发下限位开关信号,下限位开关信号系统联锁,切断上升动作动作。
3.2闸门堵塞保护
低压成型机系统设计了闸门堵塞保护算法。闸机运行时,系统按设定的扫描周期扫描闸机的实时开度,并与上一周期的开度值进行比较。比较计算开差;如果连续三个扫描周期的开度差小于设定值,则系统判定闸门被堵住,系统自动联锁并停止闸门运行,并报警提醒操作人员检查现场,排除故障。闸门干扰保护设计有输入/退出控制字,可根据实际情况选择。特别是当闸门传感器出现故障,需要紧急启闭水闸时,可以关闭该功能,解除保护锁,实现紧急启闭水闸。
3.3闸机信号断线检测机构
闸机在运行过程中,如果因闸机信号电缆松动而导致闸机信号失灵、误动作或闸机信号断开故障,现场自动控制系统设计了断线监测算法程序。系统自动联锁,立即停止闸机运行,并发出报警提示操作人员现场检查排除故障。门信号模拟值判断,如果门值在正常取值范围内,则判断正常,将门通道值赋值给AI_Value[]数组,将门通道质量(中间值)置0;如果闸门通道异常,将AI_Value[]数组赋0,同时设置通道质量(中间值)1、用于通道故障报警,终止门控程序。2.4操作超时保护在闸门启闭过程中,设计了操作超时保护。水闸收到启闭指令后,判断行程至上限、下限或目标开度,并根据启闭速度,保护系统自动计算运行时间。水闸运行时,保护系统开始计时。当运行时间超过系统计算出的最长运行时间时,系统自动停止闸门运行并发出报警信号,防止限位传感器和制动液位计失灵造成故障。
3.4提升机电气量保护
转动时不能迅速切断电机回路,造成闸门冲顶事故。为了有效保护葫芦的电量,在葫芦的电路中设计了电量采集元件,用于采集和监测葫芦运行过程中的三相电流和电压。为避免电机的启动电流,提升机的电气量保护设置为两段式。在门电机启动阶段开启大电流保护
(保护自动退出小电流保护),开始计算电机工作时间t0。时间t0大于电机启动时间t1的定值后,电流高值保护自动退出,同时电流低值保护自动开启。如果电机运行电流I不大于低值速断电流定值Il,闸门正常启闭,否则判断闸门故障,系统自动停止闸门运行门并发出报警信号。
3.5 运维与模拟
远程提升机控制系统的操作和维护主要采用定期操作和维护方法,强调了解整个系统在非故障模式下的工作能力,并对关键环节进行故障分析和排除。如果通信系统在远程工作模式下可能发生故障,包括线路损坏、洪水等,应每隔3-5天进行一次例行巡检,以处理轻微故障和隐患,每隔1个月对整个远程开闭控制系统和河堤防水闸门的功能进行一次综合分析。此外,在防洪季节和汛期,还要求缩短运维间隔,记录关键问题并尽快处理。
自动化监测为了了解系统的工作能力,选择了江苏省的一个地方进行模拟分析。该地区夏季和秋季雨量充沛。为确保防洪能力,在河堤上设置了7道水闸。采用分布式控制技术,将所有工作闸门集成到同一个管理系统中,并采用有线通信方式。采用CAN总线系统,可以同步采集和异步处理不同控制元件的信息,PLC逻辑控制器保证命令的顺序。将系统的工作参数代入
计算机生成运行模型,并采用参数模拟方法,不断调整洪水强度、通信干扰水平和命令/传感器信息数量,测试系统是否能准确完成命令发布和信息传输,并评估信息执行的时间和准确性。
总共进行了110次模拟,总共发出了1415条指令。信息传输在各种干扰模式下波动。适度和轻微的干扰不会影响信息的可读性。当干扰强度太大时,信息的可读性将降低到75%左右。应在后续工作中予以考虑和解决。当命令/传感器信息的数量显著增加时,信息处理效率降低。超过300000条消息在1秒内进入计算机。第一条消息和最后一条消息之间的处理间隔太长,因此可以在实际工作中选择能力较强的CPU来处理。嵌入式硬盘录像机
结束语
针对水闸在运行过程中可能出现的故障和异常运行状态,笔者通过对多个项目的总结分析,采用加装双限位装置,闸门防堵保护设计,以及闸位信号断线检测、运行超时保护、电量保护等措施在实践中是可行的,对其他水利工程中小型水闸类似情况具有参考价值。当今社会科技日新月异,大数据、物联网、5G无线网络、人工智能、信息化等技术突飞猛进。新一代信息技术正加速向经济社会各领域渗透融合。推进新时代水利现代化,要全面
推进智慧水利建设,提高用水安全保障能力,为水利改革发展提供有力支撑.支持。在水利信息系统的设计和建设中,特别是“无人值守、无人值守”的水闸,必须把安全放在首位,水闸的安全措施必须设计合理、配置充分、有效。在确保安全的前提下,远程控制系统使水闸始终处于全自动、高效、安全的运行状态,全面提升水闸运行管理的效率和效果,对改进区域水资源调度模式具有重要意义。
参考文献
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地温空调
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