[發明專利]一種水閘引流自控系統及方法

在審

• 申請號: 201510622079.6
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN105137951A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 錢福軍;張加雪;錢江;錢華清;趙林章;唐鴻儒;閭耀輝;樊錦川;李頻
• 申請（專利權）人: 江蘇省泰州引江河管理處
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 孫雪

1.一種水閘引流自控系統，其特征在于，包括現場采集控制單元、控制中心操作單元、水閘單位管理單元，其中，

所述現場采集控制單元負責控制程序的存儲和邏輯運算、控制指令的傳輸和執行、信息的交互以及水位、閘高、電機電流、設備狀態的模擬和數字信號的采集，所述現場采集控制單元設有數據采集模塊、數據傳輸模塊、設備控制模塊；

所述控制中心操作單元負責對所述現場采集控制單元采集到的信息進行組態，依據水閘單位管理單元的指令對設備進行遠方控制，以及網絡通訊監測；所述控制中心操作單元與現場采集控制單元之間采用雙網結構，確保監控網絡的安全可靠運行；

所述水閘單位管理單元負責管理控制中心操作單元，向上級部門匯報工程信息，接受上級調度指令，向控制中心操作單元發送調度指令。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征是，所述現場采集控制單元的設備控制模塊分為自動調節控制子模塊以及閘高設定自控子模塊，

所述自動調節控制子模塊負責根據上下游水位的變化對閘門的調節高度做邏輯運算，并根據運算結果啟動閘高設定自控子模塊；所述自動調節控制子模塊的邏輯運算過程為：

判斷水位條件，若上游水位低于或者等于下游水位，則判斷結果為將閘門全部關到底；若下游水位低于下游始流水位，則從中間向兩側分級提閘門到初次開閘高度，直至下游水位超過下游始流水位；

設定流量誤差范圍，確定引流設定流量，并實時測量水閘正常運行狀態下的實際引流流量，當引流設定流量與實際引流流量的差值在流量誤差范圍內，則不調節閘門高度；否則，開始根據每級閘門的設定高度為閘門設置級數，然后啟動閘高設定自控子模塊進行自動操作，直至引流設定流量與實際引流流量的差值在流量誤差范圍內為止；

所述閘高設定自控子模塊負責邏輯判斷每孔閘門的設定高度與其實際高度的數值：當設定高度與實際高度的數值相等時，發出停止指令，閘門停止動作；否則閘門按照指令進行相應的動作。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征是，所述流量誤差范圍的取值為引流設定流量的5％-10％。

4.根據權利要求1或2所述的系統，其特征是，所述數據采集模塊通過水位傳感器采集水位信息，所述水位傳感器與閘門的距離至少是河寬的5至10倍；閘門前后設有導流翼墻時，選擇水位波動影響較小、無漂浮物的位置設置水位傳感器。

5.根據權利要求1或2所述的系統，其特征是，所述現場采集控制單元中，水位信息來自于水文站提供的水位數據。

6.一種水閘引流自控方法，其特征在于，利用權利要求1至5中的水閘引流自控系統對水閘進行自動調節，具體包括如下步驟：

現場數據采集的步驟：對閘站現場的水位、閘高、電機電流、設備狀態的模擬和數字信號進行采集；

接收并發送調度指令的步驟：接收上級部門下發的調度任務，形成調度指令發送到設備控制端；

對閘門進行引流計算的步驟：將采集到的閘站數據進行處理分析，根據調度指令、上下游水位的變化、水閘的實際情況，確定閘站的引流流量，從而確定每孔閘門的級數和需調節的高度；

對閘門進行引流控制的步驟：根據閘門引流計算的結果，發出指令給相應水閘，從而完成每孔閘門的引流控制。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征是，所述對閘門進行引流計算的步驟具體為：

判斷水位，若上游水位低于或者等于下游水位，則計算結果為將閘門全部關到底；若下游水位低于下游始流水位，則從中間向兩側分級提閘門到初次開閘高度，直至下游水位超過下游始流水位；

設定流量誤差范圍，按照調度指令和上下游水位組合情況確定引流設定流量，并實時測量水閘正常運行狀態下的實際引流流量，當引流設定流量與實際引流流量的差值在流量誤差范圍內，則計算結果為不調節閘門高度；否則，開始根據每級閘門的設定高度為閘門設置級數；

邏輯判斷每孔閘門的設定高度與其實際高度的數值：當設定高度與實際高度的數值相等時，計算結果為停止執行動作，否則計算結果為相應閘門需要依據指令進行動作，直至引流設定流量與實際引流流量的差值在流量誤差范圍內為止。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征是，所述閘門的設定高度需滿足在消力池內發生水躍為一次0.2～0.5m。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征是，所述閘門級數的設置是根據閘門計算高度與實際高度差值的絕對值除以每級閘門的設定高度，然后取整加一。