[發明專利]一種遠距離調水閘門開度監測系統

在審

• 申請號: 201710001746.8
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106840065A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 靳宏昌;羅輝;劉永;張亮方
• 申請（專利權）人: 南水北調東線山東干線有限責任公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01B11/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 張亮

技術領域

本發明涉及閘門控制裝置，具體涉及一種遠距離輸水過程中，對閘門開度精確監測，確保閘門精確控制的遠距離調水閘門開度監測系統。

背景技術

遠距離調水閘門控制中，閘門開度自動化采集通常采用旋轉增量或者機械編碼式編碼器的開度儀來實現，一旦前端傳感器出現故障，設備本身不能發出報警信息，且設備沒有冗余備份，導致采集的開度數值不正確，影響閘門精確控制，容易引發安全事故，不能保證遠距離輸水過程中輸出渠道安全平穩運行。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種可精確監測閘門開度的遠距離調水閘門開度監測系統。

本發明的技術方案是：一種遠距離調水閘門開度監測系統，包括：

自動采集數據模塊：采集閘門啟閉機的機械信號，由所采集的閘門啟閉機的機械信號計算出第一開度值，并將該第一開度值發送給后臺處理模塊；

圖像識別數據模塊：在每孔閘門安裝開度尺，實時采集開度尺圖像，將所采集的開度尺圖像發送給人工識別數據模塊，并對所采集的開度尺圖像進行圖像處理獲得第二開度值后，將該第二開度值送至后臺處理模塊；

人工識別數據模塊：由圖像識別數據模塊發送來的開度尺圖像讀取出第三開度值，并將第三開度值發送給后臺處理模塊；

后臺處理模塊：比較第一開度值、第二開度值和第三開度值，當任意兩個之間的差值超過預設閾值時，發出告警信號。

進一步地，所述自動采集數據模塊包括：

采集閘門啟閉機的機械信號，并將所采集的閘門啟閉機的機械信號轉化為數字信號的編碼器；

和，采集控制器；所述采集控制器獲取編碼器輸出的數字信號，由該數字信號計算出第一開度值，并將該第一開度值發送給后臺處理模塊。

進一步地，所述采集控制器為PLC。

進一步地，所述圖像識別數據模塊包括：

采集開度尺圖像的攝像頭；

和，圖像處理器；所述圖像處理器獲取并存儲所述攝像頭采集的開度尺圖像，并將開度尺圖像發送給人工識別數據模塊，且對開度尺圖像進行圖像處理獲得第二開度值后，將該第二開度值送至后臺處理模塊。

進一步地，所述圖像處理器包括：

圖像獲取單元：獲取所述攝像頭采集的開度尺圖像；

圖像處理單元：利用圖像處理技術對圖像獲取單元所獲取的開度尺圖像進行處理，得到第二開度值。

進一步地，開度尺上設置有用于指示刻度的開度尺指針。

所述圖像處理單元包括：

圖像預處理子單元：對圖像獲取單元所獲取的開度尺圖像進行預處理；

圖像分割和目標區域識別子單元：對預處理后的開度尺圖像采用基于背景的動態閾值分割方法進行分割，獲取目標區域；所述目標區域為開度尺指針所指示的標識區域；

開度值輸出子單元：通過目標區域開度尺指針所指示刻度與量程的對應關系計算出第二開度值。

進一步地，所述圖像預處理子單元所進行的預處理是通過過濾和校正算法消除圖像的噪聲和畸變。

進一步地，所述圖像識別數據模塊還包括：用于照明的照明設備

進一步地，所述人工識別數據模塊包括：

圖像獲取單元：從圖像識別數據模塊獲取開度尺圖像；

開度值輸入單元：輸入從圖像獲取單元獲取的開度尺圖像中讀取出的第三開度值；

數值發送單元：將開度值輸入單元輸入的第三開度值發送給后臺處理模塊。

進一步地，所述后臺處理模塊包括：

開度值處理單元：比較第一開度值、第二開度值和第三開度值，判斷任意兩個數值的差值是否超過預設閾值；

報警模塊：當上述任意兩個數值的差值超過預設閾值時，發出告警信號。

本發明提供的遠距離調水閘門開度監測系統，后臺處理模塊采集匯總自動采集數據模塊得到的第一開度值、圖像識別數據模塊得到的第二開度值和人工識別數據模塊得到的第三開度值，對第一開度值、第二開度值、第三開度值進行比較判斷，任意兩個開度值之間的差值超過預設閾值時發出告警。第一開度值、第二開度值和第三開度值三組開度值數據來源不同，相互備份，互相校核，保證所采集開度值的準確性，確保閘門精確控制，實現安全平穩輸水。

附圖說明

圖1是本發明具體實施例原理示意圖。

圖2是圖像識別數據模塊示意圖。