[發明專利]一種船閘模型尾門水位調節系統

在審

• 申請號: 201710633180.0
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107268517A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 劉輝;丁明;萬英杰;姜曉彤;劉雨薇;鄒琪驍;陳輝;張知浩;劉洋
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 薛玲

技術領域

本發明涉及船閘模型控制技術領域，尤其涉及一種船閘模型尾門水位調節系統。

背景技術

船閘模型一般由上游引航道、上游閥門、閘室、下游閥門、下游引航道、下游泄水尾門及水槽等相應設備組成。在船閘實際設計的過程中，會首先建造船閘模型對相關設計進行論證。在現實中的閘室向下游航道泄水的過程中，由于水面寬廣，水深足夠，可以近似的認為水面深度是固定不變的。但是在船閘模型的設計中，閘室向下游航道泄水，下游的水平面會有一個急劇上升的過程，與水面深度是固定不變的這個假設相矛盾。在實際處理的過程中通常將其作為一種系統誤差處理，忽略其對觀測數據的影響。但是，這樣會造成觀測數據的不精確，會對實驗分析造成一定的影響。而且，由于條件限制，在船閘模型中建設一個足夠大的下游湖面需要花費非常巨大的成本，造成資源的巨大浪費，從經濟效益與實際操作的方面都是不可取的。

發明內容

本申請實施例通過提供一種船閘模型尾門水位調節系統，解決了現有技術中船閘模型在閘室向下游航道泄水的過程中，下游水位波動較大、波動時間較長的問題。

本申請實施例提供一種船閘模型尾門水位調節系統，包括：PLC電氣控制單元、螺桿式水位調節閘門、水位監測單元；

所述螺桿式水位調節閘門設置在尾門位置，所述水位監測單元設置在下游區域內；

所述PLC電氣控制單元分別與所述螺桿式水位調節閘門、所述水位監測單元連接。

優選的，所述PLC電氣控制單元包括：主控CPU、變頻器、信號采集模塊、信息顯示屏、運行控制操作按鈕；

所述主控CPU分別與所述變頻器、所述信號采集模塊、所述信息顯示屏、所述運行控制操作按鈕連接；

所述主控CPU接收來自所述運行控制操作按鈕的操作信號，所述主控CPU接收來自所述信號采集模塊的水位信號，所述主控CPU發送控制信號至所述變頻器。

優選的，所述運行控制操作按鈕包括開始按鈕、停止按鈕、急停按鈕。

優選的，所述螺桿式水位調節閘門包括：三相交流電機、減速箱、傳動絲桿、活動閘門、固定閘門、閘門外框、開度儀；

所述三相交流電機、所述減速箱、所述開度儀安裝于所述閘門外框上，所述活動閘門下降到最低點時與所述固定閘門處于同一高度；

所述三相交流電機與所述PLC電氣控制單元連接，所述三相交流電機與所述減速箱連接；所述傳動絲桿從所述減速箱中穿過，所述傳動絲桿的下端與所述活動閘門連接；

所述三相交流電機通過所述減速箱帶動所述傳動絲杠實現所述活動閘門的上升或下降。

優選的，所述開度儀為拉繩式開度儀。

優選的，所述水位監測單元由分布在下游區域的水位檢測儀組成，所述水位監測單元獲得水位模擬信號，并將所述水位模擬信號發送至所述PLC電氣控制單元。

優選的，所述水位檢測儀的個數為6-14個，多個所述水位檢測儀均勻分布于下游區域內。

優選的，所述水位檢測儀的個數為10個。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

在本申請實施例中，提供一種船閘模型尾門水位調節系統，系統包括PLC電氣控制單元、螺桿式水位調節閘門、水位監測單元；螺桿式水位調節閘門設置在尾門位置，水位監測單元設置在下游區域內；PLC電氣控制單元分別與螺桿式水位調節閘門、水位監測單元連接。本發明從前饋-反饋的角度出發，在下游閥門開啟的過程中，通過前饋開環控制，調節螺桿式水位調節閘門進行泄水，達到前饋控制水位目標值后，轉入閉環PID反饋控制，并設定反饋水位目標值。水位監測單元獲得水位信息，水位信息經處理后反映水位實際值，PLC電氣控制單元以反饋水位目標值和水位實際值為依據進行PID整定，對下游航道與下游水槽之間的螺桿式水位調節閘門進行控制，調節活動閘門，實現將下游水位穩定在一個接近設定恒定值的狀態，使船閘模型在閘室向下游航道泄水的過程中，下游水位波動較小、波動時間較短。

附圖說明

為了更清楚地說明本實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種船閘模型尾門水位調節系統在船閘模型中的位置布置圖；

圖2為本發明實施例提供的一種船閘模型尾門水位調節系統中的PLC柜內布置圖；