[發明專利]一種螺桿式啟閉機智能防頂閘控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011130723.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112301968B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 金能;曹陽;吳剛;宋遠超;方焱郴;秦雅嵐;李甘;王成明;江志明;梁志開
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G05B19/048;G05B19/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

本發明公開了一種螺桿式啟閉機智能防頂閘控制方法。它包括如下步驟，步驟一：開始；螺桿下降；步驟二：檢測螺桿實時位置L；步驟三：當螺桿實時位置L高于調速線的位置L₂時，通過調整啟閉機出力使閘門下降速度不變；當螺桿實時位置L低于調速線的位置L₂時，進入下一步；步驟四：檢測閘門實時下降速度V₂、加速度a，計算閘門實時下降速度V₂與預設速度V_set2的偏差ΔV；步驟五：當ΔV＞ΔV_set或a＞a_set時，則立即切斷啟閉機電源，并發異常告警信號；當ΔV≤ΔV_set和a≤a_set時，返回步驟四；步驟六：當閘門實時下降位置到達底部或預設位置時，立即停機。本發明具有檢測精度高，反應迅速、動作及時的優點，能有效防止頂閘事故的發生的優點。本發明還公開了螺桿式啟閉機智能防頂閘控制系統。

技術領域

本發明涉及閘門控制領域，更具體地說它是一種螺桿式啟閉機智能防頂閘控制方法。本發明還涉及所述的螺桿式啟閉機智能防頂閘控制系統。

背景技術

啟閉機主要用于水利工程中控制閘門的開啟和關閉，常見的啟閉機類型包括卷揚式、螺桿式、液壓式等。其中，螺桿式啟閉機因結構較為簡單、安裝便捷、使用效果良好，在水利工程中得到了大量的應用。然而，不同于其他類型啟閉機，螺桿式啟閉機面臨著較大的頂閘風險。現場已發生過多次螺桿式啟閉機頂閘事故，對相關設備以及運行人員安全帶來了不利影響。

對現場發生的螺桿式啟閉機頂閘事故進行分析后發現，造成頂閘事故的原因主要體現在以下幾個方面：

(1)運行人員在現地控制閘門關閉時，因運行人員操作失誤或不熟練導致閘門下邊緣在觸底或遇障礙物后沒有及時停機，此時啟閉機將帶動閘門繼續下壓，下壓的反作用力將作用到螺桿、啟閉機及機座上，出現頂閘事故。

(2)隨著自動化程度的提升，現場一般會配置閘門開度儀實時檢測閘門位置。運行人員在遠程控制閘門關閉時，根據開度儀實時檢測的閘門位置進行啟停機操作，或設置閘門到底自動停機。但因閘門開度儀檢測閘門位置存在誤差，并且缺乏可靠有效的閘門下邊緣觸底或遇障礙物自動停機措施，螺桿式啟閉機依然存在較大的頂閘風險。

頂閘事故發生后輕則可能壓彎螺桿、頂碎啟閉機端蓋和頂斷啟閉機臺梁，重則可能頂翻啟閉機臺、燒毀電機，甚至造成人員傷亡。

針對螺桿式啟閉機頂閘問題，已有較多學者和現場工程人員開展了大量的研究，應對措施主要包括：

(1)在閘門觸底或遇障礙物后，啟閉機力矩會發生變化從而引起電機電流發生變化，通過檢測該電流變化來判斷閘門是否觸底或遇障礙物；

(2)安裝軸銷式稱重傳感器，閘門在上升、下降、觸底或遇阻礙情況下傳感器的受力存在差異，通過檢測該差異判斷閘門是否觸底或遇障礙物；

(3)加裝彈簧或其他安全裝置，配置觸點式電路，發生頂閘事故時觸發觸點斷開使啟閉機停機。

以上方案能夠一定程度上降低螺桿式啟閉機頂閘的風險和危害，但依然存在諸如觸底或遇障礙物檢測精度低、停機不及時、相應傳感器安裝困難等問題，存在進一步優化的空間。

因此，現亟需開發一種能夠實時精確監測閘門運動狀態、在保障閘門控制基本功能的基礎上有效防止頂閘事故的發生的螺桿式啟閉機控制方法。

發明內容

本發明的第一目的是為了提供一種螺桿式啟閉機智能防頂閘控制方法，利用檢測精度更高的視頻智能分析技術檢測螺桿的下降速度以及加速度，能夠實時精確監測閘門運動狀態，對異常狀況能夠及時快速響應并發出停機指令，在保障閘門控制基本功能的基礎上有效防止頂閘事故的發生；本發明所述的控制方法無需安裝額外傳感設備，無需接觸現場設備，且部署靈活方便，適應性強；克服了現有螺桿式啟閉機頂閘事故頻發且當前應對措施存在的檢測精度低、觸底或遇障礙物停機不及時、硬件安裝復雜等問題。