[發(fā)明專利]一種水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011240187.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112306108A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苑希民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 智仁科技（天津）有限公司
• 主分類號(hào): G05D9/12
• 分類號(hào): G05D9/12
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

1.一種水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

傳感器組，包括用于獲取河道水位信息的閘門水位傳感器、用于獲取閘門起吊高度信息的閘門開(kāi)度傳感器、用于獲取閘門荷重信息的閘門荷載傳感器；

現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU,與所述傳感器組以及遠(yuǎn)程控制端連接，用于將所述傳感器組采集的信息通過(guò)光纖傳送到所述遠(yuǎn)程控制端，以及反饋所述遠(yuǎn)程控制端的指令給閘門開(kāi)度裝置，令所述閘門開(kāi)度裝置執(zhí)行相應(yīng)命令，對(duì)閘門的開(kāi)度控制；

視頻前端采集設(shè)備，通過(guò)光纖與所述遠(yuǎn)程控制端連接，以將采集的前端視頻傳送到所述遠(yuǎn)程控制端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程控制端包括視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)、閘門監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，所述閘門監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收所述傳感器組的信息并在顯示器輸出顯示；所述視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收所述視頻前端接收并顯示所述設(shè)備采集的有關(guān)閘門實(shí)時(shí)運(yùn)行的視頻畫(huà)面，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)所述的視頻畫(huà)面以及所述傳感器組的信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述水位傳感器采用雷達(dá)水位計(jì)，在閘門的上下游分別安裝一個(gè)所述雷達(dá)水位計(jì)以獲取河道的水位信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU具有以太網(wǎng)通信功能的可編程序控制器PLC，所述可編程序控制器PL連接液晶觸摸屏和完成現(xiàn)地監(jiān)控所必需的控制開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表、指示燈、繼電器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU的控制系統(tǒng)具有遠(yuǎn)方和現(xiàn)地兩種控制方式，實(shí)現(xiàn)閘門任意開(kāi)度的啟閉控制，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地與遠(yuǎn)方控制方式的切換，單孔閘門的啟、閉操作和手動(dòng)糾偏。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU的顯示屏上設(shè)有控制權(quán)切換開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)置于遠(yuǎn)方時(shí)，閘門受控于灌區(qū)管理部門；開(kāi)關(guān)置于現(xiàn)地，則由現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行人員通過(guò)閘門現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU的人機(jī)接口對(duì)閘門進(jìn)行控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述閘門控制方案選用一座閘門站采用一套現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU進(jìn)行監(jiān)視控制的方式，閘門監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式DCS結(jié)構(gòu)，同時(shí)保留閘門啟閉機(jī)主回路邏輯硬接線，以便可編程序控制器PLC故障時(shí)仍能控制閘門啟閉。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述閘門監(jiān)控計(jì)算機(jī)上安裝有閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件，閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)具有主控窗口、閘門控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信管理模塊；

所述主控窗口包括主程序界面、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)、狀態(tài)、報(bào)警顯示、閘門運(yùn)動(dòng)模擬顯示、閘門控制按鈕、閘位輸入對(duì)話框、控制權(quán)限顯示與切換；

所述閘門控制模塊，用于實(shí)現(xiàn)從監(jiān)控界面下達(dá)閘門遠(yuǎn)程控制命令以控制現(xiàn)場(chǎng)閘門開(kāi)度，所述監(jiān)控界面設(shè)置閘門升、降、停按鈕實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動(dòng)閘門啟閉，監(jiān)控界面顯示現(xiàn)場(chǎng)渠道流量，可根據(jù)需要對(duì)閘門開(kāi)度進(jìn)行人工調(diào)節(jié)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，負(fù)責(zé)閘門監(jiān)控系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)處理，負(fù)責(zé)所有閘門站點(diǎn)上報(bào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、圖示、打印工作；

所述報(bào)警管理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)程報(bào)警、事件觸發(fā)的定時(shí)記錄，本地事件記錄、查詢、報(bào)表、顯示；

所述通信管理模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)采集和命令下達(dá)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述水工閘門遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的遠(yuǎn)程控制端工作流程和步驟如下：

步驟1：遠(yuǎn)程控制端動(dòng)態(tài)采集各閘門現(xiàn)地監(jiān)控單元LCU數(shù)據(jù)信息和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信息，經(jīng)格式化處理后，形成標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，為閘門操控信息與相應(yīng)數(shù)據(jù)展示功能模塊提供服務(wù)；所要采集的數(shù)據(jù)信息包括閘門開(kāi)度數(shù)據(jù)、閘門開(kāi)到位、關(guān)到位、河道水位、極限位及檢修位位置信號(hào)、控制閉鎖信號(hào)、視頻圖像信息；

步驟2：遠(yuǎn)程控制端將采集到的各種數(shù)據(jù)信息放在閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)進(jìn)行展示；閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件按一定的時(shí)間間隔或一定的參數(shù)變化幅度記錄水位、閘位、流量數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)變化情況，數(shù)據(jù)記錄時(shí)間；記錄包含閘門超限、通信故障、閘門故障的報(bào)警信息；閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件所要展示的數(shù)據(jù)信息包括：

①各閘門及水位測(cè)點(diǎn)地理位置分布圖，各站點(diǎn)旁顯示水位信息、閘位信息、流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

②各閘門上下游水位情況和閘門啟閉設(shè)備的視頻圖像信息；

③各閘控站具體控制窗口，包括閘門運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)模擬顯示、通信狀態(tài)；各閘門的指示信息、電源信息、電源指示信息、控制權(quán)限指示信息；

步驟3：工作人員根據(jù)閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)上所獲取的各種閘門狀態(tài)信息，然后在閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)的控制界面上下達(dá)相應(yīng)的指令，指令包括閘門升、閘門降、閘門停；

步驟4：工作人員下達(dá)指令后，閘門監(jiān)控系統(tǒng)軟件將會(huì)記錄此次操作，包括操作時(shí)間、操作人員及具體動(dòng)作命令。