一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種閘門開度監(jiān)測儀，包括位移傳感器、PLC控制器和顯示裝置，所述位移傳感器位于閘門拐臂上，用于采集所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器，所述PLC控制器與所述位移傳感器連接，用于接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度；所述顯示裝置與所述PLC控制器連接，用于將所述計(jì)算結(jié)果傳輸給所述顯示裝置并顯示；還包括一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法。本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法，頻率響應(yīng)快，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、調(diào)試簡單和抗干擾能力強(qiáng)從而提升產(chǎn)品使用壽命。
【專利說明】
一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及閘門控制領(lǐng)域，特別是涉及一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閘門是裝于溢流壩、岸邊溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水閘等建筑物的空口上，用以調(diào)節(jié)流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要組成部分。在水閘工程中，閘門是主體部分，常占擋水面積的大部。
[0003]由于冬天氣溫過低，現(xiàn)有的開度監(jiān)測儀不能滿足反調(diào)節(jié)水庫低溫狀態(tài)下安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且調(diào)試?yán)щy、準(zhǔn)確度有待考量，可見，提供一種準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝和調(diào)試方便的閘門開度監(jiān)測儀是目前急需解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本發(fā)明的目的是提供了一種動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和調(diào)試簡單的閘門開度監(jiān)測儀。
[0005]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀，包括位移傳感器、PLC控制器和顯示裝置，所述位移傳感器位于閘門拐臂上，用于采集所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器，所述PLC控制器與所述位移傳感器連接，用于接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度;所述顯示裝置與所述PLC控制器連接，用于將所述計(jì)算結(jié)果傳輸給所述顯示裝置并顯示。
[0006]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀還可以是:
[0007]所述位移傳感器內(nèi)設(shè)有溫度補(bǔ)償單元，所述溫度補(bǔ)償單元用于對(duì)所述位移傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0008]所述位移傳感器通過電纜與所述PLC控制器連接。
[0009]所述顯示裝置通過有線和/或無線方式與所述PLC控制器連接。
[0010]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本發(fā)明的目的是還提供了一種動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和調(diào)試簡單的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法。
[0011 ]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，包括通過位移傳感器采集閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器;所述PLC控制器接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置;通過所述顯示裝置顯示所述計(jì)算結(jié)果。
[0012]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法還可以是:
[0013]在通過位移傳感器采集閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器之前，包括通過溫度補(bǔ)償單元對(duì)所述位移傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0014]根據(jù)所述閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起高度的關(guān)系公式如下:
[0015]H=R*sin30°-R*sin(30°-θ)；
[0016]其中，H是閘門升起高度，R為閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，Θ為測量角度。
[0017]所述閘門開度監(jiān)測儀工作溫度為:-40°C?+85°C。
[0018]所述顯示裝置通過有線和/或無線方式與所述PLC控制器連接。
[0019]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法，通過位移傳感器采集閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器;所述PLC控制器接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置;通過所述顯示裝置顯示所述計(jì)算結(jié)果。這樣，通過位移傳感器采集閘門的半徑和角度等信號(hào)，并將該信號(hào)傳輸給PLC控制器進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置，最終通過該顯示裝置顯示給工作人員，工作人員可以更便捷直觀的了解閘門的高度以及后續(xù)的工作。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和調(diào)試簡單，有利于用戶體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的閘門開度監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的閘門開度監(jiān)測儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法的流程示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法的另一流程示意圖。
[0024]圖號(hào)說明
[0025]I…位移傳感器 2...ΡΙΧ控制器 3…顯示裝置
[0026]4...溫度補(bǔ)償單元
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖的圖1至圖4對(duì)本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀，請(qǐng)參考圖1-4，包括位移傳感器1、PLC控制器2和顯示裝置3，所述位移傳感器I位于閘門拐臂上，用于采集所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器2，所述PLC控制器2與所述位移傳感器I連接，用于接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度;所述顯示裝置3與所述PLC控制器2連接，用于將所述計(jì)算結(jié)果傳輸給所述顯示裝置3并顯示。這樣，通過位移傳感器I采集閘門的半徑和角度等信號(hào)，并將該信號(hào)傳輸給PLC控制器2進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置3，最終通過顯示裝置3顯示給工作人員，工作人員可以更便捷的了解閘門的高度以及后續(xù)的工作。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀及其控制方法，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和調(diào)試簡單，有利于用戶體驗(yàn)。
[0029]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀，請(qǐng)參考圖1-4，在前面描述的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還可以是:所述位移傳感器I內(nèi)設(shè)有溫度補(bǔ)償單元4，所述溫度補(bǔ)償單元4用于對(duì)所述位移傳感器I進(jìn)行溫度補(bǔ)償。這樣，電子元器件通常都有一定的溫度系數(shù)，其輸出信號(hào)會(huì)隨溫度變化而漂移，稱為“溫漂”，為了減小溫漂，采用一些補(bǔ)償措施在一定程度上抵消或減小位移傳感器I輸出的溫漂，這就是溫度補(bǔ)償，一般常用來消除溫度變化對(duì)流量測量的影響。因此，位移傳感器I內(nèi)設(shè)置溫度補(bǔ)償單元4，可以進(jìn)一步的保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。還可以是:所述位移傳感器I通過電纜與所述PLC控制器2連接。還可以是:所述顯示裝置3通過有線和/或無線方式與所述PLC控制器2連接。這樣，通過有線、無線或藍(lán)牙等連接方式連接所述顯示裝置3和PLC控制器2，可以有效提高數(shù)據(jù)的傳輸。
[0030]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，請(qǐng)參考圖1-4，包括:
[0031 ] S1、通過位移傳感器采集閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器；
[0032]上述步驟中，具體可以是:通過位移傳感器來采集閘門的半徑、角度和溫度等變量信號(hào)并傳輸給PLC控制器，之后根據(jù)變量信號(hào)在PLC控制器中進(jìn)行計(jì)算。
[0033]S2、所述PLC控制器接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置；
[0034]將上述SI采集的變量信號(hào)傳輸給PLC控制器，PLC控制器根據(jù)所述變量信號(hào)進(jìn)行計(jì)算閘門升起的高度。
[0035]S3、通過所述顯示裝置顯示所述計(jì)算結(jié)果。
[0036]將S2中的閘門升起高度的計(jì)算結(jié)果發(fā)送給顯示裝置，并進(jìn)行顯示。用戶可以更直觀的了解到閘門所升起的高度以及根據(jù)高度信息判斷水庫水量的流量等信息。
[0037]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，請(qǐng)參考圖1-4，在前面描述的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，在SI之前包括:通過溫度補(bǔ)償單元對(duì)所述位移傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。將S2、所述PLC控制器接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置包括:根據(jù)所述閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起高度的關(guān)系公式如下:H=R*sin3O°-R*sin(3O°-0);其中，H是閘門升起高度，R為閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，Θ為測量角度。，優(yōu)化后的所述閘門開度檢測儀的控制方法包括:
[0038]SO、通過溫度補(bǔ)償單元對(duì)所述位移傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0039]這樣，電子元器件通常都有一定的溫度系數(shù)，其輸出信號(hào)會(huì)隨溫度變化而漂移，稱為“溫漂”，為了減小溫漂，采用一些補(bǔ)償措施在一定程度上抵消或減小位移傳感器I輸出的溫漂，這就是溫度補(bǔ)償，一般常用來消除溫度變化對(duì)流量測量的影響。因此，位移傳感器I內(nèi)設(shè)置溫度補(bǔ)償單元4，可以進(jìn)一步的保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和延長位移傳感器的使用壽命。
[0040]S1、通過位移傳感器采集閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器;例如:位移傳感器采集的閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為I，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為2°，將采集的數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制器。[0041 ] S2、所述PLC控制器接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置；
[0042]根據(jù)所述閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和測量角度計(jì)算所述閘門升起高度的關(guān)系公式如下:
[0043]H=R*sin30°-R*sin(30°-θ)；
[0044]其中，H是閘門升起高度，R為閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，Θ為測量角度。
[0045]例如:PLC控制器接收采集的閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算;位移傳感器分別位于閘門的拐臂上，假設(shè)位移傳感器輸出電流值為ΑΙ0016，將電流值ΑΙ0016傳輸給PLC控制器并轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部計(jì)算值，轉(zhuǎn)換后的值為R01001，R01001轉(zhuǎn)換后為1100 ；測量角度公式為Θ = (n-64)/538 ； 1100-64= 1036 ； 1036/538= I.92。，I.92。約等于2°，測量角度為2°，假設(shè)半徑值為1mm，然后根據(jù)H = R*sin3O°-R*sin(3O°-0)公式進(jìn)行計(jì)算，30。-2。=28。；Sin28° = 0.47 ; 1*0.47 = 0.47，那么閘門升起的高度 H= 1*0.5-0.47 =0.03mm;從而計(jì)算出閘門升起的高度，之后也可以根據(jù)閘門的升起高度判斷水庫供水要求等信息，假設(shè)為保證下游供水要求，流量必須達(dá)到161m3/s，但目前流量在120m3/s，應(yīng)再繼續(xù)打開閘門使流量達(dá)到161m3/s為止?？梢愿庇^的方便工作人員進(jìn)行水位流量的控制。另外，右位移傳感器與左位移傳感器計(jì)算方法相同。
[0046]S3、通過所述顯示裝置顯示所述計(jì)算結(jié)果。
[0047]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是:所述閘門開度監(jiān)測儀工作溫度為:-40°C?+85°C。這樣，可以滿足反調(diào)節(jié)水庫的低溫狀態(tài)，保證了下池反調(diào)節(jié)水庫在冬季_40°C的環(huán)境下安全穩(wěn)定運(yùn)行。還可以是:所述顯示裝置通過有線和/或無線與所述PLC控制器連接。這樣，通過有線、無線或藍(lán)牙等連接方式連接所述顯示裝置和PLC控制器，可以有效提高數(shù)據(jù)的傳輸。
[0048]本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，通過位移傳感器I采集閘門的半徑和角度等信號(hào)，并將該信號(hào)傳輸給PLC控制器進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)構(gòu)傳輸給顯示裝置，最終通過顯示裝置顯示給工作人員，工作人員可以更便捷的了解閘門的高度以及后續(xù)的工作。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和調(diào)試簡單，有利于用戶體驗(yàn)。
[0049]上述僅對(duì)本發(fā)明中的幾種具體實(shí)施例加以說明，但并不能作為本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明中的設(shè)計(jì)精神所作出的等效變化或修飾或等比例放大或縮小等，均應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種閘門開度監(jiān)測儀，其特征在于:包括位移傳感器、PLC控制器和顯示裝置，所述位移傳感器位于閘門拐臂上，用于采集所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸給PLC控制器，所述PLC控制器與所述位移傳感器連接，用于接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度;所述顯示裝置與所述PLC控制器連接，用于將所述計(jì)算結(jié)果傳輸給所述顯示裝置并顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘門開度監(jiān)測儀，其特征在于:所述位移傳感器內(nèi)設(shè)有溫度補(bǔ)償單元，所述溫度補(bǔ)償單元用于對(duì)所述位移傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘門開度監(jiān)測儀，其特征在于:所述位移傳感器通過電纜與所述PLC控制器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘門開度監(jiān)測儀，其特征在于:所述顯示裝置通過有線和/或無線方式與所述PLC控制器連接。5.一種閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，其特征在于:包括 51、通過位移傳感器采集閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并傳輸給PLC控制器； 52、所述PLC控制器接收所述閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起的高度，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給顯示裝置； 53、通過所述顯示裝置顯示所述計(jì)算結(jié)果。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，其特征在于，在SI之前包括:通過溫度補(bǔ)償單元對(duì)所述位移傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，其特征在于，S2包括:根據(jù)所述閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算所述閘門升起高度的關(guān)系公式如下: H=R*sin30° -R*sin(30°-θ)； 其中，H是閘門升起高度，R為閘門轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，Θ為測量角度。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，其特征在于:所述閘門開度監(jiān)測儀工作溫度為:-40 °C?+85 °C ο9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閘門開度監(jiān)測儀的控制方法，其特征在于:所述顯示裝置通過有線和/或無線方式與所述PLC控制器連接。
【文檔編號(hào)】E02B7/40GK106052611SQ201610349261
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】武占超, 路皓陽, 胡育松, 寧宇, 袁參, 趙啟程, 齊世平, 邱軼清, 牛志偉, 鄭志
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)新源水電有限公司, 豐滿發(fā)電廠