本发明专利技术公开一种水闸过载保护方法及水闸过载保护装置，主要由单片机、载荷传感器信号调理电路、载荷传感器、键盘、闸位传感器、水位传感器、LCD显示器、继电器、水闸主供电电路及报警电路组成。该保护装置根据水闸的受力情况和运行情况预先设定了水闸在不同运行阶段的载荷保护值、运行时间，运行过程中通过实时监测载荷、闸位和水位，发出相应的控制指令；当判断载荷过载时，及时断开水闸设备的电源主电路，达到精确保护启设备的目的。该保护装置作为模块化设备，具有适应性强、安装简单等特点，可广泛应用于水利水电等行业的水闸中，保证设备安全运行，延长设备使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种用于水利水电行业的水闽过载保护方法及过载保护装置，尤其是 一种水闽过载保护方法及过载保护装置。
技术介绍
在水闽自动控制系统中，确保水闽和电机等设备的安全运行是首要任务，其保护 措施应采用多层次的，全方位的。通常采取电流过载保护、限位保护、载荷保护等措施。在载 荷保护方面，目前常用的载荷保护装置采用简单的最大值判断方式，全程固定一个最大值 负荷作为保护依据，运种载荷控制方法较为粗放，对水闽运行过程按照一个最大负荷保护 不能达到理想的保护效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题:提供一种安全、可靠、将水闽运行分为不同阶段并能 够根据水闽不同运行阶段载荷变化曲线进行柔性自动控制的水闽过载保护方法及水闽过 载保护装置。 本专利技术公开一种水闽过载保护方法，其在检测水闽运行过程中的水闽载荷、闽位 及水位，记录当前闽位及上一时刻闽位，判断水闽运行状态并计算理论载荷，所述判断水闽 运行状态并计算理论载荷的方法为： 检测水闽运行过程中的水闽载荷、闽位及水位，记录当前闽位及上一时刻闽位，判 断水闽运行状态并计算理论载荷，所述判断水闽运行状态并计算理论载荷的方法为： (1)所述当前闽位与上一时刻闽位比较，闽位增大时，判断水闽处于提升状态，可由 下式计算得出理论载荷Hu: Hu = f (h,li,S) = f+G = liF'+G = liXp曲XS+G[000引间所述当前闽位与上一时刻闽位比较，闽位减小时，判断水闽处于下降状态，此 时，理论载荷与水闽类型有关； 钢缆闽下降时，可由下式计算得出理论载荷出： 出=f(h,]i,S)=G-f = G-liF' =G-JiXp 曲 XS 螺杆闽下降时，可由下式计算得出理论载荷出： 出=f化，i^，S)=F封f-G=F封yF'-G=F封yXp曲XS-G 式中Hu为水闽提升是理论载荷、Hd为水闽下降时理论载荷、S为水闽与水的接触面 积m2、P为水的密度Kg/m 3、g为重力加速度m/s2、h为水闽和水的接触深度m、h'为水闽和水接 触的最大深度m、歧为螺纹对水闽的支持力N、G为水闽重力N、f为水闽与轨道的摩擦力N、y为 摩擦系数、F '为水对水闽的侧压力N; 将水闽实际载荷H与所述理论载荷Hu或Hd进行比对，当H> >Hu或H> >Hd时，实施 水闽过载保护。 对所述理论载荷的最大理论载荷进行计算； 可由下式计算得出水闽提升时的最大理论载荷Humax: Humax=f(h,]i,S) = f+G = liF'+G = liXpgh' XS+G 可由下式计算得出钢缆水闽下降时的最大理论载荷曲max: Hd丽=f化，i^，S)=G-f = G-i^F'=G-i^Xp曲'XS 可由下式计算得出螺杆水闽下降时的最大理论载荷曲max:曲丽=f(h，y，S)=F封f-G=F封yF，-G=F封yxpgh，XS-G[00剖式中Humax为水闽提升是理论载荷、Hdmax为水闽下降时理论载荷、S为水闽与水的接 触面积m2、P为水的密度Kg/V、g为重力加速度m/s2、h为水闽和水的接触深度m、h'为水闽和 水接触的最大深度m、F支为螺纹对水闽的支持力N、G为水闽重力N、f为水闽与轨道的摩擦力 N、F '为水对水闽的侧压力N; 将水闽实际载荷H与所述水闽提升时的最大理论载荷Humax或水闽下降时的最大理 论载荷曲max进行比对，当H>Humax或寸，实施水闽过载保护。 (1)所述当前闽位与上一时刻闽位比较，闽位增大时，判断水闽处于提升状态，可由 下式计算得出理论载荷Hu: Hu = f (h,li,S) = f+G = liF'+G = liXp曲XS+G 间所述当前闽位与上一时刻闽位比较，闽位减小时，判断水闽处于下降状态，此 时，理论载荷与水闽类型有关； 钢缆闽下降时，可由下式计算得出理论载荷曲：[002引 曲=f化，i^，S)=G-f = G-i^F'=G-yXp曲XS 螺杆闽下降时，可由下式计算得出理论载荷曲： 曲=f 化，y，S) = F封 f-G=F封yF，-G=F封y X P曲 X S-G 式中Hu为水闽提升是理论载荷、Hd为水闽下降时理论载荷、S为水闽与水的接触面 积m2、P为水的密度Kg/V、g为重力加速度m/s 2、h为水闽和水的接触深度m、h'为水闽和水接 触的最大深度m、歧为螺纹对水闽的支持力N、G为水闽重力N、f为水闽与轨道的摩擦力N、y为 摩擦系数、F '为水对水闽的侧压力N; 将水闽实际载荷H与所述理论载荷Hu或Hd进行比对，当H> >Hu或H> >Hd时，实施 水闽过载保护。 本专利技术公开一种水闽过载保护装置，其特征在于：由单片机、载荷号调理电路、载 荷传感器、键盘、闽位传感器、水位传感器、LCD显示器、继电器、水闽主供电电路及报警电路 组成;所述单片机与载荷传感器信号调理电路电连接，所述载荷传感器与载荷传感器信号 调理电路电连接;所述单片机与键盘电连接;所述单片机与闽位传感器电连接;所述单片机 与水位传感器电连接;所述单片机与LCD显示器电连接;所述单片机与继电器电连接;所述 水闽主供电电路与继电器电连接;所述报警电路与单片机电连接;所述单片机内置有程序， 该程序根据水闽运行过程中的所述理论载荷计算方法，通过载荷传感器检测的水闽载荷、 闽位传感器检测的闽位及水位传感器检测的水位，判断水闽运行状态，将所述检测的水闽 载荷与理论载荷进行比对，当检测的水闽载荷大于理论载荷时，通过所述单片机I/O口发出 指令给所述继电器，所述继电器断开主供电回路，实施水闽过载保护。 所述载荷传感器的输出信号为电压信号，所述电压信号作为所述载荷传感器信号 调理电路的输入信号，该信号由所述载荷传感器信号调理电路进行放大、滤波、限幅后与所 述单片机相连接。所述单片机有32个I/O口、2个串口。所述键盘与所述单片机的I/O口相连 接；所述闽位传感器与所述单片机的I/O口相连接。所述水位传感器通过MAX485与所述单 片机的串口 2相连接。所述LCD显示器采用SPI方式与所述单片机的I/O 口相连接。将所述单 片机与所述继电器、报警电路相连接的I/O 口设置为推挽输出，所述推挽输出分别驱动所述 继电器和报警电路，所述继电器控制水闽主供电电路的通断。 本专利技术根据水闽的运行特点，将水闽运行整个过程分为:提闽启动阶段、水下提闽 阶段、空中提闽阶段、关闽启动阶段、空中关闽阶段、水下关闽阶段。在每个运行阶段，都有 一个最大载荷值，该保护装置预先设定各阶段载荷保护值，运行过程中通过实时监测闽位、 水位，根据闽位值与水位值的变化情况，判断闽口所处的运行阶段。将实时载荷与设定载荷 进行比对，当判断载荷过载时，发出相应的控制指令，及时断开水闽设备的电源主回路，达 到精确保护水闽设备的目的。 该载荷保护装置是根据水闽运行过程中不同阶段的载荷情况，通过检测水闽载荷 实时变化对水闽进行柔性控制保护，是一种比较有效的保护方式。 本专利技术的保护方法设及螺杆水闽和钢缆水闽在提升或下降过程中的受力分析，根 据受力分析得出水闽运行过程中水闽设备的载荷变化曲线并根据载荷曲线进行柔性控制。 水闽在运行时的受力模型如附图1所示，F为电机输出的力、F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水闸过载保护方法，其特征在于：检测水闸运行过程中的水闸载荷、闸位及水位，记录当前闸位及上一时刻闸位，判断水闸运行状态并计算理论载荷，所述判断水闸运行状态并计算理论载荷的方法为：⑴所述当前闸位与上一时刻闸位比较，闸位增大时，判断水闸处于提升状态，可由下式计算得出理论载荷Hu：Hu＝f(h,μ,S)＝f+G＝μF'+G＝μ×ρgh×S+G⑵所述当前闸位与上一时刻闸位比较，闸位减小时，判断水闸处于下降状态，此时，理论载荷与水闸类型有关；钢缆闸下降时，可由下式计算得出理论载荷Hd：Hd＝f(h,μ,S)＝G‑f＝G‑μF'＝G‑μ×ρgh×S螺杆闸下降时，可由下式计算得出理论载荷Hd：Hd＝f(h,μ,S)＝F支+f‑G＝F支+μF'‑G＝F支+μ×ρgh×S‑G式中Hu为水闸提升是理论载荷、Hd为水闸下降时理论载荷、S为水闸与水的接触面积m2、ρ为水的密度Kg/m3、g为重力加速度m/s2、h为水闸和水的接触深度m、h'为水闸和水接触的最大深度m、F支为螺纹对水闸的支持力N、G为水闸重力N、f为水闸与轨道的摩擦力N、μ为摩擦系数、F'为水对水闸的侧压力N；将水闸实际载荷H与所述理论载荷Hu或Hd进行比对，当H＞＞Hu或H＞＞Hd时，实施水闸过载保护。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：单江，王玉明，王春林，崔勇军，张维坤，任洪波，李洪波，王明达，叶云明，
申请(专利权)人：昆明七五零高新技术公司，
类型：发明
国别省市：云南;53
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