一种生态气动坝的智能控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及拦水坝技术领域，尤其是涉及一种生态气动坝的智能控制系统及其控制方法。本发明专利技术的技术方案是这样实现的：一种生态气动坝的智能控制系统，其特征在于：包括plc智能压力控制系统；所述plc智能压力控制系统包括plc系统、空压机、气囊、用于实时监测气囊排气状态的压力传感器、比例阀、进气电磁阀以及排气电磁阀。本发明专利技术实现了通过远程智能化控制水坝的工作，解放人力，同时对水坝本身进行改进，有效的提高了水坝的稳定性和使用寿命。

An intelligent control system of eco pneumatic dam and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种生态气动坝的智能控制系统及其控制方法
本专利技术涉及拦水坝
，尤其是涉及一种生态气动坝的智能控制系统及其控制方法。
技术介绍
生态气动坝，是指用于阻断江(或河)上游的水流流向下游的水工建筑物。我公司于2019年3月19日授权成功“一种生态气动坝”，该气动坝在使用过程中，主要利用控制连接空压机的输气管进气、出气阀门从而改变气囊的大小，从而改变闸门的整体浮力实现闸门启闭。受制于气囊材质为橡胶，材质柔软，使用过程中会出现浮力达到浮力和重力的临界值时迅速抬高闸门到最高限位，对闸门及坝体都有损害，其次，需要工作人员长期在坝体的周边对坝体进行监测。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种生态气动坝的智能控制系统及其控制方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种生态气动坝的智能控制系统，其特征在于：包括plc智能压力控制系统；所述plc智能压力控制系统包括plc系统、空压机、气囊、用于实时监测气囊排气状态的压力传感器、比例阀、进气电磁阀以及排气电磁阀；所述plc系统上设置有若干电信号输出端口和电信号输入端口；所述空压机的输出口设置有出气管；所述出气管沿气流出方向依次安装有所述比例阀和进气电磁阀；所述进气电磁阀和比例阀均与plc系统的电信号输出端口电信号连接；所述压力传感器安装在进气电磁阀与气囊之间的出气管上，且该压力传感器与plc系统的电信号输入口电信号连接；所述出气管设置有与其连通的排气支管，所述排气电磁阀安装在所述排气支管上且用于控制排气支管内部气流的通断。<br>优选为：还包括用于远程控制的远程网关以及控制面板；所述远程网关与plc系统的电信号输入端口电信号连接；所述控制面板与远程网关电信号连接。通过采用上述技术方案，通过利用plc系统、压力传感器、比例阀、进气电磁阀以及排气电磁阀的连接和连通，形成一个控制回路，能通过控制进气囊的气体量/通过气囊内部的气压，来精确的控制闸门的升降位置；以此方式，精确的控制水位，其次，通过设置有控制面板与远程网关，远程网关与plc系统电信号连接，控制面板可以为手机app等远程操作面板，可以给远程网关传递信号，这样的方式可以实现远程智能监控和调节；解放人力。本专利技术进一步设置为：一种生态气动坝的控制方法，内容如下：S1蓄水：当需要蓄水时，通过控制面板输入对应高度的压力值或者在plc控制界面输入对应压力值，该信号通过远程网关传递到plc智能压力控制系统，plc智能压力控制系统读取压力指令后，通过plc系统匹对此时分管压力是否与设定值一致，若大于设定值，关闭空压机控制电子阀放气，直至与设定值一致；若小于设定值，启动空压机，控制电磁阀进气，直至与设定值一致；当所有闸门的进气分管压力达到设定值后，所有电磁阀关闭，空压机停止作业，闸门的浮力与重力、摩擦力达到动态平衡，达到对应的蓄水高度；当闸门关闭到最大高度时，下限位块与坝体限位装置咬合，整体达到动态稳定后，智能压力系统停止空压机作业，关闭对应电磁阀；plc智能压力系统可以控制比例阀控制电磁阀开启大小，实现闸门关闭时间的控制。S2泄洪：当需要泄洪时，通过控制面板输入对应泄洪高度的压力值或者在plc控制界面输入压力值，该信号通过移动基站传送到控制房内的plc智能压力控制系统网关，读取压力指令后，plc系统匹对此时分管压力是否与设定值一致，若大于设定值，关闭空压机控制电子阀放气，直至与设定值一致；若小于设定值，启动空压机，控制电磁阀进气，直至与设定值一致；当所有闸门的出气分管压力达到设定值后，所有电磁阀关闭，空压机停止作业，闸门的浮力与重力、摩擦力达到动态平衡，达到对应的蓄水高度。当闸门下落到最低高度时，上限位块与坝体接触整体达到动态稳定后，智能压力系统停止空压机作业，关闭对应电磁阀；此时气囊内所产生的浮力刚好与闸门重力和摩擦力处于动态平衡；智能压力控制系统可以控制比例阀控制电磁阀开启大小，控制闸门泄洪速度。S3自动调节：当压力超过气囊最大承受压力或者对应最高限位后，压力传感器向plc控制系统传递电信号，plc系统控制进气电磁阀自动关停。通过采用上述技术方案，通过上述的控制方法，可以有效的实现远程精准控制进出气压力，有利于闸门开启、关闭过程中减少闸门与坝体的碰撞强度，实时控制气动生态坝上的闸门的位置状态，提高闸门及坝体寿命，提高闸门使用稳定性；有利于控制闸门高度变化时间，降低蓄水、泄洪对下游带来的影响。并且通过自动调节的功能，当蓄水高度超过闸门一定高度后，导致气囊内部气压增大，超过气囊最大承受压力时，智能压力控制系统可自动缓慢泄洪，减少洪水对坝体、气囊以及闸门的影响，缓慢泄洪也会减少对下游的影响。本专利技术进一步设置为：包括坝体、一端与坝体铰接的闸门以及安装在闸门上通过充气装置进行充气或抽气控制闸门在坝体上翻转的气囊优选为：所述充气装置包括空压机，所述空压机与气囊相连通。本专利技术进一步设置为：所述气囊外设置有用于防止气囊碰撞/摩擦而出现破损的保护单元。通过采用上述技术方案，通过在气囊外设置有保护单元，保护单元可以有效的防止气囊碰撞/摩擦而出现破损的现象。本专利技术进一步设置为：所述保护单元包括设置气囊外的保护箱体，该保护箱体安装在闸门上。优选为：保护箱体上开设有若干用于供气囊与外界水体接触的网眼。通过采用上述技术方案，通过将保护单元设置成保护箱体的形式，保护箱体可以为筒状的箱体，没有棱角，可以防止磕碰，且便于水流经过；同时保护箱体可拆卸安装在闸门上，这样的方式便于维护和维修；其次，在保护箱体上设置有若干网眼，这些网眼可供水流通过，方式气囊在工作过程中，箱体内部是密封的，相同内部本身气压会对气囊的控制精度造成影响，同时可以确保保护腔与坝体之间水流无障碍流通，水流可以与气囊直接接触，提高气囊的稳定性以及气囊控制闸门开合的精准度。本专利技术进一步设置为：所述保护单元包括开设在闸门的底部和/或顶部的安装腔，所述气囊安装在安装腔内。通过上述技术方案，将保护单元设置成开设在闸门上的安装腔的形式，气囊安装在闸门上安装腔内部；这样的方式可在保护气囊的同时，减小材料和使用面积，节约成本并且运行空间，方便闸门运行。本专利技术进一步设置为：所述坝体上设置有用于限制闸门位移的止水板；所述闸门上安装有第一支撑块和第二支撑块。通过才用上述技术方案，当闸门下降时，第一支撑板压在止水板的上表面，使闸门上的第一支撑板与止水板要和，防止水流中的泥沙沿着闸门与坝体的缝隙进入基坑中，同时稳定闸门，确保闸门的安全性和稳定性；当气囊驱动闸门上升时，闸门上升到最高点时，第二支撑板抵住止水板的下表面，可以防止闸门运行高度超过预定高度，影响蓄水效果；提高安全性能。本专利技术进一步设置为：所述空压机上设置有用于防止液体进入气囊的油水过滤器；所述油水过滤器包括过滤器本体、过滤器盖体、用于向过滤器本体内输送气体的若干第一管道以及用于连通空压机的进气口的输送管道；所述第一管道固定安装在过滤器本体的侧壁且与过滤器本体内部连通；所述输送管道的一端与空压机的进气口连通，另一端穿入空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态气动坝的智能控制系统，其特征在于：包括plc智能压力控制系统；所述plc智能压力控制系统包括plc系统、空压机、气囊、用于实时监测气囊排气状态的压力传感器、比例阀、进气电磁阀以及排气电磁阀；所述plc系统上设置有若干电信号输出端口和电信号输入端口；所述空压机的输出口设置有出气管；所述出气管沿气流出方向依次安装有所述比例阀和进气电磁阀；所述进气电磁阀和比例阀均与plc系统的电信号输出端口电信号连接；所述压力传感器安装在进气电磁阀与气囊之间的出气管上，且该压力传感器与plc系统的电信号输入口电信号连接；所述出气管设置有与其连通的排气支管，所述排气电磁阀安装在所述排气支管上且用于控制排气支管内部气流的通断。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态气动坝的智能控制系统，其特征在于：包括plc智能压力控制系统；所述plc智能压力控制系统包括plc系统、空压机、气囊、用于实时监测气囊排气状态的压力传感器、比例阀、进气电磁阀以及排气电磁阀；所述plc系统上设置有若干电信号输出端口和电信号输入端口；所述空压机的输出口设置有出气管；所述出气管沿气流出方向依次安装有所述比例阀和进气电磁阀；所述进气电磁阀和比例阀均与plc系统的电信号输出端口电信号连接；所述压力传感器安装在进气电磁阀与气囊之间的出气管上，且该压力传感器与plc系统的电信号输入口电信号连接；所述出气管设置有与其连通的排气支管，所述排气电磁阀安装在所述排气支管上且用于控制排气支管内部气流的通断。


2.根据权利要求1所述的一种生态气动坝的智能控制系统，其特征在于：还包括用于远程控制的远程网关以及控制面板；所述远程网关与plc系统的电信号输入端口电信号连接；所述控制面板与远程网关电信号连接。


3.一种生态气动坝的控制方法，内容如下：
S1蓄水：当需要蓄水时，通过控制面板输入对应高度的压力值或者在plc控制界面输入对应压力值，该信号通过远程网关传递到plc智能压力控制系统，plc智能压力控制系统读取压力指令后，通过plc系统匹对此时分管压力是否与设定值一致，若大于设定值，关闭空压机控制电子阀放气，直至与设定值一致；若小于设定值，启动空压机，控制电磁阀进气，直至与设定值一致；当所有闸门的进气分管压力达到设定值后，所有电磁阀关闭，空压机停止作业，闸门的浮力与重力、摩擦力达到动态平衡，达到对应的蓄水高度；当闸门关闭到最大高度时，下限位块与坝体限位装置咬合，整体达到动态稳定后，智能压力系统停止空压机作业，关闭对应电磁阀；plc智能压力系统可以控制比例阀控制电磁阀开启大小，实现闸门关闭时间的控制。
S2泄洪：当需要泄洪时，通过控制面板输入对应泄洪高度的压力值或者在plc控制界面输入压力值，该信号通过移动基站传送到控制房内的plc智能压力控制系统网关，读取压力指令后，plc系统匹对此时分管压力是否与设定值一致，若大于设定值，关闭空压机控制电子阀放气，直至与设定值一致；若小于设定值，启动空压机，控制电磁阀进气，直至与设定值一致；当所有闸门的出气分管压力达到设定值后，所有电磁阀关闭，空压机停止作业，闸门的浮力与重力、摩擦力达到动态平衡，达到对应的蓄水高度。当闸门下落到最低高度时，上限位块与坝体接触整体达到动态稳定后，智能压力系统停止空压机作业，关闭对应电磁阀；此时气囊内所产生的浮力刚好与闸...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜恒，
申请(专利权)人：衢州市昊川水利设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33