一种多级放空洞控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级放空洞控制系统及控制工艺流程，控制系统包括主控站、运算通讯站和k个分控站，沿着水流下泄途径挖掘有k条隧洞，沿着水流流向在每条隧洞之上按照适当间距设置有n级闸门装置，其中，n为自然数，所述主控站与所述运算通讯站之间、所述运算通讯站与所述分控站之间分别通过光缆建立有双向通讯连接；控制工艺流程包括通过主控站发出程序启动指令、通过运算通讯站对程序启动指令进行比较判断，并根据判断结果向分控站转发程序启动指令，通过分控站执行相对应的控制程序完成蓄水、放空、检修操作；采用本发明专利技术的技术方案，具有自动化水平高、可靠性高和安全稳定的优点，减轻了操作人员的劳动强度，提高了操作效率，减少了安全事故。

A control system of multistage cavity

【技术实现步骤摘要】
一种多级放空洞控制系统
本专利技术具体涉及水利水电工程
，尤其涉及一种多级放空洞控制系统。
技术介绍
高坝工程为我国经济社会发展带来巨大能源效益，工程放空技术是其稳定、安全运行的重要保障。但是，高坝工程建筑物往往由于结构承受巨大水推力作用而无法布置在80m水深以下，导致高坝工程蓄水深度和蓄水量受限于取水建筑物的布置高程、闸门尺寸、闸门结构形式及运行方式。极大影响了我国相关行业的取水范围及用水量，甚至需要布置更多的建筑物、投入更多的金属设备、时间、人力、物力成本来满足需求，而在高坝工程的放空处理流程中，现有技术中仍然较多地采用人工操作的控制方法，放空操作流程十分复杂，稍不留意则会造成安全事故，并且使操作员费时费力，给放空作业带来很大的难度，可靠性也较低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多级放空洞控制系统。本专利技术是通过如下技术方案予以实现的。本专利技术提供了一种多级放空洞控制系统，包括主控站、运算通讯站和k个分控站，沿着水流下泄途径挖掘有k条隧洞，沿着水流流向在每条隧洞之上按照适当间距设置有n级闸门装置，其中，n为自然数，所述主控站与所述运算通讯站之间、所述运算通讯站与所述分控站之间分别通过光缆建立有双向通讯连接；主控站：用于在用户需要时，用户通过该通讯站向所述通讯站发出相应的程序启动指令，所述程序启动指令包括程序标识信息，所述主控站还用于接收来自于所述运算通讯站的实时状态数据和预警指令，并将该实时状态数据向用户显示，根据接收到的预警指令向用户发出警告提示；运算通讯站：所述运算通讯站以内存储有预设的多个程序阈值数据，每个程序阈值数据均包括唯一的程序标识信息和预设的各级闸门装置的状态阈值信息，所述运算通讯站用于接收来自于主控站的程序启动指令和来自于所述分控站的实时状态数据，并将该实时状态数据转发至所述主控站，所述运算通讯站还根据该程序启动指令，将所述实时状态数据与程序标识信息相对应的程序阈值数据进行比较，将比较结果划分为“一致”和“不一致”，当比较结果为“一致”时，将该程序启动指令转发至分控站，当比较结果为“不一致”时，向所述主控站发出预警指令；分控站：所述分控站以内存储有多种控制程序，每种控制程序具有唯一的程序标识信息，所述控制程序用于控制多级闸门装置按照适当的顺序或间隔时间启闭，当所述分控站接收到来自于所述运算通讯站的程序启动指令时，所述分控站根据所述程序启动指令以内的程序标识信息，启动相对应的控制程序，所述控制程序还通过设置于各级闸门装置以内的状态监测装置获取各级闸门装置的实时状态数据，所述实时状态数据包括各级闸门装置的实时水位信息，并将该实时状态数据转发至运算通讯站。所述实时状态数据还包括实时图像信息、实时荷载信息、实时闸门开度信息。所述主控站数量至少为3个，其中至少有1个主控站作为工程师主控站，至少有2个主控站作为管理员主控站。所述运算通讯站数量至少为2个，其中至少有1个运算通讯站作为备用。所述k个分控站还通过光缆连接组成环状双向通信网络。此外，本专利技术还提供了一种多级放空洞的控制工艺流程，包括以下步骤：步骤一：使用如权利要求1至4任一项所述的多级放空洞控制系统，在用户需要时，通过所述主控站发出程序启动指令，所述程序启动指令包括程序标识信息；步骤二：通过所述运算通讯站接收来自于所述主控站的程序启动指令，并通过所述运算通讯站对该程序启动指令进行判断，根据判断结果，向所述分控站转发该程序启动指令或向所述主控站发出预警指令，通过所述分控站接收来自于所述运算通讯站的程序启动指令，使所述分控站根据该程序启动指令选择相应的控制程序执行；步骤三：通过所述主控站获取各级闸门装置的实时状态数据和所述预警提示。所述控制程序包括联动蓄水程序、联动放空程序和联动检修程序。所述联动蓄水程序包括以下步骤：步骤1：同时向k条隧洞中相应的弧形闸门装置发出关闭指令，关闭所有弧形闸门装置，通过设置于弧形闸门装置的水位监测装置获取弧形闸门装置的实时水位信息，将该实时水位信息与所述联动蓄水程序以内预设的水位阈值进行比较，当所述实时水位信息与水位阈值一致时，进行下一步；步骤2：同时向k条隧洞中相应的第n级工作闸门发出关闭指令，关闭所有第n级工作闸门装置，通过设置于第n级工作闸门以内的状态监测装置获取第n级工作闸门的实时水位信息，将该实时水位信息与所述联动蓄水程序以内预设的水位阈值进行比较，当所述实时水位信息与水位阈值一致时，进行下一步；步骤3；同时向k条隧洞中相应的第n-1级工作闸门发出关闭指令，关闭第n-1级工作闸门；步骤4：重复步骤3，通过设置于各级闸门以内的状态监测装置获取各级闸门的实时水位信息，当第2级工作闸门上游水位高度达到所述联动蓄水程序以内预设的水位阈值时，同时向k条隧洞中相应的第1级工作闸门发出关闭指令，关闭第1级闸门。通过设置于第1级工作闸门以内的状态监测装置获取第1级工作闸门的实时水位信息，将该实时水位信息与所述联动蓄水程序以内预设的水位阈值进行比较，当所述实时水位信息与水位阈值一致时，联动蓄水过程结束；所述联动放空程序包括以下步骤：步骤1：通过设置于第1级工作闸门以内的状态监测装置获取各级闸门装置的实时水位信息，当第1级工作闸门装上游水位高度达到所述联动放水程序以内预设的水位阈值时，同时向剩余k条隧洞中相应的第1级工作闸门发出开启指令，同时开启第1条隧洞的弧形闸门装置，第1条隧洞放水。步骤2：通过设置于第2级工作闸门以内的状态监测装置获取各级闸门装置的实时水位信息，当第2级工作闸门上游水位高度达到所述联动放水程序以内预设的水位阈值时，同时向剩余k-1条隧洞中相应的第2级闸门发出开启指令，同时开启第2条隧洞的弧形闸门装置，第1条隧洞放水。步骤3：重复步骤2，直至通过设置于第n级工作闸门以内的状态监测装置获取各级闸门装置的实时水位信息，当第n级工作闸门上游水位高度达到所述联动放水程序以内预设的水位阈值时，同时向剩余最后1条隧洞中相应的第n级工作闸门发出开启指令，同时开启第k条隧洞的弧形闸门装置，第k条隧洞放水。所述联动放空程序结束。所述联动检修程序包括以下步骤：所述n级闸门装置之外还并列设置有连通管，所述连通管通过n个联通阀与各级闸门装置相连通；当需要对闸门装置以内的工作闸门进行检修时，向该级闸门装置的检修闸门发出关闭指令，关闭该检修闸门，通过与其相对应的连通管放水，待该级闸门装置工作闸门上下游水位持平后，再向该级闸门装置的工作闸门发出开启指令，开启该工作闸门进行检修，检修完毕后再向该级闸门装置的工作闸门发出关闭指令，关闭该工作闸门，通过与其相对应的连通管向该级闸门装置的工作闸门两侧上下游充水，待该级闸门装置工作闸门上游实时水位信息与预设的水位阈值一致时，向该级闸门装置的检修闸门发出开启指令，开启该检修闸门，完成检修。所述联动检修程序还包括以下步骤：沿着水流流向在每条隧洞之上在所述n级闸门装置下游按照适当间距还依次并列设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级放空洞控制系统，其特征在于：包括主控站、运算通讯站和k个分控站，沿着水流下泄途径挖掘有k条隧洞，沿着水流流向在每条隧洞之上按照适当间距设置有n级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置，其中，k、n均为自然数，n级闸门装置包括n级检修闸门和n级工作闸门，所述主控站与所述运算通讯站之间、所述运算通讯站与所述分控站之间分别通过光缆建立有双向通讯连接；/n主控站：用于在用户需要时，用户通过该通讯站向所述通讯站发出相应的程序启动指令，所述程序启动指令包括程序标识信息，所述主控站还用于接收来自于所述运算通讯站的实时状态数据和预警指令，并将该实时状态数据向用户显示，根据接收到的预警指令向用户发出警告提示；/n运算通讯站：所述运算通讯站以内存储有预设的多个程序阈值数据，每个程序阈值数据均包括唯一的程序标识信息和预设的各级闸门装置的状态阈值信息，所述运算通讯站用于接收来自于主控站的程序启动指令和来自于所述分控站的实时状态数据，并将该实时状态数据转发至所述主控站，所述运算通讯站还根据该程序启动指令，将所述实时状态数据与程序标识信息相对应的程序阈值数据进行比较，将比较结果划分为“一致”和“不一致”，当比较结果为“一致”时，将该程序启动指令转发至分控站，当比较结果为“不一致”时，向所述主控站发出预警指令；/n分控站：所述分控站以内存储有多种控制程序，每种控制程序具有唯一的程序标识信息，所述控制程序用于控制n级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置按照适当的顺序或间隔时间启闭，当所述分控站接收到来自于所述运算通讯站的程序启动指令时，所述分控站根据所述程序启动指令以内的程序标识信息，启动相对应的控制程序，所述控制程序还通过分别设置于n级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置以内的状态监测装置获取各级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置的实时状态数据，所述实时状态数据包括各级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置的实时水位信息，并将该实时状态数据转发至运算通讯站。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多级放空洞控制系统，其特征在于：包括主控站、运算通讯站和k个分控站，沿着水流下泄途径挖掘有k条隧洞，沿着水流流向在每条隧洞之上按照适当间距设置有n级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置，其中，k、n均为自然数，n级闸门装置包括n级检修闸门和n级工作闸门，所述主控站与所述运算通讯站之间、所述运算通讯站与所述分控站之间分别通过光缆建立有双向通讯连接；
主控站：用于在用户需要时，用户通过该通讯站向所述通讯站发出相应的程序启动指令，所述程序启动指令包括程序标识信息，所述主控站还用于接收来自于所述运算通讯站的实时状态数据和预警指令，并将该实时状态数据向用户显示，根据接收到的预警指令向用户发出警告提示；
运算通讯站：所述运算通讯站以内存储有预设的多个程序阈值数据，每个程序阈值数据均包括唯一的程序标识信息和预设的各级闸门装置的状态阈值信息，所述运算通讯站用于接收来自于主控站的程序启动指令和来自于所述分控站的实时状态数据，并将该实时状态数据转发至所述主控站，所述运算通讯站还根据该程序启动指令，将所述实时状态数据与程序标识信息相对应的程序阈值数据进行比较，将比较结果划分为“一致”和“不一致”，当比较结果为“一致”时，将该程序启动指令转发至分控站，当比较结果为“不一致”时，向所述主控站发出预警指令；
分控站：所述分控站以内存储有多种控制程序，每种控制程序具有唯一的程序标识信息，所述控制程序用于控制n级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置按照适当的顺序或间隔时间启闭，当所述分控站接收到来自于所述运算通讯站的程序启动指令时，所述分控站根据所述程序启动指令以内的程序标识信息，启动相对应的控制程序，所述控制程序还通过分别设置于n级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置以内的状态监测装置获取各级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置的实时状态数据，所述实时状态数据包括各级闸门装置、事故闸门装置和弧形闸门装置的实时水位信息，并将该实时状态数据转发至运算通讯站。


2.根据权利要求1所述的一种多级放空洞控制系统，其特征在于：所述实时状态数据还包括实时图像信息、实时荷载信息、实时闸门开度信息。


3.根据权利要求1所述的一种多级放空洞控制系统，其特征在于：所述主控站数量至少为3个，其中至少有1个主控站作为工程师主控站，至少有2个主控站作为管理员主控站。


4.根据权利要求1所述的一种多级放空洞控制系统，其特征在于：所述运算通讯站数量至少为2个，其中至少有1个运算通讯站作为备用。


5.根据权利要求1所述的一种多级放空洞的控制工艺流程，其特征在于：所述k个分控站还通过光缆连接组成环状双向通信网络。


6.一种多级放空洞的控制工艺流程，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：使用如权利要求1至4任一项所述的多级放空洞控制系统，在用户需要时，通过所述主控站发出程序启动指令，所述程序启动指令包括程序标识信息；
步骤二：通过所述运算通讯站接收来自于所述主控站的程序启动指令，并通过所述运算通讯站对该程序启动指令进行判断，根据判断结果，向所述分控站转发该程序启动指令或向所述主控站发出预警指令，通过所述分控站接收来自于所述运算通讯站的程序启动指令，使所述分控站根据该程序启动指令选择相应的控制程序执行；
步骤三：通过所述主控站获取各级闸门装置的实时状态数据和所述预警提示。


7.根据权利要求6所述的一种多级放空洞的控制工艺流程，其特征在于：所述控制程序包括联动蓄水程序、联动放空程序和联动检修程序。


8.根据权利要求7所述的一种多级放空洞的控制工艺流程，其特征在于：所述联动蓄水程序包括以下步骤：
步骤1：同时向k条隧洞中相应的弧形闸门装置发出关闭指令，关闭所有弧形闸门装置，通过设置于弧形闸门装置的水位监测装置获取弧形闸门装置的实时水位信息，将该实时水位信息与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家修，杜帅群，李晓彬，郑雪玉，吴时强，张陆陈，骆少泽，王晓东，方龙，汤文刚，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，南京苏润科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52