太阳能供电遥控水工闸门制造技术

一种太阳能供电遥控水工闸门，由信号参比电路，电动控制电路，机械执行机构，太阳能电源组成，特征是：太阳能电源含信号蓄电池、动力蓄电池，向上述电路提供直流电；信号参比电路含水工监测传感器、水工数据收发电路，将水工监测值及水工调度值并行发往微计算机电路，处理后向电动控制电路发调整指令；电动控制电路含触发电路、电流反向电路、及直流电机，触发电流反向电路改变电机方向，带动执行机构操作水工闸门升、降、停。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水工闸门控制领域，尤其涉及太阳能供电的水工闸门控制机构的改进。国内现有水利工程设施中，包括大量中小型水工闸门，点多面广地分布在广大农村及偏远地区。由于在如此广大，有些是人迹难至的地区，不论架设供电线路、还是信号线路，均存在架设困难，基建费用高，农网供电得不到保障，线路管理困难，人为破坏严重等问题，导致对中小型水工闸门至今难以实行电动远距离控制，而一直沿用现场人工操作这种陈旧落后的方法。该方法的落后性在于管理异常困难，操作随意性大，闸门开启度难于有效控制；尤其在旱、涝季节，或干渠渠堤出现滑坡、塌方险情时，由于节制闸或泻洪闸不能按时、按量，合理、准确地开启或关闭，轻则水源不能优化配置，产生分配不当的矛盾，重则会导致干渠不能及时泻洪，险情得不到有效控制，甚至造成渠堤溃决，形成洪涝灾害的恶果。本技术的目的就是要克服现有技术中存在的问题，提供一种建设维护费用很低，且便于对偏远、分散中小型水工闸门作远距离、集中精确控制的水工闸门控制机构。为实现上述目的，本技术太阳能供电的遥控水工闸门，由信号参比电路，电动控制电路，机械执行机构依次连接配合组成，而由太阳能电源电路分别向上述电路提供电源，其特征在于所述的太阳能电源电路，是由太阳能电池板，直流充、放电保护电路依次连接，再分别连接信号蓄电池，及动力蓄电池所组成，用以分别向所述的信号参比电路、及电动控制电路提供直流电能；所述的信号参比电路，是由水工监测传感器，及水工数据收发电路，并行与微计算机处理电路连接组成，其中微计算机处理电路，对来自水工监测传感器的实测值，及来自水工数据收发电路的调度值进行求差等运算、处理，然后向连接其后的电动控制电路发出调整指令，并把调整结果返回水工数据收发电路，进行显示、发送、汇报；所述的电动控制电路，主要由指令触发电路，动力电流反向电路、及直流电机依次连接组成，其中指令触发电路与信号蓄电池电源间，还串联有手动控制开关、及闸门限位开关，指令触发电路既接受前述的信号参比电路发出的调整指令，还因手动控制开关、及闸门限位开关对信号电源的控制，触发其后的动力电流反向电路改变电机的动力电流方向，再带动联动的执行机构实施调整；所述的机械执行机构，可采用蜗轮蜗杆式，卷扬机式，或液压传动式的机械结构，对水工闸门作出升、降、停操作。所述信号参比电路中的水工监测传感器，包括水位传感器，闸位传感器，电机方向检测电路，电源采样电路等，用以对被控对象及系统自身相关参数进行实时监测，并将实测值输出到微计算机处理电路；所述水工数据收发电路，包括现场键盘输入电路，无线数据收发电路，及显示器，用以现场及远距情况下，人、机之间交流数据，并将调度值输出到微计算机处理电路；所述微计算机处理电路包括微计算机，及其模/数(A/D)转换接口，数字信号接口，和指令输出接口，所述模/数(A/D)转换接口，接收来自水工监测传感器的模拟值并转换为数字信号，所述数字信号接口除连接数字显示器外，主要接收来自键盘输入电路、及无线数据收发电路的数字调度信号，两路信号汇入微计算机内进行数据运算、处理，得到调整指令信号，一路经数字信号接口返回到水工数据收发电路进行显示或汇报，一路通过指令输出接口输出到电动控制电路的指令触发电路，以触发后继控制电路。所述的无线数据收发电路是由无线调制解调器(无线MODEM)与无线电台串连而成，所述的微计算机是89C52单片机。所述的电动控制电路中的指令触发电路，是用直流固态继电器GZ的触发单元iGZ(i＝1，2，3，4)两个一组并联而成即1GZ与4GZ并联后与上升指令输出接口相连接，2GZ与3GZ并联后与下降指令输出接口相连接，以分别执行上升、下降指令信号；而所述的电动控制电路中的动力电流反向电路，是用同一直流固态继电器GZ的开关单元GZi(i＝1，2，3，4)组成桥路来实现的即GZ1与GZ4形成其一相对桥臂，而GZ2与GZ3形成另一相对桥臂；GZ2与GZ4交于A点为桥路起点，A点与动力蓄电池正极相连，GZ1与GZ3交于B点为桥路终点，B点通过直流电机的励磁线圈与动力蓄电池负极相连，C、D点分别为桥路上、下支点，C、D两点间串接直流电机的电枢线圈；当上升指令信号触发1GZ与4GZ令GZ1与GZ4相对桥臂接通，动力电流从A点经GZ4流向D点，经过直流电机的电枢线圈流向C点、GZ1、B点，再经过直流电机的励磁线圈流回动力蓄电池负极；当下降指令信号触发2GZ与3GZ令GZ2与GZ3相对桥臂接通，动力电流从A点经GZ2流向C点，经过直流电机的电枢线圈流向D点、GZ3、B点，仍经过直流电机的励磁线圈流回动力蓄电池负极；由此使从A点到B点再流经直流电机的励磁线圈的动力电流方向始终保持不变，而串在C、D两点间的直流电机的电枢线圈上动力电流受控反向。所述的信号参比电路，电动控制电路，及太阳能电源电路的保护电路与蓄电池均封装于闸门砼结构上的金属箱内。由上述技术方案可见，本技术采用了太阳能电池板提供能源，省却了大量的动力电网架设的费用；而蓄电池的直流充、放电供电方式，省却了现今太阳能交流供电方式中的逆变电路环节，减少了逆变损耗，使电能利用率从30％提高到80％，减少了太阳能电池板的所需面积，降低了投建成本；在信号处理电路中由于采用了A/D转换电路及微计算机，将传统的模拟信号处理改进为数字信号处理，扩大了可处理数据的类型，提高了信号处理、传输的效率及抗干扰性，增加了调节的精度及准确性；而且由于上述新技术的采用，给在信号处理电路中加接无线数据收发电路提供了平台，实现了水工调节指令的远程发送、调度、与监测；而在控制电路中，由于采用直流固态继电器组成指令触发电路及动力电流反向电路，大大简化了控制电路，降低了能耗，而且实现了用电安全、无弧切换；此外较之交流电机的1500RPM转速，直流电机的转速可提高一倍到3000RPM，从而可改进执行机构为减速省力型，以降低对太阳能电源系统的峰值功率需求，提高调节执行精度和动能传递效率；总之，本技术技术先进，调控高效，维护简便，成本低廉，便于推广，实为水工闸门技术上的一大创新。以下结合附图对本技术水闸作进一步详细说明。附图说明图1为本技术的机电原理框图。图2为本技术实施例的电路接线图。如图1所示，本技术太阳能供电的遥控水工闸门，主要由信号参比电路，电动控制电路，机械执行机构4依次连接配合组成，而由太阳能电源电路分别向上述电路提供电源，其特征在于所述的太阳能电源电路，是由太阳能电池板1-1，直流充、放电保护电路1-2依次连接，再分别连接信号蓄电池1-3，及动力蓄电池1-4所组成，用以分别向所述的信号参比电路，及电动控制电路提供直流电能；所述的信号参比电路，是由水工监测传感器2-1，及水工数据收发电路2-2，并行与微计算机处理电路2-3连接组成，其中微计算机处理电路2-3，对来自水工监测传感器2-1的实测值，及来自水工数据收发电路2-2的调度值进行求差等运算、处理，然后向连接其后的电动控制电路发出调整指令，并把调整结果返回水工数据收发电路2-2，进行显示、发送、汇报；所述的电动控制电路，主要由指令触发电路3-1，动力电流反向电路3-2、及直流电机3-3依次连接组成，其中指令触发电路3-1与信号蓄电池电源1-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能供电的遥控水工闸门，由信号参比电路，电动控制电路，机械执行机构依次连接配合组成，而由太阳能电源电路分别向上述电路提供电源，其特征在于：所述的太阳能电源电路，是由太阳能电池板，直流充、放电保护电路依次连接，再分别连接信号蓄电池、动力蓄电池所组成；所述的信号参比电路，是由水工监测传感器及水工数据收发电路并行，与可对来自水工监测传感器的实测值及来自水工数据收发电路的调度值进行求差等运算、处理，然后向连接其后的电动控制电路发出调整指令，并把调整结果返回水工数据收发电路的微计算机处理电路连接组成；所述的电动控制电路，主要由指令触发电路、动力电流反向电路及直流电机依次连接组成，其中指令触发电路与信号蓄电池电源间还串联有手动控制开关及闸门限位开关；所述的机械执行机构，可采用蜗轮蜗杆式，卷扬机式，或液压传动式的机械结构，带动水工闸门作出升、降、停。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供电的遥控水工闸门，由信号参比电路，电动控制电路，机械执行机构依次连接配合组成，而由太阳能电源电路分别向上述电路提供电源，其特征在于所述的太阳能电源电路，是由太阳能电池板，直流充、放电保护电路依次连接，再分别连接信号蓄电池、动力蓄电池所组成；所述的信号参比电路，是由水工监测传感器及水工数据收发电路并行，与可对来自水工监测传感器的实测值及来自水工数据收发电路的调度值进行求差等运算、处理，然后向连接其后的电动控制电路发出调整指令，并把调整结果返回水工数据收发电路的微计算机处理电路连接组成；所述的电动控制电路，主要由指令触发电路、动力电流反向电路及直流电机依次连接组成，其中指令触发电路与信号蓄电池电源间还串联有手动控制开关及闸门限位开关；所述的机械执行机构，可采用蜗轮蜗杆式，卷扬机式，或液压传动式的机械结构，带动水工闸门作出升、降、停。2.根据权利要求1所述的太阳能供电的遥控水工闸门，其特征在于所述信号参比电路中的水工监测传感器，包括水位传感器，闸位传感器，电机方向检测电路，电源采样电路等，用以对被控对象及系统自身相关参数进行实时监测，并将实测值输出到微计算机处理电路；所述水工数据收发电路，包括现场键盘输入电路，无线数据收发电路，及显示器，用以现场及远距情况下，人、机之间交流数据，并将调度值输出到微计算机处理电路；所述微计算机处理电路包括微计算机，及其模/数(A/D)转换接口，数字信号接口，和指令输出接口，所述模/数(A/D)转换接口，接收来自水工监测传感器的模拟值并转换为数字信号，所述数字信号接口除连接数字显示器外，主要接收来自键盘输入电路、及无线数据收发电路的数字调度信号，两路信号汇入微计算机内进行数据运算、处理，得到调整指令信号，一路经数字信号接口返回到水工数据收发电路进行显示或汇报，一路通过指令输出接口输出到电动控制电路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴炳坤，
申请(专利权)人：湖南中灌信息技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]