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灌区信息化

灌区远程测控改造闸门技术方案

时间:2021-08-06 作者: 浏览次数:2021次

1. 闸门信息化现状 

传统电动闸门的升降,往往在简易电力箱内采用开关按钮直控接触器的方式,无法对闸门的开启高度进行测量,也不能判断闸门板当前的运行状态,更不能自动化及远程控制,此类闸门的控制手段无法做到对闸门板精确定位,由于闸门底部淤泥等情况复杂,易造成螺杆顶弯变形,甚至破坏启闭机,不能继续工作,影响水利系统的业务运行。

闸门“手改电”及自动化改造由来已久,近年来针对中小型甚至大型闸门的低功耗信息化改造技术逐渐成熟。采用太阳能供电,实现闸门远程控制、流量计算等功能的低功耗闸门,降低了布线和拉电的成本,提高了信息化闸门的覆盖区域,但在闸门信息化建设过程中,发现诸多问题,集中在计量缺失、实施复杂、成本高三点。

2. 系统介绍

在我国很多灌区已经建设了传统的手摇闸门或交流电机本地控制的闸门,现有闸门功能正常。闸门信息化系统改造以“无人值守”为设计原则,通过传感技术、自动化控制技术、计算机软硬件技术、网络通信技术等,为用户提供了一套既可现场对闸门进行控制,也可远程启闭闸门的自动化控制系统。该闸控系统可接入渠道水位信号、流量信号或现场视频信号等,能够将水位、流量、视频等通过闸控系统统一管理,构建成闸门综合管理系统平台,使远方操作更加可视,达到无人值守、合理调度分配,同时实现对水计量和收费管理。

系统设计

系统功能

我公司对原有闸门进行升级改造,保留原有闸体,通过增加包括电动智能控制启闭装置、太阳能供电装置、智能终端控制系统和量水设施在内的智能设施,实现闸门的远程控制和流量计量功能,最大限度降低项目成本和施工难度。

闸门远程控制系统是以微处理器为核心的自动化闸门控制系统,结合渠道测流理论以及传感测量技术,可实现闸门的远程控制、流量监测。系统响应远程服务器下发的控制指令,实现闸门开度的调节控制,结合现场传感器以及流量计量算法,实现定流量、定水位、定开度等控制模式。

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                                   ;          系统设计拓扑图(蓝色为原有单元,绿色为增加功能单元)

远程测控闸门的控制系统主要包括两部分:闸门终端控制系统和全渠系动态调水控制系统。终端控制系统直接安装在各级渠系的闸门上,主要负责闸门终端的自动计量、自动分水、远程通讯、电源管理、手动操作及信息显示等功能。全渠系动态调水控制系统安装在远程控制调度中心的服务器上,主要负责对渠系所有闸门终端的远程控制、实时监测、处理订水信息、全渠系动态协同调水、历史数据查询及水情分析等功能。

产品特点及优势:

(1)保留原有闸体,根据传动结构形态,增加电机和齿轮连接件,升级动力传输单元;

(2)编码闸位计与限位开关一体化设计,既能精确检测闸门开度又能保护闸门;

(3)根据闸门尺寸选配相应直流减速电机(1:4/1:6/1:8/1:16/1:32),太阳能供电可提起10吨闸门;

(4)自带电机调速和电流检测机制,具备智能调速和自动排卡功能,同时可接入荷重检测,多重保护和报警功能;

(5)实现现场手、自动控制;远程控制;急停控制;

(6)实时采集闸门开度、状态、位移越限开关状态、电机运行参数、水位、流量等各类实时参数与状态信号,并通过4G及时传输;

(7)支持螺杆闸门、卷扬闸、翻板闸的升级改造;

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闸门分类

l 小型一体化闸门改造站

一体化闸门站不需单独的保护房,独立成站,系统内置遥测终端机、闸位计、蓄电池、 充电控制器等设备,整体低功耗设计,不需要外部电源以及网络的支持,控制箱防水设计,可方便的布置在预期的闸门安装地点,实现低成本、高效率的闸门信息化方案。

一体化闸门站适用于支渠、斗渠等小尺寸闸门站,可外接流量计、水位计对水渠的流量进行计量,可外接串口摄像机等外部传感器,对现场的数据和设备参数进行更详细的统计和监控。

系统内置流量算法,可通过闸前、闸后水位以及出流方式,计算出当前的流量值,并上传服务器。系统支持巴谢尔槽和明渠流量计的计量方法。

中大型闸门改造站

中大型闸门站,适用于大的支渠、干渠、河道等,闸门尺寸的增加,对电源

系统以及安全控制系统有更高的要求,一般会配置操作室,并在操作室内配置独

立的闸门控制柜。闸门控制柜支持闸门现场控制及远程控制。

中型闸门控制柜是一个独立的控制箱体,全防水设计,直接固定在闸门横梁上,一般中型闸门横梁为混凝土结构。闸门控制箱下方有承重钢板,电机固定于箱体内底部,电机固定螺丝穿过箱底与承重钢板连接。箱体内有遥测终端机、控制面板、电机驱动、蓄电池及充电控制机等设备。

大型闸门控制柜一般用于已经有闸房的闸门改造工程,改造时只需要在闸房

内配置独立的闸门控制柜,且不用考虑控制柜的防水防盗等问题。闸门控

制柜就是现场操作控制面板,通过操作面板上的控制按键,对闸门的开闭

状态进行调节,液晶屏可实时显示当前的闸位值以及工作状态。闸门控制柜结构设计简单,安装方便。

系统支持宽渠道并联闸门单独控制,每个独立闸门使用单独的闸位计进行

位置反馈,只需一套流量计、水位计、摄像头等传感器。

 防盗设计

一体化闸门为外部防拆设计,锁紧控制柜门板后,所有的组件外部不可拆卸,没有外部裸露的螺丝钉等可拆部件。系统配备4G无线视频摄像机,分别拍摄闸前、闸后、闸房实时视频并传输。

灌区综合管理软件

灌区综合管理软件是基于B/S架构研发设计,软件主要功能模块包含:GIS地图、数据展示、闸门监控、用水统计、调水管理、视频监控、报警管理、报表统计等功能模块,通过PC端和手机APP呈现给用户,方便用户管理灌区。

同时软件有面向第三方平台的开放接口,方便用户将系统与第三方平台进行对接。

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 项目案例 

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                  塔西河闸门改造

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                    吉林双阳灌区

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               内蒙古达林台灌区项目升级改造


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