[发明专利]一种内河船闸水位的测试控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内河船闸水位的测试控制装置及方法，属于船舶自动化技术领域。

背景技术

随着电子技术和微机控制技术的日益发展，液压技术也朝着智能化方向迈进，其中，微机电控制技术成为船闸控制系统发展的核心，结合电子技术和微机控制技术，引进新一代的工业控制装置PLC和计算机，新的船闸液压控制系统开始在内河推广，当前的船闸控制系统具备人机界面良好、自动化程度和控制精度高的优势，引进智能控制技术，能实现实时和远程监控，但总的趋势是船闸水位的测试与控制还不完善，这极大地影响了船闸控制系统的自动化。

船闸控制系统主要包括现地控制系统和集中控制系统。集中监控系统负责三峡船闸过闸流程的逻辑关系控制与保护，包括船闸过闸工艺流程和船闸闸门、阀门之间的闭锁保护控制条件，对现地控制站发布控制命令，并采集各现地控制站的运行状态等信息。

船闸控制系统的核心是船闸启闭系统。船闸启闭控制系统经过了机械传动、电气传动、液压传动的发展过程。最初的船闸启闭操作是由机械传动通过手动完成的，精度低，不能进行无级调速，结构复杂，且实现困难，故障率频繁。人们转向了其它更适合船闸启闭的传动方式，液压传动成为了主要采用的方式，与上述其它传动方式相比，液压传动有如下特点:单位重量输出功率大，容易获得很大的力矩；惯性小，启动、制动迅速，运动平稳，可以快速而无冲击地变速和换向：调速方便，能在运行中进行无级调速，操纵简便，易于实现远距离操纵和自动控制；由于系统充满油液，对各液压元件有自润滑和冷却作用，容易实现过载保护。

随着电气自动化的发展，引进电气传动实现船闸的启闭操作成为现实，它的优点在于能量传递方便、信号传递迅速，标准化程度高，且易于实现自动化控制，不过电气传动的运动平稳性比较差，容易受到外界负载的影响；成本也相对较高，受温度、湿度以及振动等环境影响较大。

国内和国际上早己形成了多种水位测量方法，根据应用场合以及要求不同，所使用传感器的各项技术指标也有较大区别。目前，国内外水位测量方法从原理上大致可分为以下四种类型：

1）非接触法:声学、电容接近式、射频和微波法、辐射法；

2）机械法:浮子法、平衡浮子法和称重法；

3）流体静压头压力检测：如应变计和电容压力传感器；

4）插入探头法：包括尖端敏感型、倾斜式等。

但由于内河水位往往落差较大、水质混浊，现有的水位传感器及应用往往存在不足，无法实现准确水位、无法自动判断上下游水位是否配平，无法实现船闸前后启闭的自动化。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、材料易得，且能够提高船闸启闭自动化程度的内河船闸水位的测试控制装置及方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种内河船闸水位的测试控制装置，其特征在于，包括PLC、信息对比分析模块、水位检测传感器和船舶位置检测器、所述的PLC中设置有控制模块，且所述的控制模块分别与信息对比分析模块和船闸启闭装置连通，而所述的信息对比分析模块则与水位检测传感器和船舶位置检测器分别连通。

进一步，所述的水位检测传感器包括两个设置在船闸上水位2米处的压差式水位检测传感器和两个设置在船闸下水位2米处的超声波式水位传感器，且所述的压差式水位检测传感器和超声波式水位传感器两两对应设置。

根据权利要求1所述的一种内河船闸水位的测试控制装置，其特征在于，所述的船舶位置检测器包括RFID卡和RFID读卡器，所述的RFID卡设置在船舶上，而所述的RFID读卡器则设置有两套，分别设置有船闸上水位、船闸下水位、待闸区和闸室中间，可感知船舶位置。

进一步，内河船闸水位的测试控制装置还包括声光报警装置，所述的声光报警装置与所述的控制模块连通，且所述的声光报警装置设置在闸门入口处。

更进一步，内河船闸水位的测试控制装置还包括视频采集装置，所述的视频采集装置与所述的控制模块连通，且所述的视频采集装置设置在闸门入口处。

而所述的信息对比分析模块包括嵌入式压差式水位的贝叶斯预测方法与超声波检测水位的功率谱分析算法的主攻模块。

一种内河船闸水位的测试控制方法，其特征在于，以船闸闭合、正在排放水为初始状态，包括以下步骤：