气动盾形闸门智能协同控制系统

发布时间：2020-11-03 14:07:55

任务来源：

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：自主研发。

技术原理

气动盾形闸门系统主要由钢闸门、气袋、埋件、空气压缩系统和控制系统组成，利用空气压缩原理，通过气袋充气与排气，使钢闸门升起与倒伏，以维持特定的水位高度，允许闸顶溢流。闸门全开时，门体全部倒卧在河底，可高效泄水，不影响景观和通航；闸门全关闭时，可以蓄水，超过设定水位时，可形成溢流景观。

技术特色

（1）该系统成本低、周期短，适用范围很广，可适用于任何环境的河道，不需要对河道作任何整治即可使用，尤其适合跨度大、坝顶高、要求设计新颖、布置紧凑的水利工程，也能满足现代水利工程生态化、景观化的要求。
（2）专家控制策略在协调层的应用，以协调各个闸门之间的开度，更好地控制水位；系统辨识方法在确定闸门开度设定值θ_i中的使用，θ_i为协调策略的给定值；自适应模糊PID策略在闸门控制单元中的使用，用以实现水位的快速、精确控制。
（3）双CPU结构设计和多级电路隔离技术，有效保证了系统的安全可靠性和抗干扰能力；监控主机采用双机冗余技术，有效保证了监控系统的可靠性；多线程技术在系统通信过程的应用，可提高控制系统的实时性；OPC技术为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。

技术指标

（1）数据采集时间：状态和报警点采集周期≤1s；模拟量采集周期≤2s；事件顺序记录点分辨率≤2ms。
（2）控制响应时间：控制命令回答响应时间≤2s；从接收控制命令到执行该指令响应时间≤1s。
（3）人机接口响应时间：调用新画面的响应时间≤2s；在已显示画面上数据动态刷新时间≤2s。
（4）数据传输速度：RS485总线数据传输速度≥1200bit/s；GPRS数据传输速度≥40kbit/s；局域网数据传输速度≥10Mbit/s。
（5）数据精度：水位、压力采集精度为0.5%；角度采集精度为0.5%。
（6）系统可扩展性：备用点≥20%；中心站CPU负载和存储器容量预留的余度≥40%；中心站控制层硬盘容量≥50%；通信的备用接口≥30%；通道利用率留有余度≥50%。

应用范围及前景

可广泛运用到河道治理及城市景观、大坝加高、分水、农田灌溉、防旱排涝、水力发电、海堤建设防海水倒灌、湿地及涵养地下水等工程。

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张龙

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