水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置及方法与流程

本发明涉及一种信号互锁装置及方法，具体是指一种适用于水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置及方法，防止误操作以提高安全性。

背景技术：

现有技术中，一般防汛泵站都设置有出水闸门和回笼水闸门。在汛期模式水泵开启并正常运转时，需开启出水闸门，关闭回笼水闸门。在非汛期模式或水泵试运转模式时，需关闭出水闸门，开启回笼水闸门。

由于一般回笼水闸门的设计只允许承载一台水泵的流量。因此，在非汛期模式或水泵试运转模式下，当发生误操作时，即开启两台及以上水泵时，回笼水管道就会无法承受这样的大流量，水流即会从出水井的盖板处溢出，进而淹没泵站，危及泵站设备及操作人员的安全。

另外，由于泵站内各闸门的动作次数较少，并且因为其长时间暴露于潮湿的腐蚀性环境中，从而致使启闭闸门用的终端极限开关腐蚀损坏。所以当在关/开闸门时，往往会发生将闸门丝杆顶弯，或将门板直接拉掉落入水下的现象。进一步，由于闸门处于集水井内，操作人员并不能直观的发现其所处的实际位置与状态。若当闸门门板掉落而并未发现时还开启水泵，会导致出水大量冒溢等不安全事故的发生。

因此，通过对泵站的水泵控制系统与出水闸门、回笼水闸门的开关信号建立连锁，防止上述误操作的发生，是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置及方法，采用闸门启闭机的开启或关闭信号，并结合闸门所处实际位置的检测信号以及闸门的可视化信号，将闸门启闭与水泵启闭进行互锁，确保泵站的安全运行。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置，由对应设置在各个闸门处的检测器，以及与各个检测器通信连接的控制器组成；每个所述的检测器包含：闸门启闭机，通过闸门丝杆与闸门连接，控制闸门丝杆带动闸门上下移动，使闸门开启或关闭；闸门上限位传感器，设置在闸门门框的顶端，检测闸门是否向上移动至闸门门框的顶端，即检测闸门是否全开；多个闸门开启度传感器，间隔设置在闸门门框的侧边，检测闸门实际开启或关闭的程度；所述的控制器分别与各个闸门启闭机、各个闸门上限位传感器以及各个闸门开启度传感器通信连接，根据接收到的信号判断各个闸门实际是否完全开启或完全关闭，进而控制水泵的开启或停止。

每个所述的检测器还包含：闸门监控摄像头，安装在闸门门框上方的空余位置，拍摄闸门的实际所处位置，并与控制器通信连接，向控制器发送闸门的可视化信号。

所述的闸门监控摄像头采用防护等级为IP68的红外摄像头，或者采用防水防爆的LED探照灯。

所述的闸门门框上设置有闸门导轨，闸门沿着该闸门导轨上下移动，实现闸门的开启或关闭。

本发明还提供一种水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法，采用所述的真实信号互锁装置实现，包含以下步骤：

S1、根据水泵开启模式或水泵试运转模式下的泵站中各个闸门开启或关闭的要求，由各个闸门启闭机控制闸门丝杆带动对应的闸门开启或关闭，并向控制器发送各个闸门开启或关闭的信号；

S2、闸门上限位传感器实时检测对应闸门是否全开，以及闸门开启度传感器实时检测对应闸门的实际开启或关闭程度，并将各个闸门所处实际位置的检测信号发送至控制器；

S3、闸门监控摄像头实时拍摄对应闸门的状态，并将各个闸门的可视化信号发送至控制器；

S4、水泵控制与各个闸门的信号连锁，控制器根据接收到的闸门开启或关闭的信号、闸门所处实际位置的检测信号、以及闸门的可视化信号，判断闸门是否根据当前模式要求完全开启或完全关闭；

如是，则根据当前模式要求，开启或停止水泵运行；

如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启或完全关闭，并对控制器进行人工复位。

在水泵开启模式下，水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法，包含以下步骤：

SA1、完全开启进水闸门；

SA2、控制器根据接收到的信号判断进水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SA3；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使进水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SA2；

SA3、完全开启出水闸门；

SA4、控制器根据接收到的信号判断出水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SA5；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使出水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SA4；

SA5、完全关闭回笼水闸门；

SA6、控制器根据接收到的信号判断回笼水闸门是否完全关闭；如是，则继续执行SA7；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使回笼水闸门完全关闭，并对控制器进行人工复位，返回执行SA6；

SA7、开启水泵。

水泵试运转模式下，水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法，包含以下步骤：

SB1、完全开启进水闸门；

SB2、控制器根据接收到的信号判断进水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SB3；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使进水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SB2；

SB3、完全关闭出水闸门；

SB4、控制器根据接收到的信号判断出水闸门是否完全关闭；如是，则继续执行SB5；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使出水闸门完全关闭，并对控制器进行人工复位，返回执行SB4；

SB5、完全开启回笼水闸门；

SB6、控制器根据接收到的信号判断回笼水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SB7；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使回笼水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SB6；

SB7、开启水泵。

在判断各个闸门是否全开时，包含以下步骤：

SC1、闸门启闭机控制闸门丝杆带动闸门开启；

SC2、控制器接收到闸门开启度传感器发送的闸门实际开启程度信号，并且该信号显示闸门已经全开，继续执行SC3；控制器在阈值时间内接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门尚未全开，返回SC2；控制器在超过阈值时间后接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门仍然尚未全开，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启；

SC3、控制器接收到闸门上限位传感器发送的闸门全开信号，继续执行SC4；控制器在阈值时间内未接收到闸门全开信号，返回SC3；控制器在超过阈值时间后仍未接收到闸门全开信号，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启；

SC4、控制器接收到闸门启闭机发送的闸门开启信号，继续执行SC5；控制器在阈值时间内未接收到闸门开启信号，返回SC4；控制器在超过阈值时间后仍未接收到闸门开启信号，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启；

SC5、控制器接收到闸门监控摄像头发送的闸门可视化信号，并且该信号显示闸门已经全开，确定闸门完全开启；否则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启。

在判断各个闸门是否全关时，包含以下步骤：

SD1、闸门启闭机控制闸门丝杆带动闸门关闭；

SD2、控制器接收到闸门开启度传感器发送的闸门实际开启程度信号，并且该信号显示闸门已经全关，继续执行SD3；控制器在阈值时间内接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门尚未全关，返回SD2；控制器在超过阈值时间后接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门仍然尚未全关，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全关闭；

SD3、控制器接收到闸门启闭机发送的闸门关闭信号，继续执行SD4；控制器在阈值时间内未接收到闸门关闭信号，返回SD3；控制器在超过阈值时间后仍未接收到闸门关闭信号，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全关闭；

SD4、控制器接收到闸门监控摄像头发送的闸门可视化信号，并且该信号显示闸门已经全关，确定闸门完全关闭；否则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全关闭。

综上所述，本发明所述的水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置及方法，采用了原有的闸门启闭机的开启或关闭信号，并结合闸门所处实际位置的检测信号以及闸门的可视化信号，在上述各个信号都真实可靠的前提下，将闸门启闭与水泵启闭进行互锁，确保泵站的安全运行。

附图说明

图1为本发明中的水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置的结构示意图；

图2为本发明中的水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法的流程图；

图3为本发明中的水泵开启模式下的信号互锁方法的流程图；

图4为本发明中的水泵试运转模式下的信号互锁方法的流程图；

图5为本发明中的各个闸门开启过程的流程图；

图6为本发明中的各个闸门关闭过程的流程图。

具体实施方式

以下结合图1～图6，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，为本发明所提供的水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置，由对应设置在各个闸门处的检测器，以及与各个检测器通信连接的控制器组成；每个所述的检测器包含：闸门启闭机2，通过闸门丝杆3与闸门1连接，控制闸门丝杆3带动闸门1上下移动，使闸门开启或关闭；闸门上限位传感器5，设置在闸门门框的顶端，检测闸门1是否向上移动至闸门门框的顶端，即检测闸门是否全开；多个闸门开启度传感器6，间隔设置在闸门门框的侧边，检测闸门1实际开启或关闭的程度；所述的控制器分别与各个闸门启闭机2、各个闸门上限位传感器5以及各个闸门开启度传感器6通信连接，根据接收到的信号判断各个闸门1实际是否完全开启或完全关闭，进而控制水泵的开启或停止。

每个所述的检测器还包含：闸门监控摄像头7，安装在闸门门框上方的空余位置，拍摄闸门1的实际所处位置，并与控制器通信连接，向控制器发送闸门1的可视化信号。

所述的闸门监控摄像头7采用防护等级为IP68的红外摄像头，或者采用防水防爆的LED探照灯。

所述的闸门门框上设置有闸门导轨4，闸门1沿着该闸门导轨4上下移动，实现闸门1的开启或关闭。

如图2所示，为本发明所提供的水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法，采用所述的真实信号互锁装置实现，包含以下步骤：

S1、根据水泵开启模式或水泵试运转模式下的泵站中各个闸门开启或关闭的要求，由各个闸门启闭机控制闸门丝杆带动对应的闸门开启或关闭，并向控制器发送各个闸门开启或关闭的信号；

S2、闸门上限位传感器实时检测对应闸门是否全开，以及闸门开启度传感器实时检测对应闸门的实际开启或关闭程度，并将各个闸门所处实际位置的检测信号发送至控制器；

S3、闸门监控摄像头实时拍摄对应闸门的状态，并将各个闸门的可视化信号发送至控制器；

S4、水泵控制与各个闸门的信号连锁，控制器根据接收到的闸门开启或关闭的信号、闸门所处实际位置的检测信号、以及闸门的可视化信号，判断闸门是否根据当前模式要求完全开启或完全关闭；

如是，则根据当前模式要求，开启或停止水泵运行；

如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启或完全关闭，并对控制器进行人工复位。

如图3所示，在水泵开启模式下，水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法，包含以下步骤：

SA1、完全开启进水闸门；

SA2、控制器根据接收到的信号判断进水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SA3；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使进水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SA2；

SA3、完全开启出水闸门；

SA4、控制器根据接收到的信号判断出水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SA5；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使出水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SA4；

SA5、完全关闭回笼水闸门；

SA6、控制器根据接收到的信号判断回笼水闸门是否完全关闭；如是，则继续执行SA7；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使回笼水闸门完全关闭，并对控制器进行人工复位，返回执行SA6；

SA7、开启水泵。

如图4所示，水泵试运转模式下，水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁方法，包含以下步骤：

SB1、完全开启进水闸门；

SB2、控制器根据接收到的信号判断进水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SB3；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使进水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SB2；

SB3、完全关闭出水闸门；

SB4、控制器根据接收到的信号判断出水闸门是否完全关闭；如是，则继续执行SB5；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使出水闸门完全关闭，并对控制器进行人工复位，返回执行SB4；

SB5、完全开启回笼水闸门；

SB6、控制器根据接收到的信号判断回笼水闸门是否完全开启；如是，则继续执行SB7；如否，则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使回笼水闸门完全开启，并对控制器进行人工复位，返回执行SB6；

SB7、开启水泵。

如图5所示，在判断各个闸门是否全开时，包含以下步骤：

SC1、闸门启闭机控制闸门丝杆带动闸门开启；

SC2、控制器接收到闸门开启度传感器发送的闸门实际开启程度信号，并且该信号显示闸门已经全开，继续执行SC3；控制器在阈值时间内接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门尚未全开，返回SC2；控制器在超过阈值时间后接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门仍然尚未全开，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启；

SC3、控制器接收到闸门上限位传感器发送的闸门全开信号，继续执行SC4；控制器在阈值时间内未接收到闸门全开信号，返回SC3；控制器在超过阈值时间后仍未接收到闸门全开信号，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启；

SC4、控制器接收到闸门启闭机发送的闸门开启信号，继续执行SC5；控制器在阈值时间内未接收到闸门开启信号，返回SC4；控制器在超过阈值时间后仍未接收到闸门开启信号，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启；

SC5、控制器接收到闸门监控摄像头发送的闸门可视化信号，并且该信号显示闸门已经全开，确定闸门完全开启；否则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全开启。

如图6所示，在判断各个闸门是否全关时，包含以下步骤：

SD1、闸门启闭机控制闸门丝杆带动闸门关闭；

SD2、控制器接收到闸门开启度传感器发送的闸门实际开启程度信号，并且该信号显示闸门已经全关，继续执行SD3；控制器在阈值时间内接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门尚未全关，返回SD2；控制器在超过阈值时间后接收到的闸门实际开启程度信号显示闸门仍然尚未全关，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全关闭；

SD3、控制器接收到闸门启闭机发送的闸门关闭信号，继续执行SD4；控制器在阈值时间内未接收到闸门关闭信号，返回SD3；控制器在超过阈值时间后仍未接收到闸门关闭信号，发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全关闭；

SD4、控制器接收到闸门监控摄像头发送的闸门可视化信号，并且该信号显示闸门已经全关，确定闸门完全关闭；否则发出故障报警信号，指示故障问题，通过人工干预使闸门完全关闭。

综上所述，本发明所述的水泵启停与闸门开闭的真实信号互锁装置及方法，采用了原有的闸门启闭机的开启或关闭信号，并结合闸门所处实际位置的检测信号以及闸门的可视化信号，在上述各个信号都真实可靠的前提下，将闸门启闭与水泵启闭进行互锁，确保泵站的安全运行。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。