一种基于PLC控制的大坝闸门防冻除冰设备的制作方法

一种基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备
技术领域
1.本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备。


背景技术：

2.溢洪闸门作为水电站防洪防汛、保电发电的重要设施设备，我们应保证其在任何时候都能够有效的启动与关停。然而在北方或高海拔地区，冬季温度长期在水源结冰点以下，水面结冰长期保持约10cm以上的厚度，其溢洪闸门也因为结冰问题而无法正常启闭，如果不采取必要的措施，将会给我们的发电带来极大的影响，因此我们必须给予极大的重视，现阶段的大坝闸门防冻除冰方式多采用人力除冰法、压缩空气法、压力水射流水法、电热片加热除冰法等一些衍生的方式方法来保证闸门能够在冬天正常启闭。
3.最为原始的就是人力除冰法，这种方式在水电站闸门结冰时，通过人力利用相关开凿工具，对闸门上的冰冻进行开槽除冰。这种方式虽然成本较低，但是存在相当大的安全隐患，长期以来，发生的安全事故较多。而且除去冰层以后，反弹时间短，除冰时间长，属于事后除冰范畴，因此目前阶段已经基本不在采用。
4.压缩空气法，它是利用空气压缩机，并把空压管道安装到水面以下四米左右，空压机吹气口距离门叶大约三米。其原理是利用压缩空气在不同水位间形成的扰动环境，产生气泡，形成一股上升的温水流，用以达到防止结冰的效果，但是此种方式要想达到适应水位变化而带来的设备距离改变，需要复杂的管道设计，且需要的设施设备较多，后期对其维护的难度和花费也较大，因此，在非必要的情况下，不是优先选择的溢洪闸门防冻除冰方式。
5.压力水射流水法，则主要是将深水下温度相对较高的水利用潜水泵将水抽上来，在利用管路加压喷射在闸门前，通过水流的搅动，达到阻碍局部水面结冰的目的。该方法运行可靠，对闸门的防冻除冰效果也十分显著，能耗也较低。但此种方式在水库水位发生变化是需要调节潜水泵的位置，来保证供水，一旦出现调整不及时，会使得设备和水面都结冰。同时此种方式的控制方式一般采用的都是plc来控制，其编程较为复杂，系统操作性较差，后期维护困难。虽然此种方式相对复杂，但是经济性较好，因此成为现阶段北方或高海拔地区的常用闸门防冻除冰方式之一。
6.最后是电热片加热除冰法，其主要是采用的高导热性材料，例如将电热管、电热线缆或电热板等安装在门叶结构的中间，同时，在闸门下游面全部采用保温板密封，通过电加热的方式，使得闸门前周围的水温大于冰点，以达到防止闸门冻冰的情况。其衍生的闸门除冰方式有石墨烯电热膜防冻除冰法、普通电热除冰法等。这种方法的经济性较低，所消耗的电能也较大，对闸门的绝缘要求也相当的高。因此，现阶段的水电站闸门防冻一般都不采用此种方式。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于plc控制的大坝
闸门防冻除冰设备。
8.一种基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，包括：pcl控制中心，所述pcl控制中心连接有温度/结冰探测器、潜水泵自动投切装置、高清摄像头；
9.所述温度/结冰探测器安装在大坝溢洪闸门上，用于实时测量溢洪闸门的温度以及结冰状态；
10.所述潜水泵自动投切装置用于根据pcl控制中心的指令对潜水泵的工作状态进行控制；
11.所述高清摄像头安装在大坝闸门以上的墙体上，用于获取整个闸门的实时状态。
12.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，在电力输入模块与温度/结冰探测器之间，还连接有熔断模块，所述熔断模块用于保证输入的电力不会损坏到整个设备。
13.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，在温度/结冰探测器与pcl控制中心之间，还连接有采样芯片，该采样芯片用于对温度/结冰探测器检测到的数据进行分析，并将分析结果传输给pcl控制中心。
14.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，还包括与所述pcl控制中心通过can总线连接的显示模块，该显示模块用于实时显示pcl控制中心处理的数据。
15.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，还包括与所述pcl控制中心连接的信号通讯模块，所述信号通讯模块安装在控制箱中，用于将现场数据传输到集控运行中心的设备。
16.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，所述潜水泵自动投切装置包含处理器、与所述处理器连接的潜水泵、逆止阀、处理器、强行制动开关、空气开关；
17.所述潜水泵安装在生态流量管中；所述空气开关用于保证在水源不足时，设备能自动关闭水泵；所述强制制动开关用于当巡检能源在发现故障时能及时关停潜水泵；所述逆止阀安装在潜水泵之前，用于确保供水不倒流。
18.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，所述plc控制中心包括：控制模块、与所述控制模块通过can总线连接的现地/远方开关模块、自动/手动开关模块、启动/停止开关模块、记忆动作模块、空气开关模块。
19.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，所述温度/结冰探测器安装在闸门与大坝墙体有渗水的交接面处；
20.该温度/结冰探测器还设置有防水装置，用于确保其能够经受的住天气变化的影响；
21.每个闸门设置有三个所述温度/结冰探测器。
22.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，所述plc控制中心还连接有故障报警模块。
23.进一步地，如上所述基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，还包括备用电源，用于在极端恶劣的掉电情况下，能够保持大坝闸门不结冰，当恢复供电时大坝的闸门依然能够正常启闭。
24.有益效果：
25.本发明提供的基于plc控制的大坝闸门防冻除冰设备，通过与pcl控制中心连接的
温度/结冰探测器、潜水泵自动投切装置实现对溢洪闸门的自动除冰，不但提高了工作效率，而且也避免了因为人工除冰而导致的安全隐患；该设备结构简单、成本低，适于普遍推广适用；除冰耗费经济成本低。
附图说明
26.图1为本发明plc控制的大坝闸门防冻除冰设备原理结构图。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.图1为本发明plc控制的大坝闸门防冻除冰设备原理结构图，如图1所示，本发明提供的大坝闸门防冻除冰设备包括：pcl控制中心，所述pcl控制中心连接有温度/结冰探测器、潜水泵自动投切装置、高清摄像头；
29.所述温度/结冰探测器安装在大坝溢洪闸门上，用于实时测量溢洪闸门的温度以及结冰状态；
30.所述潜水泵自动投切装置用于根据pcl控制中心的指令对潜水泵的工作状态进行控制；
31.所述高清摄像头安装在大坝闸门以上的墙体上，用于获取整个闸门的实时状态。能够全方位的监控闸门里的情况，分析并记录相应拍摄数据，利用型号通讯装置，将数据传输到集控运行值班室。
32.优选地，在所述电力输入模块与温度/结冰探测器之间，还连接有熔断模块，所述熔断模块用于保证输入的电力不会损坏到整个设备。
33.优选地，在温度/结冰探测器与pcl控制中心之间，还连接有采样芯片，该采样芯片用于对温度/结冰探测器检测到的数据进行分析，并将分析结果传输给pcl控制中心。该采样芯片能够更加准确的计算和分析温度/结冰探测器监测的到数据。
34.优选地，还包括与所述pcl控制中心通过can总线连接的显示模块，该显示模块用于实时显示pcl控制中心处理的数据。
35.优选地，还包括与所述pcl控制中心连接的信号通讯模块，所述信号通讯模块安装在控制箱中，用于将现场数据传输到集控运行中心的设备。
36.该信号通讯模块能够实现实时传输温度，高清摄像头拍摄画面，水泵/喷头动作次数等数据，集控运行值班人员，也能够更好的判断大坝闸门是否能够正常启闭，对水情调动起到了重要作用。
37.优选地，所述潜水泵自动投切装置包含处理器、与所述处理器连接的潜水泵、逆止阀、处理器、强行制动开关、空气开关；
38.所述潜水泵安装在生态流量管中；所述空气开关用于保证在水源不足时，设备能自动关闭水泵；所述强制制动开关用于当巡检能源在发现故障时能及时关停潜水泵；所述逆止阀安装在潜水泵之前，用于确保供水不倒流。
39.优选地，所述plc控制中心包括：控制模块、与所述控制模块通过can总线连接的现地/远方开关模块、自动/手动开关模块、启动/停止开关模块、记忆动作模块、空气开关模块；该五个模块都是利用can总线与控制模块相连接。
40.优选地，所述温度/结冰探测器安装在闸门与大坝墙体有渗水的交接面处；
41.该温度/结冰探测器还设置有防水装置，用于确保其能够经受的住天气变化的影响；
42.每个闸门设置有三个所述温度/结冰探测器。
43.优选地，所述plc控制中心还连接有故障报警模块。
44.优选地，还包括备用电源，用于在极端恶劣的掉电情况下，能够保持大坝闸门不结冰，当恢复供电时大坝的闸门依然能够正常启闭。
45.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。