一种闸门开度检测系统及闸门卡阻保护方法与流程

本发明属于闸门卡阻开度检测及保护，尤其涉及一种闸门开度检测系统及闸门卡阻保护方法。

背景技术：

1、水闸在运行过程中，可能会出现如木棍、固体垃圾等较大的漂浮物卡阻在水闸门槽等升降轨道内，在水闸开启、关闭过程中，会阻碍闸门的正常升降，如不能及时、正确感知，采取必要的措施，就会造成闸门过载。如果是卷扬机，就会造成钢丝绳因过载而拉断；如果是螺杆启闭机，就会造成螺杆弯曲或门基座因过载而变形。

2、针对水闸在操作过程中可能出现的故障及非正常运行状态，设计水闸的卡阻安全防护措施是非常必要的。水闸卡阻保护可以尽量避免在远程控制过程中出现的设备损坏，造成不必要的经济损失。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种闸门开度检测系统及闸门卡阻保护方法。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

3、一种闸门卡阻保护方法，具体包含如下步骤；

4、步骤1，闸门在运行时，闸门开度检测系统按照设定的扫描周期扫描闸门的实时开度；

5、步骤2，根据步骤1扫描闸门的实时开度并与上一周期的开度值进行比较，计算出开度差值；

6、步骤3，若连续多个扫描周期的开度差值都小于设定值，则闸门开度检测系统判定闸门出现卡阻，闸门开度检测系统则自动联锁停止运行闸门，并发出报警，提示运行人员现场检查、排除故障。

7、一种闸门开度检测系统，所述闸门开度检测系统包含cmos图像传感器阵列、多路复用开关、信号处理模块、微控制器模块、电机驱动电路模块、电机、阀门、报警模块、gsm模块、hdmi接口芯片控制单元、hdmi接口电路、ddr3-sdram缓存控制单元、数据缓存模块、数据传输模块、时钟模块和电源模块；

8、所述cmos图像传感器阵列依次经过多路复用开关、信号处理模块连接微控制器模块，所述微控制器模块依次经过电机驱动电路模块驱动电机控制阀门开闭，所述微控制器模块通过hdmi接口芯片控制单元连接hdmi接口电路，所述微控制器模块通过ddr3-sdram缓存控制单元连接数据缓存模块，所述报警模块、gsm模块、数据传输模块、时钟模块和电源模块分别与微控制器模块连接。

9、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述电源模块包含太阳能发电装置、防逆流稳压电路、蓄电池，所述太阳能发电装置经过防逆流稳压电路连接蓄电池，所述蓄电池与微控制器模块连接；所述防逆流稳压电路包含电压输入vin端、电容c1、电容c2、芯片lm2596、电感l1、二极管d3、二极管d4、电压输出vout端，电压输入vin端分别连接电容c1的一端和芯片lm2596的+vin引脚，电容c1的另一端接地，芯片lm2596的gnd引脚接地，芯片lm2596的on/off引脚接地，芯片lm2596的output引脚分别连接电感l1的一端、二极管d3的阴极，芯片lm2596的feedback引脚分别连接电感l1的另一端、二极管d4的阳极、电容c2的一端，电容c2的另一端接地，二极管d3的阳极接地，二极管d4的阴极连接电压输出vout端。

10、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述太阳能发电装置包含包括调节箱，所述调节箱设在支撑杆一侧，所述调节箱内部底端设有中心轴，所述中心轴一端与调节箱内部底端通过轴承活动连接，所述中心轴外端固定设有铁杆，所述调节箱顶端设有转盘，所述中心轴一端延伸至调节箱顶部并与转盘底端固定连接，所述调节箱内壁上固定设有多个第三电磁铁，所述调节箱一侧设有下立杆，所述下立杆顶端固定设有圆盘，所述圆盘顶端镶嵌有多个第二光敏开关，所述第二光敏开关与第三电磁铁电性连接且一一对应，所述圆盘顶端固定设有上立杆，所述上立杆设在第二光敏开关内侧，所述上立杆顶端固定设有第一光敏开关，所述第一光敏开关与第三电磁铁、第二光敏开关电性连接。

11、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，还包括安装架，所述安装架固定设在转盘顶端，所述安装架内部设有中心杆，所述中心杆两端分别与安装架前后两侧内壁固定连接，所述中心杆外侧设有多个安装板，所述安装板一侧设有太阳能电池板，所述安装板另一侧固定设有两个支撑架，所述支撑架一端与中心杆外端固定连接。

12、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述安装板一侧固定设有多个l型板，所述太阳能电池板外端延伸至l型板内侧，所述l型板顶端设有紧固螺栓，所述紧固螺栓一端延伸至l型板内侧并与太阳能电池板相接触，所述紧固螺栓与l型板通过螺纹连接，所述转盘顶端固定设有三角环，所述三角环设在安装架外侧，所述三角环的内壁上固定设有反光膜，所述三角环的内壁上开设有排水孔。

13、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述cmos图像传感器阵列由2*2个cmos图像传感器构成，所述cmos图像传感器选用omnivision公司ov5640摄像头，其为500万像素级别cmos图像传感器，支持分辨率可达2k级别，能输出多种图像格式数据，所述数据缓存模块选用micron公司4 gbit容量ddr3-sdram存储芯片mt41j256m16ha-125作为缓存介质，所述hdmi接口模块选用sii9134作为hdmi输出接口芯片。

14、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述所述信号处理模块包含放大电路和双运放带通滤波器，所述放大电路由opa277运算放大器及电阻电容组成，所述双运带通滤波器由2个opa277运算放大器组成；具体包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，其中，信号输入-in端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一运算放大器的负电源脚，第一电容的另一端分别连接第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出脚，信号输入+in端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端分别连接第一运算放大器的正电源脚、第四电阻的一端、第二电容的一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端并接地，第一运算放大器的输出脚连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接第二运算放大器的正电源脚，第二运算放大器的负电源脚连接第三运算放大器的负电源脚，第三运算放大器的正电源脚分别连接第八电阻的一端、第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第八电阻的另一端分别连接第七电阻的一端和第第二运算放大器的输出脚，第七电阻的另一端连接第四电容的一端，第四电容的另一端分别连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三电容的一端，第三电容的另一端接地。

15、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述微控制器模块包含芯片u2、电容c3、电容c4、电容c5、晶振x1、开关s1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4；其中，电容c3的一端分别与晶振x1的一端、芯片u2的引脚19连接，晶振x1的另一端分别与电容c4的一端、芯片u2的引脚18连接，电容c3的另一端接地，电容c4的另一端接地，电阻r5的一端分别与电容c5的一端、开关s1的一端、芯片u2的引脚9连接，电阻r5的另一端接地，电容c5的另一端分别与vcc端、开关s1的另一端连接，电阻r1的一端与芯片u2的引脚39连接，电阻r1的另一端与vcc端连接，电阻r2的一端与芯片u2的引脚38连接，电阻r2的另一端与vcc端连接，电阻r3的一端与芯片u2的引脚37连接，电阻r3的另一端与vcc端连接，电阻r4的一端与芯片u2的引脚36连接，电阻r4的另一端与vcc端连接。

16、作为本发明闸门开度检测系统的进一步优选方案，所述电机驱动电路模块包含电机驱动u4、电容c6、电容c7、电容c8、二极管d2、二极管d3、直流电机m1、直流电机m2；其中，电机驱动u4的引脚1、引脚15、引脚8接地，电容c6的一端分别与电机驱动u4的引脚9、引脚4以及vcc端连接，电容c6的另一端接地，直流电机m1的一端分别与电容c8的一端、电机驱动u4的引脚2、二极管d2的正极连接，直流电机m1的另一端分别与电容c8的另一端、电机驱动u4的引脚3连接，电机驱动u4的引脚13分别与二极管d3的正极、电容c7的一端、直流电机m2的一端连接，电机驱动u4的引脚14分别与电容c7的另一端、直流电机m2的另一端连接，二极管d2的负极接地，二极管d3的负极接地。

17、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

18、1、本发明设计闸门卡阻保护算法，闸门在运行时，系统按照设定的扫描周期扫描闸门的实时开度，并与上一周期的开度值进行比较，计算出开度差值；如果连续3个扫描周期的开度差值都小于设定值，则系统判定闸门出现卡阻，系统自动联锁停止运行闸门，并发出报警，提示运行人员现场检查、排除故障；

19、2、本发明利用阳光照射在上立杆上形成的阴影遮挡圆盘表面的第二光敏开关，随着一天之内阳光的角度变化，阴影的位置随之变化，被遮挡的第二光敏开关因此而变化，被遮挡的第二光敏开关控制相对应的第三电磁铁通电并吸引铁杆，当被遮挡的第二光敏开关变化后，通电的第三电磁铁因此而变化，使得铁杆的指向变化，中心轴因此而转动，带动转盘及太阳能电池板转动，根据每天阳光的照射角度自行调节太阳能电池板的朝向，使得太阳能电池板始终正对阳光；

20、3、本发明通过防逆流稳压电路，采用快速充电方式，分时段给两块直流电压为12v、容量为75ah的铅晶蓄电池充电；

21、4、本发明信号处理电路模块包含放大电路和双运放带通滤波器，其中，放大电路部分由opa277运算放大器及电阻电容组成的放大电路，用于将阵列式传感器采取的的数据进行放大和滤波处理后输入到信号转换电路，大大减小测量中的信号噪声以及信号的损耗。