1.本发明涉及水利工程技术领域，具体为一种输水渠道远程自动化控制系统。
背景技术：
2.中国幅员辽阔，但全国范围的水资源时空分布严重不均衡，华北地区严重缺水，成为了制约当地社会经济发展的瓶颈。调水工程是缓解我国华北地区水资源短缺、优化水资源配置、改善生态环境的重大战略性基础设施，工程建成运行后，极大地提高了受水地区水资源的配置能力和供水保障能力，经济社会和生态环境效益非常显著，而输水渠道就是最重要的一部分。目前华北地区对调水工程水源的依存度非常高，即使在冬季也要求总干渠正常供水。中线总干渠全线跨越北纬33
°
～40
°
，北部渠段冬季气候寒冷，冬季运行时存在无冰输水、流冰输水和冰盖输水三种状态，局部渠段可能发生冰塞、冰坝等危害，特别是倒虹吸、隧洞、渡槽等节制闸进口前，以及曲率半径较小的弯道、山区开挖束窄渠段等。
3.为预防输水渠道发生冰塞、冰坝等灾害，一般在上述部位前设置拦冰索拦截浮冰，并将浮冰导向排冰闸排走。现有技术中，如申请号为cn202010907333.8的一种引调水工程输水渠道排冰闸装置，只能将冰块送入排冰引渠，如果冰块大于排冰引渠的口径，则会导致冰块堵塞在排冰引渠外侧，排冰效果大大降低。
技术实现要素：
4.为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种输水渠道远程自动化控制系统，防止冰块堵塞排水渠道。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种输水渠道远程自动化控制系统，包括输水渠道，所述输水渠道沿水流方向依次设有碎冰机构和导冰机构；所述碎冰机构包括位于输水渠道两侧的夹冰板、横跨输水渠道的破冰刀、以及驱动破冰刀升降的升降机构，两个夹冰板的间距沿水流方向呈缩短趋势；所述导冰机构包括导冰板，所述输水渠道的一侧设有融冰箱，融冰箱内设有电热元件，所述导冰板的一端延伸至融冰箱内；所述输水渠道上设有温度传感器，温度传感器电连接有plc，所述plc与升降机构电连接；输水渠道内还设有无线传输模块，无线传输模块与plc电连接。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过温度传感器检测温度，传给plc，并将温度信号传至无线传输模块，通过远程控制本发明工作；温度低时，启动升降机构，破冰刀将结冰的冰面切断，切断后的冰块更易融化；水流带着冰块移至导冰板，导冰板将冰块拦截在导冰板的上游位置，在水流的作用下，冰块可以进入融冰箱，通过电热元件对冰块进行加热，加速融化，防止冰块过大，导致排冰效果降低。
7.优选地，所述碎冰机构还包括沿水流方向设置的第一电动推杆和第二电动推杆、以及升降板，所述升降板分别与第一电动推杆和第二电动推杆的顶部铰接，两个所述夹冰
板固设于升降板的两侧，第一电动推杆、第二电动推杆与plc电连接，所述输水渠道的顶部还设有用于测量液面到输水渠道顶部的距离的距离传感器，距离传感器与plc电连接。
8.优选地，所述升降机构包括固设于升降板的传动箱、与传动箱的内壁滑动连接的滑板、与传动箱的内壁转动连接的凸轮、以及两端分别固设于滑板和传动箱的内壁上的压簧，所述凸轮与滑板滑动连接，滑板与破冰刀固定连接，传动箱内设有第一电机，所述第一电机的输出端与凸轮固定连接，所述电机与plc电连接。
9.优选地，所述升降板靠近导冰板的一侧设有l型板，所述破冰刀与l型板的内壁滑动连接，所述传动箱固设于l型板的外壁上，所述l型板上开有滑槽，所述滑板与滑槽的内壁滑动连接。
10.优选地，所述夹冰板内开有开口向输水渠道的夹冰槽，所述夹冰槽内沿开口方向滑动连接有夹冰块，所述夹冰槽内设有第一台阶，所述夹冰块上设有与第一台阶等宽的第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶形成密闭的空腔，所述破冰刀与所述l型板使所述传动箱形成密闭的内腔，所述空腔与传动箱的内腔之间设有气管。
11.优选地，所述导冰机构还包括用于驱动导冰板升降的第三电动推杆，所述第三电动推杆与plc电连接。
12.优选地，所述导冰板上设有挡水板，所述挡水板向下延伸至所述输水渠道内，并与输水渠道滑动连接。
13.优选地，所述融冰箱内设有用于进水/冰的过滤通道、以及位于过滤通道底部用于出水的回流通道，所述过滤通道与回流通道之间设有过滤板。
14.优选地，所述过滤通道内转动连接有过滤网，所述过滤通道内设有第二电机，所述过滤网固设于第二电机的输出端上，所述第二电机与plc电连接。
15.优选地，所述输水渠道内设有拦水台，所述拦水台位于所述融冰箱的进水端和所述融冰箱的出水端之间，所述拦水台靠近融冰箱的进水端的一侧设有蓄水槽，所述碎冰机构和所述导冰机构位于蓄水槽内。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的局部剖视图；图3为本发明的碎冰机构侧视剖视图；图4为图3“a-a”处的剖视图；图5为图3“b”处的局部放大图；图6为图4“c”处的局部放大图；图7为本发明夹冰块滑出夹冰槽时图4“c”处的局部放大图；图8为本发明的导冰机构的结构示意图；图中：1、输水渠道；10、拦水台；11、蓄水槽；2、传感箱；3、碎冰机构；31、升降板；310、滑槽；32、第一电动推杆；33、第二电动推杆；34、夹冰板；340、空腔；341、第一台阶；35、夹冰块；351、第二台阶；36、l型板；37、破冰刀；38、升降机构；381、传动箱；382、滑板；383、凸轮；384、压簧；39、气管；4、导冰机构；41、第三电动推杆；42、导冰板；43、挡水板；5、融冰箱；51、过滤
通道；52、回流通道；53、过滤板；54、有过滤网。
具体实施方式
17.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
18.请参阅图1、图3、图5，本实施例提供一种输水渠道远程自动化控制系统，包括输水渠道1，所述输水渠道1沿水流方向依次设有碎冰机构3和导冰机构4；通过碎冰机构3将上层的冰层破碎，再通过导冰机构4将被破碎的冰送出输水渠道1；其中，所述碎冰机构3包括位于输水渠道1两侧的夹冰板34、横跨输水渠道1的破冰刀37、以及驱动破冰刀37升降的升降机构38，两个夹冰板34的间距沿水流方向呈缩短趋势；冰层跟随水流移动，在受到两侧的夹冰板34的挤压后，冰层被挤碎，破碎的冰块更容易被排出输水渠道1；其中，所述导冰机构4包括导冰板42，所述输水渠道1的一侧设有融冰箱5，所述导冰板42的一端延伸至融冰箱5内；导冰板42与水流方向呈锐角，通过水流将冰块送至导冰板42的一侧，利用水流将冰块及送至融冰箱5内；为了实现自动化控制，所述输水渠道1上设有传感箱2，传感箱2内设有用于检测温度的温度传感器，温度传感器检测的是水面或者冰面的温度，且为红外温度传感器，温度传感器电连接有plc，所述plc与升降机构38电连接；通过温度传感器检测温度，当温度传感器检测到的温度降至零摄氏度及以下时，plc控制升降机构38启动带动破冰刀37上下往复移动，能够将冰面切断；为了实现远程控制，输水渠道1内还设有无线传输模块，无线传输模块与plc电连接；无线传输模块将温度传感器数据发送至接收终端，接收终端可以远程控制plc驱动升降机构38的启闭。
19.请参照图3，本实施例中，所述碎冰机构3还包括沿水流方向设置的第一电动推杆32和第二电动推杆33、以及升降板31，所述升降板31分别与第一电动推杆32和第二电动推杆33的顶部铰接，两个所述夹冰板34固设于升降板31的两侧，第一电动推杆32、第二电动推杆33与plc电连接；传感箱2内还设有用于测量液面到输水渠道1顶部的距离的距离传感器，通过距离传感器可以检测水面/冰面到传感器的距离，距离传感器与plc电连接；为测量液面到输水渠道1顶部的距离，选用距离传感器时，优选采用超声波距离传感器，通过超声波距离传感器发射的超声波碰到水面/冰面反弹回来，再通过超声波距离传感器接受这些反弹回来的超声波，达到测量液面到输水渠道1顶部距离的目的；也可以采用激光距离传感器，但水面近于镜面，对激光的反射不是漫反射，会经常性出现不能收到返回信号的现象，也就是说测不到结果，因此采用激光距离传感器时，需要激光距离传感器下侧的水面上增加一个浮标，用激光距离传感器测量浮标的距离，通常采用ldm301和ldm41型号的激光距离传感器。
20.为了实现远程控制，无线传输模块将距离传感器数据发送至接收终端，接收终端可以远程控制plc驱动第一电动推杆32和第二电动推杆33的伸长长度。
21.升降板31的作用是将冰导入到升降板31上，便于破碎冰面，因此，第二电动推杆33
的伸长长度总是大于第一电动推杆32的伸长长度，第一电动推杆32和第二电动推杆33型号相同，两者同时启动，升高/下降相同的高度，通过距离传感器检测冰面的高度，plc控制第一电动推杆32和第二电动推杆33升高的高度，使升降板31上游端位于冰面以下，下游端位于冰面以上，这样可以使冰面沿着升降板31上升，水从升降板31的下侧流走。
22.请参照图3-图7，本实施例中，所述升降板31靠近导冰板42的一侧设有l型板36，所述破冰刀37与l型板36的内壁滑动连接，所述升降机构38固设于l型板36的外壁上，所述升降机构38包括固设于升降板31的传动箱381、与传动箱381的内壁滑动连接的滑板382、与传动箱381的内壁转动连接的凸轮383、以及两端分别固设于滑板382和传动箱381的内壁上的压簧384，所述凸轮383与滑板382滑动连接，滑板382与破冰刀37固定连接；所述l型板36上开有滑槽310，所述滑板382穿过滑槽310，并与滑槽310的内壁滑动连接，滑板382的一端与传动箱381的内壁滑动连接，另一端固设在破冰刀37的中部，破冰刀37将滑槽310封住，使所述传动箱381形成密闭的内腔，所述夹冰板34内开有开口向输水渠道1的夹冰槽，所述夹冰槽内沿开口方向滑动连接有夹冰块35，所述夹冰槽内设有第一台阶341，所述夹冰块35上设有与第一台阶341等宽的第二台阶351，所述第一台阶341和所述第二台阶351形成密闭的空腔340，所述空腔340与传动箱381的内腔之间设有气管39，气管39的一端贯通至传动箱381的内腔，且连在滑板382上侧的部分，气管39的另一端贯通至空腔340；当凸轮383转动时，与压簧384的共同作用下，使滑板382上升/下降，带动破冰刀37上升/下降，上升时切断冰层，同时滑板382将传动箱381内的气体通过气管39推至空腔340内，夹冰块35在气压的作用下，向夹冰板34的外侧移动，此时两个夹冰块35的间距减小，对冰面的夹紧力更大，使整块的冰面更容易被夹碎。
23.值得注意的是，请参照图6、图7，由于空腔340是由第一台阶341和第二台阶351形成的，其腔体体积小，即使冰面对夹冰块35有较大的压力，但滑板382推入的空气足够多，在气压作用下，就可以推动夹冰块35向外移动，减小两个夹冰块35的间距，两种状态如图6和图7所示。
24.请参照图5，本实施例中，传动箱381内设有第一电机，所述第一电机的输出端与凸轮383固定连接，所述电机与plc电连接，当温度传感器检测温度低于或等于零摄氏度时，plc控制第一电机开启，夹冰块35对冰面进行挤碎，并通过破冰刀37切割冰面。
25.请参照图8，本实施例中，所述导冰机构4还包括用于驱动导冰板42升降的第三电动推杆41，所述第三电动推杆41与plc电连接；通过距离传感器检测水位高度，通过plc控制第三电动推杆41使导冰板42的底部位于水面以下，导冰板42的顶部位于水面以上，导冰板42能够将冰块或者浮藻挡住。
26.本实施例中，为了防止输水渠1内的水大量流入融冰箱5内，所述导冰板42上设有挡水板43，所述挡水板43向下延伸至所述输水渠道1内，并与输水渠道1滑动连接。
27.请参照图2，本实施例中，所述融冰箱5内设有用于进水/冰的过滤通道51、以及位于过滤通道51底部用于出水的回流通道52，所述过滤通道51与回流通道52之间设有过滤板53，冰水混合物进入过滤通道51，由于冰浮在上层，水可以通过过滤板53流进回流通道52内，且在水位低时，过滤板53也能防止冰进入回流通道52；过滤通道51内设有用于加热的电热元件，通过远程控制电热元件对冰块进行加热，加速冰块溶解。
28.本实施例中，所述过滤通道51内转动连接有过滤网54，所述过滤通道51内设有第
二电机，所述过滤网54固设于第二电机的输出端上，所述第二电机与plc电连接，当温度达到20~30
°
c时，为适合藻类生物生长的温度，此时温度传感器将温度信号通过无线传输模块传至接收终端，提醒终端操作，通过远程控制plc驱动第二电机转动，使过滤网54盖在过滤板53上，防止藻类进入回流通道52，当过滤网54立起时，可以将藻类收集在过滤通道51的一侧，一段时间后，进行人工清理即可。
29.本实施例中，所述输水渠道1内设有拦水台10，所述拦水台10位于所述融冰箱5的进水端和所述融冰箱5的出水端之间，所述拦水台10靠近融冰箱5的进水端的一侧设有蓄水槽11，所述碎冰机构3和所述导冰机构4位于蓄水槽11内；值得注意的是，蓄水槽11的深度小于拦水台10靠近下游一侧的深度，防止融冰箱5内的水倒流。
30.值得注意的是，本发明用于输水渠道1融冰期或者夏季藻类繁殖时期，启动装置可通过远程控制，为节约能源在其他时期可以不开启本装置。
31.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。