一种无人值守节制闸控制器及其控制方法
【专利摘要】本实发明目的是提供一种无人值守节制闸控制器及控制方法，包括：单片机，单片机分别连接继电器、码盘、闸门限位开关、红外传感器、存储器、网口模块及485模块，485模块通过485总线连接太阳能控制器、气象/水文传感器以及触摸屏；单片机通过网口模块获取到调度中心操控指令，将行程参数转换为计数值，控制继电器动作，单片机实时读取码盘计数值，获取闸门限位开关状态，在计数达到设定值时关闭继电器，实现对电机及闸门保护，并将闸门的实时开度值发送给调度中心平台；红外传感器与单片机实时通讯；当检测到无关人员靠近控制闸室时触发中断，控制器将检测到的红外状态信息传给软件平台，然后由软件判断是否出发报警。
【专利说明】一种无人值守节制闸控制器及其控制方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于水利节制闸技术领域，具体涉及一种无人值守节制闸控制器及其控制方法，可准确测量现场闸门开度，并实现对闸门远程启闭控制。
【背景技术】
[0003]闸门作为水利枢纽的重要组成部分，在生产生活、防洪减灾中都起到重要作用。目前，闸门的开关还主要采用人工手动方式，在遇突发情况时，无法做到及时有效的开关闸门，因而不利于统一的调度安排。
[0004]对于闸门的开度值，目前也主要采用人工测量，精度无法得到保障。而调度中心由于无法及时准确的获知各闸门开度及各区段的水位气象信息，给安排调度工作带来极大的困难。因而，无论从时效性还是从安全可靠性出发，人工控制闸门都存在较大的弊端。
[0005]因此，设计一种无人值守节制闸控制器，解放人力，远程精确控制闸门开度，并实时上传气象水文信息极为必要。
【发明内容】
[0006]本实发明目的是提供一种无人值守节制闸控制器及控制方法。
[0007]本发明提供的技术方案是:
无人值守节制闸控制器，它包括:
单片机，所述单片机设置有I/o接口、PffM接口、第一SCI接口、第二SCI接口、第一INT接口、第二INT接口以及12C接口 ；
所述I/O接口连接继电器，单片机通过I/O接口控制继电器的动作；
所述PffM接口连接码盘，单片机通过PffM接口对码盘A、B、Z三路信号计数；
所述第一 INT接口连接闸门限位开关，单片机通过第一 INT接口用于闸门限位开关检测以及开启和关闭；
所述第二 INT接口连接红外传感器，单片机通过第二 INT接口用于对红外传感器的红外信号进行检测；
所述12C接口连接存储器，单片机通过12C接口对存储器进行读写；
所述第一SCI接口连接网口模块，用于单片机数据的传递；
所述第二 SCI接口连接485模块，485模块通过485总线连接太阳能控制器、气象/水文传感器以及触摸屏；
所述太阳能控制器，用于接入控制器供电控制；
所述气象/水文传感器，用于气象/水文信息的采集；
所述触摸屏，用于终端控制，发送人工交互指令和数据显示。
[0008]进一步地，所述网口模块利用TCP/IP协议进行数据传输。
[0009]进一步地，所述单片机为DSPIC33FJ128MC706型MCU。
[0010]无人值守节制闸控制器的控制方法，
所述单片机实时采集闸门开度、水文/气象传感器、太阳能控制器参数信息，并实时通过网口模块发送给调度中心平台；
调度中心根据平台显示的水文信息和闸门开度对现场情况做出判断并发出操控指令，单片机通过网口模块获取到调度中心操控指令，将行程参数转换为计数值，控制继电器动作，从而控制闸门开关;在整个过程中，单片机实时读取码盘计数值，获取闸门限位开关状态，在计数达到设定值时关闭继电器，实现对电机及闸门保护，并将闸门的实时开度值发送给调度中心平台；
此过程中红外传感器与单片机实时通讯；当检测到无关人员靠近控制闸室时触发中断，控制器将检测到的红外状态信息传给平台，然后由平台判断是否出发报警。
[0011]进一步地，所述触摸屏实时显示闸门的当前开度值和闸门运行状态。
[0012]进一步地，还包括:在初次运行初始化，需通过触摸屏进行标定，从而建立起码盘计数值和闸门行程之间的关系，闸门标定时的行程应不小于lm。
[0013]进一步地，所述初次运行初始化是:触摸屏通过485接口将指令传给单片机，单片机通过I/O 口控制继电器动作，并利用PffM接口对码盘A、B、Z三路信号计数，在标定完成后，通过计算闸门行程与码盘计数值关系，得出标定参数，并存储到存储器。
[0014]本发明设计的无人值守节制闸控制器，与远程调度中心平台联动，可实现对闸门的远程控制，并将现场的水文、气象、闸门开度值等信息实时上传，方便调度中心调度决策。为了便于现场人员操控闸门，控制器还配备了触摸控制屏，现场人员可通过触摸屏手动控制闸门的开关高度。同时，为保障系统的安全运行，本发明设计的无人值守节制闸控制器还增加了对无关人员进入控制室的报警功能。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的框架原理图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的技术特征、工作原理及有益效果易于理解，以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但不应视为对本发明的限定。
[0017]本发明采用太阳能供电，节能环保，并可解决因自然灾害造成的电力输送中断状况。主控单元采用单片机进行控制，控制器使用码盘测量闸门的开度值，并在设备初次运行时进行标定校准。采用触摸屏来实现闸门的标定设置，预留了现场控制闸门的接口。采用串口转网口模块实现与调度中心远程交互。采用红外检测模块，实现对闸门控制室有无人员进行监测。采用485接口整合现场太阳能和气象和水文信息数据，并上传给调度中心平台。
[0018]参照图1，本发明提供的技术方案是:
无人值守节制闸控制器，它包括:
单片机I，所述单片机I设置有I/O接口、PffM接口、第一SCI接口、第二SCI接口、第一INT接口、第二INT接口以及12C接口 ；
所述I/O接口连接继电器4，单片机I通过I/O接口控制继电器4的动作； 所述PffM接口连接码盘2，单片机I通过PffM接口对码盘2形成的A、B、Z三路信号计数；
所述第一 INT接口连接闸门限位开关8，单片机I通过第一 INT接口用于闸门限位开关8检测以及开启和关闭；
所述第二 INT接口连接红外传感器7，单片机I通过第二 INT接口用于对红外传感器7的红外信号进行检测；
所述12C接口连接存储器3，单片机I通过12C接口对存储器3进行读写；
所述第一 SCI接口连接网口模块6，用于单片机I数据的传递；
所述第二 SCI接口连接485模块9，485模块9通过485总线10连接太阳能控制器11、气象/水文传感器13以及触摸屏12;
所述太阳能控制器11，用于接入控制器供电控制；
所述气象/水文传感器13，用于气象/水文信息的采集；
所述触摸屏12，用于终端控制，发送人工交互指令和数据显示。
[0019]进一步地，所述网口模块6利用TCP/IP协议进行数据传输。
[0020]进一步地，所述单片机I为DSPIC33FJ128MC706型MCU。
[0021 ]无人值守节制闸控制器的控制方法，
所述单片机I实时采集闸门开度、水文/气象传感器13、太阳能控制器11参数信息，并实时通过网口模块6发送给调度中心平台；
调度中心根据平台显示的水文信息和闸门开度对现场情况做出判断并发出操控指令，单片机I通过网口模块6获取到调度中心操控指令，将行程参数转换为计数值，控制继电器3动作，从而控制闸门开关;在整个过程中，单片机I实时读取码盘计数值，获取闸门限位开关状态，在计数达到设定值时关闭继电器3，实现对电机及闸门保护，并将闸门的实时开度值发送给调度中心平台；
此过程中红外传感器7与单片机I实时通讯；当检测到无关人员靠近控制闸室时触发中断，控制器将检测到的红外状态信息传给平台，然后由平台判断是否出发报警。
[0022]进一步地，所述触摸屏12实时显示闸门的当前开度值和闸门运行状态。
[0023]进一步地，还包括:在初次运行初始化，需通过触摸屏12进行标定，从而建立起码盘2计数值和闸门行程之间的关系，闸门标定时的行程应不小于lm。
[0024]进一步地，所述初次运行初始化是:触摸屏12通过485接口9将指令传给单片机I，单片机I通过I/O口控制继电器4动作，并利用PffM接口对码盘2形成的A、B、Z三路信号计数，在标定完成后，通过计算闸门行程与码盘2计数值关系，得出标定参数，并存储到存储器3。
[0025]本发明控制器的工作原理是:
闸门远程控制时，控制器通过网口模块6获取到调度中心操控指令，将行程参数转换为计数值，控制继电器4动作，从而控制闸门开关。在整个过程中，单片机I实时获取闸门限位开关状态，实现对电机及闸门保护，并将闸门的实时开度值发送给调度中心平台。
[0026]闸门空闲状态时，控制器将实时采集闸门开度、水文、气象、太阳能参数等信息，并实时通过网口模块发送给调度中心平台。
[0027]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.无人值守节制闸控制器，它包括: 单片机，所述单片机设置有I/o接口、PWM接口、第一SCI接口、第二SCI接口、第一INT接口、第二INT接口以及12C接口 ； 所述I /0接口连接继电器，单片机通过I /0接口控制继电器的动作； 所述PffM接口连接码盘，单片机通过PffM接口对码盘A、B、Z三路信号计数； 所述第一 INT接口连接闸门限位开关，单片机通过第一 INT接口用于闸门限位开关检测以及开启和关闭； 所述第二 INT接口连接红外传感器，单片机通过第二 INT接口用于对红外传感器的红外信号进行检测； 所述12C接口连接存储器，单片机通过12C接口对存储器进行读写； 所述第一SCI接口连接网口模块，用于单片机数据的传递； 所述第二 SCI接口连接485模块，485模块通过485总线连接太阳能控制器、气象/水文传感器以及触摸屏； 所述太阳能控制器，用于接入控制器供电控制； 所述气象/水文传感器，用于气象/水文信息的采集； 所述触摸屏，用于终端控制，发送人工交互指令和数据显示。2.根据权利要求1所述的无人值守节制闸控制器，其特征是，所述网口模块利用TCP/IP协议进行数据传输。3.根据权利要求1所述的无人值守节制闸控制器，其特征是，所述单片机为DSPIC33FJ128MC706型MCU。4.无人值守节制闸控制器的控制方法，其特征是， 所述单片机实时采集闸门开度、水文/气象传感器、太阳能控制器参数信息，并实时通过网口模块发送给调度中心平台； 调度中心根据平台显示的水文信息和闸门开度对现场情况做出判断并发出操控指令，单片机通过网口模块获取到调度中心操控指令，将行程参数转换为计数值，控制继电器动作，从而控制闸门开关;在整个过程中，单片机实时读取码盘计数值，获取闸门限位开关状态，在计数达到设定值时关闭继电器，实现对电机及闸门保护，并将闸门的实时开度值发送给调度中心平台； 此过程中红外传感器与单片机实时通讯；当检测到无关人员靠近控制闸室时触发中断，控制器将检测到的红外状态信息传给平台，然后由平台判断是否出发报警。5.根据权利要求4所述的无人值守节制闸控制器的控制方法，其特征是，所述触摸屏实时显示闸门的当前开度值和闸门运行状态。6.根据权利要求4所述的无人值守节制闸控制器的控制方法，其特征是，还包括:在初次运行初始化，需通过触摸屏进行标定，从而建立起码盘计数值和闸门行程之间的关系，闸门标定时的行程应不小于lm。7.根据权利要求6所述的无人值守节制闸控制器的控制方法，其特征是，所述初次运行初始化是:触摸屏通过485接口将指令传给单片机，单片机通过I/O 口控制继电器动作，并利用PWM接口对码盘A、B、Z三路信号计数，在标定完成后，通过计算闸门行程与码盘计数值关系，得出标定参数，并存储到存储器。
【文档编号】G05B19/042GK105867247SQ201610329314
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】王纪昌, 史丁丁, 薄纯峰
【申请人】东营市旭瑞智能科技有限责任公司