Основная техническая и прикладная задача измерения открытости дугового шлюза

предислов​
В напряженной атмосфере станции контроля за наводнениями информация о количестве больших рек мерцает.Операторы нервно наблюдают за дуговыми вратами на снимках наблюдения, готовыми к регулированию открываемости в соответствии с инструкциями и регулированию потока ниже по течению.Но сразу после того, как была отдана инструкция к открытию, на панели проявилась интенсивная и пульсирующая обратная связь-" картон?Сенсоры опять барахлят?"
Аналогичные сцены часто разыгрываются в тысячах гидрохабов нашей страны.​В качестве углового шлюза в критическом объеме управления потоками, его точность измерения открытости может привести не только к расходам тысяч кубометров воды в секунду, но и скорее всего в момент падения воды усилится в качестве серьезной опасности для безопасности жизни и имущества людей.​

​

Во-первых, ядро и ценность: почему точность измерения углового открытия шлюза так важна?

Дуговые шлюзы, с их превосходной способностью к открытию и плавными гидравлическими свойствами, стали одним из наиболее важных типов оборудования для управления потоком в современных гидроэлектротехнике.В отличие от плоских затворов, дуговая структура обладает естественным механическим преимуществом, открывая, когда давление воды проходит через дверные петли прямо на шлюзовый пирс, значительно сокращая энергию, необходимую для подъёма.И в процессе управления точной открытостью существует ряд сложных технических проблем:

• ​Основа управления водными ресурсамиКоличество открытости шлюзов напрямую связано с потоком экскрементов.Незначительная погрешность в 0,1 метра на сверхкрупных шлюзах может означать отклонение потока в десятки, а то и сотни кубических метров в секунду, что серьезно нарушает точность выполнения ряда ключевых задач, связанных с выделением электроэнергии, ирригацией, судоходностью и предотвращением наводнений.
• ​Важные гарантии структурной безопасности: неправильное расположение шлюзов может привести к тому, что тело или шарнир могут выдержать аномальное напряжение, что может привести к усталости металла или даже деформации, в то время как чрезмерное открытие может иметь огромный риск структурного переворота.Таким образом, надежное измерение открытости в реальном времени является центральным звеном системы безопасности шлюзов.
• ​Необходимая поддержка для эффективного диспетчера* в сценах слияния, которые требуют скоординированной работы с пористыми шлюзами, открытость определяет сбалансированное состояние потока и смягчающий эффект.Любое несоответствие открытости может привести к возникновению ряда проблем, связанных с вредной стабильностью работы, таких как редукция, вихрь или даже вибрация шлюза.

Во-вторых, основные технологии: как достичь измерения открытости дуговых ворот?

Система измерения степени открытости дугового шлюзаОбычно состоит из трех основных частей, формируя цепочку сбора данных для передачи:

• ​Выход числа открытости-датчик положения шлюза (основной блок)​
  • ​Абсолютный многокольный кодер (основная программа): высокоскоростная ось или ось катушки, установленная на приводной машине, преобразует число вращающихся кругов в цифровой сигнал движения.С функцией отключения памяти, при восстановлении электроснабжения нет необходимости искать нулевую точку отсчета;Эффективная защита от вредных экологических помех и водонепроницаемая защита от коррозии при уровне промышленной защиты IP67.
  • ​Гравиметрический штопор (специальная вспомогательная схема): несмотря на интуитивное восприятие прямых показаний, хаммерхеды уязвимы к колебаниям данных под влиянием ветра;Направляющий блок имеет риск блокады в влажной среде;В сцене с глубокими отверстиями при заходе на большие расстояния более заметная задержка.Таким образом, в настоящее время используется для дополнительной проверки или некритической позиции шлюзов.
• ​Канал передачи сигнала-звено передачи данных​
  • ​Физический соединениеВ средней дальности сцены наиболее надежным выбором является использование стандартных промышленных сигналов (например, моделирование тока 4-20mA или цифровое сообщение протокола RS485-Modbus).
  • ​Альтернативная технология беспроводной передачи (применение специальных сцен): технология беспроводной передачи на определенном диапазоне частот может применяться, когда проводка на местах (например, старая инженерная реконструкция) или когда она должна проходить через большую поверхность воды.
• ​Обработка данных и интерфейс представляют слой​
  • PLC собирает информацию о интегрированных тормозах системы и передаёт её в базу данных системы наблюдения
  • Система SCADA в реальном времени показывает диаграмму расположения шлюзов и статус шлюза
  • Динамика сенсорного экрана HMI в реальном времени показывает, что данные с открытыми отверстиями доступны для управления полевым оператором

В-третьих, основные технические трудности и задачи в практике

• ​Дуговое движение противоречит управлению кабелем: изменение радиуса вращения во время движения шлюзового шлюза привело к смещению траектории в сложных дуговых формах, что позволило соединенным сенсорным кабелям неизбежно подвернуться повторному волочению и даже разрыву.
• ​Серьезные помехи от водной среды​：
  • ​Влажность и туман мешают: высокая влажная среда с высокой интенсивностью может вызвать такие фатальные сбои, как окисление электронных компонентов, короткое замыкание плат
  • ​Агрессивная эрозия пара: галогенная мутная коррозия разрушает стандартные металлические оболочки в течение нескольких месяцев, особенно в прибрежных шлюзах или водах вблизи химического завода
  • ​Проблема с иломВ среде реки с высоким содержанистовым количеством песка песок засоряет подшипники или шестерни, которые могут убить ее, и сенсорная активность частично абсорбируется или защемляется
  • ​Экстремальный температурный эффект: как северный мороз, так и южный температурный климат бросают вызов долговременному терпению электронных компонентов и материалов для кабельного троса
• ​Техническая реакция на вибрационные ударные помехи: гиддинамический шок, формирующийся в момент большого трафика, приводит к высокочастотным колебаниям в прототипе шлюза, в то время как вибрация механической цепи передачи может также искажать количество кодеров.
• ​Предельная сложность синхронизации управления: многокрупнодуговые шлюзы требуют предельной точности синхронного управления, а погрешность в 0,1 градуса может означать разницу в положении дуги почти на 2 метра, что может вызвать сильный структурный резонанс при определенной скорости потока.

В-четвертых, инновационные решения и развитие технологий в будущем

• ​Революционное применение неконтактных измерительных технологий: сгруппировать высокоточный магнитный индукционный кодер или магнитострикционный датчик смещения в точке развертывания шлюзовых ворот, что делает обнаружение полностью изолированным от движущихся частей.Избегая риска неисправности буксирного троса, особенно в случае с высоким содержанием песка и вибрациями.
• ​Множество избыточных систем безопасности: размещение различных методов измерения открытости в одном и Том же шлюзе, напримерУстанови абсолютный кодер на главную катушкуВ то же время, установленный рядом с шарниромДатчик углаПровести проверку;В особо важных местах (таких как глубокие дуговые дуговые затворы в инженерных сооружениях "три ущелья") даже сконструированы тройные сенсорные переизбытки, чтобы достичь неполной мощности системы с одной точки.
• ​Внедрение алгоритмов с разумной самодиагностикой и ошибкой: автоматическая калибровка системы для обнаружения состояния сенсоров;Автоматическое переключение на вывод избыточных каналов при обнаружении аномального конфликта данных;Автоматическое указание на тип неисправности, местоположение.В случае, если какая-либо большая гидроэлектростанция переключит вспомогательные топографические точки сразу же после того, как главный кодер будет деактивирован, она отправит сообщение по электронной почте с предупреждением о Том, что вибо планирует вмешаться и предотвратить возможные инциденты с диспетчером.
• ​Беспроводная связь между технологией и системой предварительного обслуживания построена: следующее поколение систем полностью переходит в режим беспроводной сети, избегая сложных проводов;После того, как системное накопительное устройство работает с большими данными, оно использует модель AI для аномальных предварительных вынесений, таких как аномальная флуктуация кривой записи температурного кодера на какой-либо дамбе, платформа автоматически посылает сообщение о Том, что подшипники могут быть смазаны для поддержания окна в непаводное время.

​Пароль:​

В критический момент наводнения, обрушивающиеся на критический уровень основных строительных комплексов гидроинженерии, каждый точный взлет и высадка в дуговых заграждениях окажет влияние на безопасность на набережной в сотнях километров отсюда.В будущем, когда давление воды будет продолжать увеличиваться, каждая крошечная точность кривой затвора будет влиять на точность работы и безопасные границы проекта.Постоянное внимание уделялось новейшим технологиям сенсоров и программам интеллектуального управления, позволяющим каждому изменению в какой-то момент ограниченной открытости преобразуться в точную и управляемую силу обеспечения безопасности и точности управления гидротехникой.

Один из больших центров управления шлюзами в хуадонге однажды заставил необычно закрытые шлюзы необычно пульсировать в течение 10 см из-за помех датчиков, что привело к тому, что сигнализация на станции наблюдения за уровнем воды в нижнем течении зазвучала.Техническим инженерам потребовалось всего 15 минут, чтобы удаленно заблокировать сигнал кодера от электромагнитных помех преобразователя частоты, который сразу же активировал контроль избыточного канала и предотвратил потенциальную потерю контроля над наводнением.

С помощью надежных методов измерения открытости, сделать каждый гигантский заход точным инструментом для укрощения рек человеком — это именно та миссия, которая лежит в основе эволюции современных методов управления гидротехникой.