多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控方法技术方案

一种多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控方法，包括如下步骤实时监测与控制进出预设的试验模型的各边界的流量；计算分析获得各边界的流量变化趋势结果；实时监测接入潜水泵的三相电网的A相、B相、C相电流；判断三相电网的动态平衡性，若三相电网的任意一相闭合，其它两相断开，则执行下一步骤；根据流量变化趋势结果，控制相应边界方位对应的潜水泵开启或关闭状态，开启或关闭的时间，保持三相电网平衡。本发明专利技术能够适应各类不同的监控对象，解决了在试验模型内准确地复演复杂潮汐、潮流的技术难题；能够频繁地变换进排水潜水泵等受控对象的数量、坐标位置、通电时间，三相电网动态平衡性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水利水电工程
，具体涉及一种基于小微型潜水泵群的多开边界潮汐水流模拟试验系统。
技术介绍
水工物理模型试验是研究水力学的重要手段，潮汐模型自动化测控系统是为模拟天然潮汐现象的专用设施，它可使天然的潮汐过程按照一定的几何和时间比尺，严格地在物理模型上复现。进行物理模型试验研究的各种类型的潮汐与水流，是由分布在模型各边界上的大量小型或微型单向潜水泵(多达500余台)，通过计算机按照程序分别控制进水和排水量的大小而形成的。因此，这些潜水泵的运行情况，对三相电源的平衡影响极大。通常电动机的启动过程，约需几分之一秒到数秒时间。和变压器原理一样，定子绕组相当于变压器的初级，转子绕组相当于短路的次级绕组，因此，定子绕组中的启动电流最大，约为额定电流的4?7倍。如此大的启动电流会引起线路很大的波动，并影响其他用电设备的正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种方便实用的、平衡性好的。为了达到上述目的，采用如下技术方案:一种，其特征在于包括如下步骤:实时监测与控制进出预设的试验模型的各边界的流量；计算分析获得各边界的流量变化趋势结果；实时监测接入潜水泵的三相电网的A相、B相、C相电流；判断三相电网的动态平衡性，若三相电网的任意一相闭合，其它两相断开，则执行下一步骤；根据流量变化趋势结果，控制相应边界方位对应的潜水泵开启或关闭状态，开启或关闭的时间，保持三相电网的平衡。进一步地，所述试验模型的边界由砼、木材、塑料或玻璃组成。进一步地，所述实时监测进出预设的试验模型的各边界的流量是通过安装于各边界的水位计，通过水位换算成流量而获得，所述水位计包括差压变送器和机械水位计。进一步地，所述计算分析获得各边界的流量变化趋势结果包括三个:检测到实时水位高于预定水位，检测到实时水位等于预定水位或检测到实时水位低于预定水位。进一步地，所述实时监测接入潜水泵的三相电网的A相、B相、C相电流包括检测装于三相电网的单相交流模拟表和数字表的读数。进一步地，所述潜水泵包括功率小于等于IkW的单相交流220V移动式潜水泵。进一步地，所述保持三相电网的平衡性包括:需开启的潜水泵接入电流负荷小的相线，将需停止的潜水泵断开电流负荷大的相线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于:通过本专利技术的有效控制多开边界潮汐水流模拟试验系统，能够适应各类不同的监控对象，解决了在试验模型内准确地复演复杂潮汐、潮流的技术难题；根据时间和场景预设的试验模型，能够频繁地变换进排水潜水泵等受控对象的数量、坐标位置、通电时间，三相电网动态平衡性好。【附图说明】图1是本专利技术的多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控系统的结构简图。图2是本专利技术的接入潜水泵三相电网监控逻辑图。图3是本专利技术的水泵状态转换图。图4是本专利技术的的步骤流程图。【具体实施方式】下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本专利技术，在本专利技术的示意性实施及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。本专利技术的多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控系统是由尾门执行机构、水位监测仪、译码器、继电器及驱动系统、专用工业控制机箱及计算机、抗干扰电源和潜水泵等组成。通过群控系统可以控制各个潜水泵的状态。如图1所示，根据试验研究的需要，在预设的试验模型的各边界上布置数百台小型或微型潜水泵。通过计算流量变化趋势及三相电网的平衡性，确定需要开启和关闭潜水泵的数量、边界方位及三相电网相位的动作。图1中，尾门执行机构I是由D/A和V/I转换器、电动执行器、水位仪及测量系统、尾门等组成，其作用是在模型内制造一系列的波浪、并推动泥沙的运行。水位仪及测量系统2，是由精密水位仪及测量与通信装置组成，其作用是测量试验模型内各水位站点的水位，以供流量计算之用。译码器3、继电器及驱动系统4，是由译码电路板、继电器箱及驱动器组成，其作用是计算机通过数学模型计算和分析后，指示具体的潜水泵启动和停止，以完成模型指定边界的进水或排水。潜水泵群5，是由功率小于或等于IkW的单相交流220V移动式潜水泵群组成，数量可达500台，其作用是完成预设试验模型指定边界的进水或排水，以便形成试验研究所需的潮汐水流。专用工业控制机箱6，由合金铝或不锈钢制造，要求具有一定的强度和抗干扰性，其作用是安装各种功能的电路板、器件及控制设备等。计算机7，要求具有一定的强度和抗干扰性，其作用是安装和运行数学模型及监测与控制等软件。抗干扰电源8，是由ACLB交流抗干扰滤波电源组成，其作用是有效地抑制来自交流电源的干扰，以抗住电动机、接触器等频繁起动的干扰。图2是本专利技术的接入潜水泵三相电网监控逻辑图。Ka、Kb、Kc分别为电源开关装置，其作用是开断电源和监控状态。ZJ为继电器组，其作用是完成A、B、C相线通断。JD为交流接触器，完成水泵的启停。PPK为智能测控装置，进行数据的采集、储存，并与电脑相连，完成通信与控制功能。ABC+ AB[+ A万C+ Ibc = O为约束条件，对于每I台潜水泵，其相线在任何时候闭合的只有A、B、C相中的I相，而其它的两相必须断开，以确保相线之间不短路。图3是本专利技术的水泵状态转换图。当水泵停止时，检测到水位差ΛΗ>0，即水位高于预定值，而预定的流量不会增加，即AQ <0，则水泵继续停止；当ΛΗ<0，水位低于预定值，而预定的流量需增加AQ>0时，则水泵启动。当水泵运行时，检测到水位差AHSOjP水位低于预定值，而预定的流量需要增加，即AQX)，则水泵继续运行；当ΛΗ>0，水位高于预定值，而预定的流量不需增加AQSO时，则水泵停止。如图4所示，本专利技术的，包括如下步骤:SlO:实时监测进出预设的试验模型的各边界的流量。通过水位仪及测量系统可以测量试验模型内各水位站点的水位，以供流量计算之用。S20:计算分析获得各边界的流量变化趋势结果。[0041 ] 计算分析各边界的流量变化趋势结果可以通过计算机完成。通过计算机计算检测到的实时水位和预定水位之间的水位差获得实时水位和预定水位的关系:检测到实时水位等于预定水位或检测到实时水位低于预定水位或实时水位高于预定水位。S30:实时监测接入潜水泵的三相电网的A相、B相、C相电流。检测装于三相电网的单相交流模拟表和数字表的读数可以获得三相电网的三相数据。S40:判断三相电网的动态平衡性，若三相电网的任意一相闭合，其它两相断开，则执行步骤S50。三相电网的动态平衡性逻辑方程为: + ABC + ABC + ABC = 0其中:A-A相电源，B-B相电源，C-C相电源。 ABC + ABC + ABC + ABC = O为约束条件。即,对于每I台潜水泵，其相线在任何时候闭合的只有A、B、C相中的I相，而其它的两相必须断开，以确保相线之间不短路。只要能满足平衡性逻辑方程的要求，则三相电网动态平衡性好。S50:根据流量变化趋势结果，控制相应边界方位对应的潜水泵开启或关闭状态，开启或关闭的时间，保持三相电网的平衡。在满足动态平衡性逻辑方程的要求下，提出下一步需要开启和关闭潜水泵的数量、边界方位及三相电网相位动作策略。潜水泵的特性方程:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控方法，其特征在于包括如下步骤：实时监测与控制进出预设的试验模型的各边界的流量；计算分析获得各边界的流量变化趋势结果；实时监测接入潜水泵的三相电网的A相、B相、C相电流，并控制其接入方法；判断三相电网的动态平衡性，若三相电网的任意一相闭合，其它两相断开，则执行下一步骤；根据流量变化趋势结果，控制相应边界方位对应的潜水泵开启或关闭状态，开启或关闭的时间，以及保持三相电网的平衡。

【技术特征摘要】
1.一种多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控方法，其特征在于包括如下步骤: 实时监测与控制进出预设的试验模型的各边界的流量； 计算分析获得各边界的流量变化趋势结果； 实时监测接入潜水泵的三相电网的A相、B相、C相电流，并控制其接入方法； 判断三相电网的动态平衡性，若三相电网的任意一相闭合，其它两相断开，则执行下一步骤； 根据流量变化趋势结果，控制相应边界方位对应的潜水泵开启或关闭状态，开启或关闭的时间，以及保持三相电网的平衡。2.根据权利要求1所述的多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控方法，其特征在于:所述试验模型的边界由砼、木材、塑料或玻璃组成。3.根据权利要求1所述的多开边界潮汐试验系统小微型潜水泵群控方法，其特征在于，所述实时监测进出预设的试验模型的各边界的流量是通过安装于各边界的水位计，通过水位换算成流量而获得，所述水位计...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，袁明道，张旭辉，潘展钊，黄为民，赖佑贤，刘洪，
申请(专利权)人：广东省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44