用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统及其使用方法，包括数据采集子系统和故障诊断子系统；所述数据采集子系统由工控板、压力传感器组件、磁环传感器组件和永磁铁组件构成；所述压力传感器组件、磁环传感器组件和永磁铁组件分别对应搭载于抓梁和叠梁门上，用于采集抓梁与叠梁门之间的定位和穿销过程相关数据，并将采集到的相关数据传输到工控板；所述故障诊断子系统由硬件模块和诊断模块构成。通过此检测系统能够实时监测抓梁与叠梁门结合状态，进而为司机准确操控叠梁门提供依据，为未来进一步提高抓梁智能化抓取叠梁门的准确性提供数据支撑。支撑。支撑。

【技术实现步骤摘要】
用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于自动检测
，更具体地涉及用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统及其使用方法的设计与制备。

技术介绍

[0002]水电站进水口分层取水结构已成为水电生态友好实践的重要组成部分，由于投资相对较小，对库水位变化适应性强，运行操作灵活，叠梁门分层取水广泛应用于大型电站进口设计。现有技术中，水电站进水口分层取水主要是采用门式起重机起吊叠梁门的方式实现的。
[0003]目前，水电站门机大多采用液压抓梁，当抓梁没入水中后，如何确保在水下时抓梁与闸门稳定及准确的连接与脱开，关系着闸门能否正常完成起落，是整个吊装工作的关键。抓梁在水下10多米至100多米的环境下工作，工况复杂，各种不确定因素例如碎枝、腐叶以及一些生活垃圾可能堵塞销孔，这让水下启闭闸门处于一种不能完全受控的状态，这使得水电站的生态调水工作的困难大大增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供了用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统及其使用方法，通过此检测系统能够实时监测抓梁与叠梁门结合状态，进而为司机准确操控叠梁门提供依据，为未来进一步提高抓梁智能化抓取叠梁门的准确性提供数据支撑。
[0005]为了实现上述技术效果，本专利技术提供用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统，包括数据采集子系统和故障诊断子系统；所述数据采集子系统由工控板、压力传感器组件、磁环传感器组件和永磁铁组件构成；所述压力传感器组件、磁环传感器组件和永磁铁组件分别对应搭载于抓梁和叠梁门上，用于采集抓梁与叠梁门之间的定位和穿销过程相关数据，并将采集到的相关数据传输到工控板；所述故障诊断子系统由硬件模块和诊断模块构成；所述硬件模块采用工控机，工控机与数据采集子系统的工控板相连，并用于接收数据采集子系统所采集到的相关数据；所述诊断模块由网络层和应用层两部分组成；所述网络层用于接收硬件模块获取的相关数据，对相关数据进行处理，并将识别后的相关数据发送到应用层；所述应用层是将处理后的相关数据进行逻辑判断是否发出报警信号。
[0006]所述压力传感器组件包括左侧压力传感器和右侧压力传感器；所述左侧压力传感器安装在抓梁的左侧液压缸内部，并用于监测左侧液压缸内部的压力信号来判定左侧穿销是否发生卡阻；所述右侧压力传感器安装在抓梁的右侧液压缸内部，并用于监测右侧液压缸内部的压力信号来判定右侧穿销是否发生卡阻。
[0007]所述磁环传感器组件包括安装在左侧定位销上的左侧定位销1号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器；包括安装在右侧定位销上的右侧定位销1号磁环传感器和右侧定位销2号磁环传感器；包括安装在左侧穿销上的左侧1号磁环传感器和左侧2号磁环传感器；包括安装在右侧穿销上的右侧1号磁环传感器和右侧2号磁环传感器。
[0008]所述永磁铁组件包括安装在叠梁门的左侧定位销孔上的左侧2号永磁铁，左侧2号永磁铁与磁环传感器组件的左侧定位销1号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器相配合，并判断左侧定位销的位置；包括安装在叠梁门的右侧定位销孔上的右侧2号永磁铁，右侧2号永磁铁与磁环传感器组件的右侧定位销1号磁环传感器和右侧定位销2号磁环传感器相配合，并判断右侧定位销的位置；包括安装在叠梁门的左侧穿销孔上的左侧1号永磁铁，左侧1号永磁铁与磁环传感器组件的左侧1号磁环传感器和左侧2号磁环传感器相配合，并判断左侧穿销的位置；包括安装在叠梁门的右侧穿销孔上的右侧1号永磁铁，右侧1号永磁铁与磁环传感器组件的右侧1号磁环传感器和右侧2号磁环传感器相配合，并判断右侧穿销的位置。
[0009]用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统的判定方法：在开始启动智能化检测系统后，叠梁门开始定位，抓梁的运行高度h是一定的，下落的速度v是一定的，在h/v的时间内，没有得到右侧定位销2号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器上的信号时，则表示叠梁门定位失败，需要重新定位，若是在规定的时间内右侧定位销2号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器上有信号，则表明叠梁门定位成功；穿销开始工作后，在穿销完成工作的工作时间内，左侧1号磁环传感器、左侧2号磁环传感器、右侧1号磁环传感器和右侧2号磁环传感器无信号，而且左侧定位销1号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器数值增大，则表明有异物卡住穿销或者穿销孔被堵塞，系统发出警报，工作人员下水清理穿销孔，之后穿销重新工作；若是左侧定位销1号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器数值正常但无穿销信号，则说明左侧1号永磁铁和右侧1号永磁铁可能脱落，需要人员下水检修永磁铁；当穿销信号正常且压力传感器数值也正常时，则表明已完成穿销工作，系统运行结束。
[0010]左侧定位销1号磁环传感器和左侧定位销2号磁环传感器分别用于判断左侧定位销是否进入定位销孔和是否到达指定位置；右侧定位销1号磁环传感器和右侧定位销2号磁环传感器分别用于判断右侧定位销是否进入定位销孔和是否到达指定位置；左侧1号磁环传感器和左侧2号磁环传感器分别用于判断左侧穿销是否进入穿销孔和是否到达指定位置；右侧1号磁环传感器和右侧2号磁环传感器分别用于判断右侧穿销是否进入穿销孔和是否到达指定位置。
[0011]所述用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统的使用方法，包括以下步骤：步骤1：在每个定位销会安装两个磁环，分别为左侧定位销1号磁环传感器、左侧定位销2号磁环传感器、右侧定位销1号磁环传感器和右侧定位销2号磁环传感器；左侧定位销
1号磁环传感器和右侧定位销1号磁环传感器安装在定位销主干的最底端，用于判断定位销是否进入叠梁门的销孔；左侧定位销2号磁环传感器和右侧定位销2号磁环传感器的安装位置是抓梁的定位销与叠梁门的销孔对齐时定位销所在的位置；步骤2：右侧穿销处需要在液压缸处安装右侧压力传感器，右侧1号磁环传感器、右侧2号磁环传感器和右侧1号永磁铁；左侧穿销处需要在液压缸处安装左侧压力传感器，左侧1号磁环传感器、左侧2号磁环传感器和左侧1号永磁铁；右侧1号永磁铁和左侧1号永磁铁对应安装在抓梁的穿销孔的出口处，由于永磁铁不能承受力，所以永磁铁的直径应大于叠梁门的销孔，右侧压力传感器和左侧压力传感器安装在液压缸的内部，所需要的信号和电源与液压缸的电源共同使用，工作时贴在穿销表面的磁环传感器与压力传感器实现共同通信；步骤3：所有的传感器作为信息收集模块，工控机作为信息处理模块，工控机的安装位置在门式起重机的控制区域，用于实时反馈抓梁的工作状态；步骤4：叠梁门的内部是空心的，工控板安装在叠梁门的内部；步骤5：在门式起重机开始工作后，将门式起重机上的所有磁环传感器接通电源，抓梁开始运行；首先进行叠梁门定位，当定位销上的左侧定位销1号磁环传感器和右侧定位销1号磁环传感器对应通过固定在叠梁门上的左侧2号永磁铁和右侧2号永磁铁时，永磁铁磁场和磁环传感器上的磁场相交，会在磁铁检测装置上返回一个应变脉冲，此时磁环传感器将磁场信号转换为电信号，由连接线上传至工控板，工控板将信号处理后上传至工控机，当工控机接收到这个信号时，工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统，其特征在于，包括数据采集子系统和故障诊断子系统；所述数据采集子系统由工控板（2）、压力传感器组件、磁环传感器组件和永磁铁组件构成；所述压力传感器组件、磁环传感器组件和永磁铁组件分别对应搭载于抓梁（17）和叠梁门（19）上，用于采集抓梁（17）与叠梁门（19）之间的定位和穿销过程相关数据，并将采集到的相关数据传输到工控板（2）；所述故障诊断子系统由硬件模块和诊断模块构成；所述硬件模块采用工控机（1），工控机（1）与数据采集子系统的工控板（2）相连，并用于接收数据采集子系统所采集到的相关数据；所述诊断模块由网络层和应用层两部分组成；所述网络层用于接收硬件模块获取的相关数据，对相关数据进行处理，并将识别后的相关数据发送到应用层；所述应用层是将处理后的相关数据进行逻辑判断是否发出报警信号。2.根据权利要求1所述的用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统，其特征在于，所述压力传感器组件包括左侧压力传感器（10）和右侧压力传感器（3）；所述左侧压力传感器（10）安装在抓梁（17）的左侧液压缸（20）内部，并用于监测左侧液压缸（20）内部的压力信号来判定左侧穿销是否发生卡阻；所述右侧压力传感器（3）安装在抓梁（17）的右侧液压缸内部，并用于监测右侧液压缸内部的压力信号来判定右侧穿销是否发生卡阻。3.根据权利要求1所述的用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统，其特征在于，所述磁环传感器组件包括安装在左侧定位销上的左侧定位销1号磁环传感器（16）和左侧定位销2号磁环传感器（14）；包括安装在右侧定位销（18）上的右侧定位销1号磁环传感器（9）和右侧定位销2号磁环传感器（7）；包括安装在左侧穿销（21）上的左侧1号磁环传感器（12）和左侧2号磁环传感器（13）；包括安装在右侧穿销上的右侧1号磁环传感器（4）和右侧2号磁环传感器（6）。4.根据权利要求1所述的用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统，其特征在于，所述永磁铁组件包括安装在叠梁门的左侧定位销孔上的左侧2号永磁铁（15），左侧2号永磁铁（15）与磁环传感器组件的左侧定位销1号磁环传感器（16）和左侧定位销2号磁环传感器（14）相配合，并判断左侧定位销的位置；包括安装在叠梁门的右侧定位销孔上的右侧2号永磁铁（8），右侧2号永磁铁（8）与磁环传感器组件的右侧定位销1号磁环传感器（9）和右侧定位销2号磁环传感器（7）相配合，并判断右侧定位销（18）的位置；包括安装在叠梁门的左侧穿销孔上的左侧1号永磁铁（11），左侧1号永磁铁（11）与磁环传感器组件的左侧1号磁环传感器（12）和左侧2号磁环传感器（13）相配合，并判断左侧穿销（21）的位置；包括安装在叠梁门的右侧穿销孔上的右侧1号永磁铁（5），右侧1号永磁铁（5）与磁环传感器组件的右侧1号磁环传感器（4）和右侧2号磁环传感器（6）相配合，并判断右侧穿销的位置。5.权利要求1
‑
4任意一项所述用于水电站叠梁门操作门机抓梁定位的智能化检测系统的判定方法，其特征在于：在开始启动智能化检测系统后，叠梁门开始定位，抓梁的运行高度h是一定的，下落的
速度v是一定的，在h/v的时间内，没有得到右侧定位销2号磁环传感器（7）和左侧定位销2号磁环传感器（14）上的信号时，则表示叠梁门定位失败，需要重新定位，若是在规定的时间内右侧定位销2号磁环传感器（7）和左侧定位销2号磁环传感器（14）上有信号，则表明叠梁门定位成功；穿销开始工作后，在穿销完成工作的工作时间内，左侧1号磁环传感器（12）、左侧2号磁环传感器（13）、右侧1号磁环传感器（4）和右侧2号磁环传感器（6）无信号，而且左侧定位销1号磁环传感器（16）和左侧定位销2号磁环传感器（14）数值增大，则表明有异物卡住穿销或者穿销孔被堵塞，系统发出警报，工作人员下水清理穿销孔，之后穿销重新工作；若是...

【专利技术属性】
技术研发人员：董元发，杨义，彭巍，周彬，方子帆，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：