一种一体化泵闸设备的控制方法与流程

本发明涉及水利工程设备，尤其涉及一种一体化泵闸设备的控制方法。

背景技术：

1、在水利工程施工过程中，通常会在河道上设置闸门以及水泵，闸门主要起到阻挡河道水的作用，而水泵主要用于泵水，将闸门一侧的水泵到另一侧，两者的配合使用，对区域内的水环境治理、水利生态建设以及防洪排涝发挥着重要的作用。

2、目前，传统的水泵与水闸一般是分开设置在河道上，都需要独立的进出水口，并且需要分开管理，且占地面积一般也比较大，为了解决这个问题，人们将水泵设置在水闸上，使得水泵与水闸为一体，虽然在一定程度上解决了占地问题，但是，在实际使用过程中，经常会出现外江水位与内涌水位不一样的情况，经常需要通过水泵来调节内外的水位，由于水泵一般只能实现单方向的泵水，因此需要在闸门上安装方向相反的多个水泵，以实现对内外水位的调节，这势必会增加不必要的成本，对此急需改进。

3、中国专利公开号：202010415761.9公开了一种可旋转闸门泵的一体化泵闸设备，包括：设于闸门上且开口方向与水流方向相一致的小闸门孔；通过下旋转轴安装在小闸门孔内的、且安装有电排水泵的旋转闸门；以及安装在闸门上用于驱动旋转闸门旋转、以带动电排水泵进行转向的驱动装置由此可见，所述一种可旋转闸门泵的一体化泵闸设备存在以下问题：在闸门泵进行旋转过程中容易出现安全问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种一体化泵闸设备的控制方法，用以克服现有技术中闸门泵进行旋转过程中容易出现安全问题的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种一体化泵闸设备的控制方法，包括：

3、基座，其设置在水渠内；

4、检测单元，其设置在所述基座上的对应位置，包括用以检测一体化闸泵所在水渠的上游水位及下游水位的水位检测器和用以检测水渠内水流速的流速检测器；

5、闸门，其与所述基座通过转轴相连接，用以通过转轴的转动切换自身开闭状态以切换其对所述水渠的蓄水状态或排水状态，在闸门上设有一通孔，通孔内设置有一闸泵，用以在闸门处于蓄水状态下和水渠进行蓄水或排水。

6、中控单元，其设置在所述基座上的对应位置并分别与所述检测单元和所述闸门中的对应部件相连接，用以根据所述闸门上游水位和下游水位判定所述水渠所处河流是否处于预设状态，以及，在判定水渠所处河流不处于预设状态时根据所述闸门上游的流速及下游的流速对水渠所处河流是否处于预设状态进行二次判定，或，控制所述闸门关闭并根据所述闸门上游水位和下游水位判定是否启用所述闸泵。

7、进一步地，所述中控单元控制所述水位检测器上游水位进行检测以确定所述水渠所处河流是否处于预设状态的判定方式，其中：

8、第一判定方式为所述中控单元判定蓄水和排水效果满足预设标准，并控制所述水位检测器继续检测所述闸门上游的水位；所述第一判定方式满足所述闸门上游的水位低于所述中控单元中预设的一级预设上游水位；

9、第二判定方式为所述中控单元判定蓄水和排水效果不满足预设标准，中控单元控制所述流速检测器检测水渠内水的流速并根据流速对水渠所处河流是否处于预设状态进行二次判定；所述第二判定方式满足所述上游水位大于等于所述一级预设上游水位且小于等于所述中控单元中预设的二级预设上游水位，二级预设上游水位高于一级预设上游水位；

10、第三判定方式为所述中控单元判定蓄水和排水效果不满足预设标准，中控单元控制所述闸门关闭并根据闸门上游水位及闸门下游水位判定是否开启所述闸泵；所述第三判定方式满足所述上游水位大于所述二级预设上游水位。

11、进一步地，所述中控单元在所述第二判定方式下，控制所述流速检测器对水渠内水的流速进行检测以确定针对蓄水和排水效果是否满足预设标准的二次判定方式，其中：

12、第一二次判定方式为所述中控单元判定蓄水和排水效果满足预设标准，并控制所述水位检测器继续检测所述闸门上游的水位；所述第一二次判定方式满足所述水渠内流速小于所述中控单元中预设的一级预设流速；

13、第二二次判定方式为所述中控单元判定所述水渠内蓄水和排水效果不满足预设标准，中控单元控制所述闸门关闭并控制所述水位检测器持续监测闸门下游的水位，并在闸门下游的水位达到预设标准时，打开闸门；所述第二二次判定方式满足所述水渠内流速大于等于所述一级预设流速且小于等于所述中控单元中预设的二级预设流速，一级预设流速小于二级预设流速；

14、第三二次判定方式为所述中控单元判定蓄水和排水效果不满足预设标准，中控单元控制所述闸门关闭并控制所述水位检测器检测上游水位以判定是否开启闸泵；所述第二三二次判定方式满足所述水渠内的流速大于所述二级预设流速；

15、进一步地，所述中控单元在所述第三二次判定方式下，根据所述水位检测器在预设单位时间内测得的所述闸门上游的水位确定闸门上游的水位变化量并根据水位变化量确定针对闸泵的开启方式，其中：

16、第一开启方式为所述中控单元判定上游水位变化小并不启动所述闸泵；所述第一开启方式满足所述水位变化量小于所述中控单元中预设的一级预设水位变化量；

17、第二开启方式为所述中控单元控制所述闸泵启动并使用所述中控单元中设置的预设功率进行排水；所述第二开启方式满足所述水位变化量大于等于所述一级预设水位变化量且小于所述中控单元中预设的二级预设水位变化量，二级预设水位变化量大于一级预设水位变化量；

18、第三开启方式为所述中控单元控制所述闸泵启动并使用第一功率调节系数将闸泵功率调节至对应值；所述第三开启方式满足所述水位变化量大于等于二级预设水位变化量且小于所述中控单元中预设的三级预设水位变化量，三级预设水位变化量大于二级预设水位变化量；

19、第四开启方式为所述中控单元控制所述闸泵启动并使用第二功率调节系数将闸泵功率调节至对应值；所述第四开启方式满足所述水位变化量大于等于所述三级预设水位变化量。

20、进一步地，所述中控单元在所述第三判定方式下，计算水位变化评价值r，设定，其中：q为单位时间内所述水渠上游水位变化量，h为单位时间内所述水渠下游水位的变化量，l为所述水渠内的水的流速，α为补偿系数。

21、进一步地，所述中控单元在所述第三判定方式下控制所述闸门关闭，根据所述水位变化评价值确定针对所述闸泵的启用方式，其中：

22、第一启用方式为所述中控单元判定不需要启用所述闸泵；所述第一启用方式满足所述水位变化评价值小于等于所述中控单元中预设的预设水位变化评价值；

23、第二启用方式为所述中控单元控制所述闸泵正转并根据所述水位变化评价值与所述预设水位变化评价值的差值将正转功率调节至对应值；所述第二启用方式满足所述水位变化评价值大于所述预设水位变化评价值且上游水位高于下游水位；

24、第三启用方式所述中控单元控制所述闸泵反转并根据所述水位变化评价值与所述预设水位变化评价值的差值将反转功率调节至对应值；所述第三启用方式满足所述水位变化评价值大于所述预设水位变化评价值且上游水位低于下游水位。

25、进一步地，所述中控单元在所述第二启用方式下，将所述水位变化评价值与所述预设水位变化评价值的差值记为评价值差值，并根据评价值差值确定针对所述闸泵正转功率的调节方式，其中：

26、第一正转功率调节方式为所述中控单元使用第一正转功率调节系数将所述闸泵的正转功率调节至对应值；所述第一正转功率调节方式满足所述评价值差值小于等于所述中控单元中预设的一级预设评价值差值；

27、第二正转功率调节方式为所述中控单元使用第二正转功率调节系数将闸泵功率调节至对应值；所述第二正转功率调节方式满足所述评价值差值大于等于所述一级预设评价值差值且小于等于所述中控单元中预设的二级预设评级值差值，二级预设评价值差值大于一级预设评价值差值；

28、第三正转功率调节方式为所述中控单元使用第三正转功率调节系数将闸泵功率调节至对应值；所述第三正转功率调节方式满足所述评价值差值大于所述二级预设评价值差值。

29、进一步地，所述中控单元在所述第三启用方式下，根据所述评价值差值确定针对所述闸泵反转功率的调节方式，其中：

30、第一反转功率调节方式为所述中控单元使用第一反转功率调节系数将所述闸泵的反转功率调节至对应值；所述第一反转功率调节方式满足所述评价值差值小于等于所述中控单元中预设的一级预设评价值差值；

31、第二反转功率调节方式为所述中控单元使用第二反转功率调节系数将闸泵功率调节至对应值；所述第二反转功率调节方式满足所述评价值差值大于等于所述一级预设评价值差值且小于等于所述中控单元中预设的二级预设评级值差值，二级预设评价值差值大于一级预设评价值差值；

32、第三反转功率调节方式为所述中控单元使用第三反转功率调节系数将闸泵功率调节至对应值；所述第三反转功率调节方式满足所述评价值差值大于所述二级预设评价值差值。

33、进一步地，所述中控单元在判定启动所述泵闸时，实时监测所述闸门上游的水位与闸门下游的水位的水位差值，若该水位的差值小于等于所述中控单元中设置的预设关闸水位差且上游水位小于等于所述一级预设上游水位，所述中控单元判定蓄水和排水效果满足预设标准，控制所述闸门开启并控制所述水位检测器持续进行水位检测。

34、进一步地，所述中控单元将所述二级预设流速与所述水渠内流速的差值记为流速差值，并根据流速差值确定针对所述预设关闸水位差的确定方式，其中：

35、第一确定方式为所述中控单元使用第一调节系数将预设关闸水位差调节至对应值；所述第一确定方式满足所述流速差值大于所述中控单元中预设的一级预设流速差值；

36、第二确定方式为所述中控单元使用第二调节系数将预设关闸水位差调节至对应值；所述第二确定方式满足所述流速差值小于等于所述一级预设流速差值且大于等于所述中控单元中预设的二级预设流速差值，一级预设流速差值大于二级预设流速差值；

37、第三确定方式为所述中控单元使用第三调节系数将预设关闸水位差调节至对应值；所述第三确定方式满足所述流速差值小于所述二级预设流速差值。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，中控单元通过设置在基座上的检测单元对水渠流速和水位进行检测，从而根据检测数据判定所述水渠所处河流是否处于预设状态，并在不满足预设状态时控制阀门关闭并根据实际情况判定是否启用闸泵并闸泵的运行参数进行对应的调节，从而根据水渠的实际情况为干旱或者洪水时及时进行对应的操作，从而提高了水渠的使用效率。

39、进一步地，本发明通过将测得的上游水位与预设标准进行比较以确定对应的判定方式，从而在不满足预设标准时对水渠所处河流是否处于预设状态进行二次判定或控制所述闸门关闭并根据闸门上游水位及闸门下游水位判定是否开启所述闸泵，从而快速根据上游水位确定对应的处理方式，从而根据水渠的实际情况及时进行对应的操作，从而提高了水渠的使用效率。

40、进一步地，本发明通过检测水渠内流速并与预设标准进行比较，能够快速确定蓄水和排水效果是否满足预设标准的二次判定方式，以对蓄水和排水效果进行进一步判定，从而在不满足预设标准后进行对应的调节，在从而根据水渠的实际情况为干旱或者洪水时及时进行对应的操作，从而进一步提高了水渠的使用效率。

41、进一步地，本发明根据在单位时间内测得的上游水位变化量确定是否开启水泵的开启方式，从而根据实际情况判定是否开启闸泵并将闸泵的功率调节至对应值，从而根据水渠的实际情况及时进行对应的操作，从而进一步提高了水渠的使用效率。

42、进一步地，本发明通过检测上下游水位和水渠流速，并根据检测结果计算水位变化评价值并与预设标准进行比较能够快速确定闸泵的启用方式，从而根据对应的启用方式快速完成闸泵的开启以及工作方向的调节，从而根据水渠的实际情况及时进行对应的操作，从而进一步提高了水渠的使用效率。

43、进一步地，本发明通过计算评价值差值并与预设标准进行比较能够快速确定闸泵正转功率的调节方式，从而快速根据实际情况将闸泵的正转功率调节至对应值，从而根据水渠的实际情况及时进行对应的操作，从而进一步提高了水渠的使用效率。

44、进一步地，本发明通过计算评价值差值与预设标准进行比较能够快速确定闸泵反转功率的调节方式，从而快速根据实际情况将闸泵的反转功率调节至对应值，从而根据水渠的实际情况及时进行对应的操作，从而进一步提高了水渠的使用效率。

45、进一步地本发明在闸泵启动时，若上下游水位满足预设标准后，控制所述闸门开启并控制所述水位检测器持续进行水位检测，从而在情况满足预设标准后，关闭闸泵并开启闸门，从而减少了能源消耗。

46、进一步地，本发明通过计算流速差值并与预设标准进行比较以快速确定针对所述预设关闸水位差的确定方式，从而根据实际情况将预设水位差调节至对应值，从而避免不同情况下使用同一标准对闸泵开启后的运行状态进行判定，从而保证了闸泵开启时的效果满足预设标准后及时关闭闸泵并开启闸门，从而减少了能源消耗。