[发明专利]一种水电站闸门在线状态监测控制方法及监测系统

权利要求书

1.一种水电站闸门在线状态监测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过闸门控制柜、闸门电机变频器和设置在闸门上的传感器实时监测闸门的使用和运行状态；

2)所述的传感器将监测到的数据信号传输至数据采集仪；

控制器分别读取和记录来自数据采集仪、闸门控制柜和闸门电机变频器中的数据信号，建立预警数学模型，实现闸门的实时监测和控制，并对闸门的异常情况作出预警；

所述的控制器从数据采集仪中读取的信号包括闸门荷重信号、闸门开度信号、钢丝绳张力信号、支铰受力信号、支臂应力信号和门叶应力信号；所述控制器从闸门控制柜中读取的信号包括闸门提升、下降及停止信号；所述控制器从闸门电机变频器中读取的信号包括闸门电机电压信号、闸门电机电流信号和闸门电机转速信号；

所述预警数学模型的构建包括以下步骤：

A、对闸门设备的历史故障数据记录即元组，进行采集和分类，建立故障类别数据库；

B、采用K最近邻方法对各测点的数据信号即新元组，进行分析归类；即先通过闵可夫斯基距离计算公式计算出新元组与故障类别数据库每个元组的距离：

其中，m(A，B)为闵可夫斯基距离，A(x_i)为新元组的矢量距离,B(x_i)为元组的矢量距离，q为正数；

然后根据m(A，B)的值确定K个与新元组相距最近的元组，共同形成一个新小类；所述K的取值范围为15～25；

C、将新元组在新小类中依次进行排序，根据新元组所处的位置进行判断该新元组处于正常状态、故障状态或者亚健康状态；

当新元组处于亚健康状态时，即处于正常状态与故障状态之间，则使用以下公式进行具体类别的判断：若||x_j-v_i||＝min||x_j-v_i||，则判定x_j与v_i属于同一类；其中x_j是待识模式，v_i(i＝1,……,c)为类心，||x_j-v_i||为欧几里得距离。

2.实现权利要求1所述的一种水电站闸门在线状态监测控制方法的监测系统，其特征在于：包括控制器(1)，控制器(1)分别连接有闸门控制柜(2)、闸门电机变频器(3)、模拟量数据采集仪(4)和振弦数据采集仪(5)；所述的模拟量数据采集仪(4)分别连接有闸门荷重传感器(6)和闸门开度检测器(7)；所述的振弦数据采集仪(5)分别连接有钢丝绳张力传感器(8)、支铰受力传感器(9)、支臂应变计(10)和门叶应变计(11)。

3.根据权利要求2所述的水电站闸门在线状态监测系统，其特征在于：所述的支臂应变计(10)和门叶应变计(11)均为电阻应变计，所述的电阻应变计包括应变计主体，应变计主体连接有标准电阻，且应变计主体和标准电阻构成应变电桥。

4.根据权利要求2所述的水电站闸门在线状态监测系统，其特征在于：所述的控制器(1)还分别连接有报警装置和数据储存器。