[发明专利]船闸浮式系船柱卡阻在线监测及报警联动系统

说明书

本发明提出一种船闸浮式系船柱卡阻在线监测及报警联动系统，采用非接触方式对浮式系船柱在闸室充泄水过程中位移状况进行在线监测，并同时与闸室内水位变化数据进行纵向比较，与同闸室内其它浮式系船柱位移数据进行横向比较，能够实时发现有卡阻故障的浮式系船柱并及时执行报警联动处置，可确保过闸船舶的安全，其主要特征包括数据检测装置、数据采集装置、数据处理装置；所述数据检测装置采用激光、超声波传感器等非接触式行程检测传感器，该装置固定在浮式系船柱导槽顶端；所述数据采集装置采集并预处理获得的闸室内所有浮式系船柱位移数据；所述数据处理装置为船闸监控系统，触发报警信息及联动机制，快速关闭充泄水阀门，停止闸室充泄水。

技术领域

本发明属于船闸自动化监控领域，涉及在充泄水过程中的船闸浮式系船柱卡阻在线监测及报警联动系统。

背景技术

船闸是内河航运最常见的通航建筑物，使得船舶能够克服在天然河流由于调节流量、蓄水发电、渠化航道以及在运河上因地形条件形成的水位落差。船闸由上、下游引航道与闸室组成。闸室是停泊船舶(或船队）的厢形室，借助闸室内充泄水来调整闸室中的水位，使船舶在闸室内随水位变化自动升降浮动，从而克服闸室上下游水位落差实现过闸通航。

浮式系船柱是一种可随闸室水位变化自动升降浮动的船舶系缆绳装置，为确保船舶在闸室充泄水过程中的安全，船闸闸室两侧闸室墙上都安装有浮式系船柱，数量在10-40套之间(根据船闸规模和船舶类型设置)，闸室内船舶依靠浮式系船柱系缆绳固定，可保证在闸室充泄水过程中船舶能够稳定停靠、避免相互碰撞。浮式系船柱最基本的功能就是依靠浮力随闸室水位的变化同步升降，始终跟闸室水位保持水平一致。浮式系船柱如果出现卡阻故障(浮筒密封失效、导轮卡阻、导槽形变、异物堵塞等多种原因引发)，即闸室水位变化时不能自动同步升降浮动，如不及时处置会导致系在该柱上的船舶倾覆的严重事故。

现有技术中，一般通过对浮式系船柱及其系缆绳的受力情况进行分析判断卡阻故障情况，该方法受限条件较多，比如不同载重、吨位的船舶、不同的系缆角度、不同系缆绳张紧程度，都会影响系统对受力数据的分析判断，很难准确得到有效的受力阈值来实时界定浮式系船柱是否已发生卡阻故障；该方法还需要在浮式系船柱上加装受力检测装置，施工难度大，而且浮式系船柱是运动物体，检测装置供电及数据采集都比较困难。

发明内容

为切实有效解决上述问题，本发明提出一种船闸浮式系船柱卡阻在线监测及报警联动系统，采用非接触方式对浮式系船柱在闸室充泄水过程中位移状况(是否跟闸室水位变化保持一致)进行在线监测，并同时与闸室内水位变化数据进行纵向比较，与同闸室内其它浮式系船柱位移数据进行横向比较，能够实时发现有卡阻故障的浮式系船柱并及时执行报警联动处置，可确保过闸船舶的安全，其主要特征包括数据检测装置、数据采集装置、数据处理装置。

所述数据检测装置采用激光、超声波传感器等非接触式行程检测传感器，该装置固定在浮式系船柱导槽顶端，数据检测装置垂直对准浮式系船柱上表面，在线实时采集浮式系船柱的位移数据。

所述数据采集装置采用ProfiBus DP、SSI、Modbus、CAN等工业现场总线方式与数据检测装置通讯，采集并预处理获得的闸室内所有浮式系船柱位移数据，该装置兼具协议网关转换功能。

所述数据处理装置为船闸监控系统上位机和现地控制系统PLC（均利用船闸监控系统已有设备），与数据采集装置采用Modbus TCP、Profinet、OPC等基于以太网的通讯协议通讯，实时接收采集到的浮式系船柱位移数据后，通过纵向对比闸室内水位变化数据、横向对比其它浮式系船柱位移数据后得出是否卡阻的结论，然后向船闸监控上位机推送报警信息，并触发联动机制，快速关闭充泄水阀门，停止闸室充泄水。

所述数据处理装置具备对数据采集装置的自整定及自诊断功能，对诊断出的非健康数据采集装置强制退出控制，避免误动作。

所述船闸浮式系船柱卡阻在线监测及报警联动系统的主要构件为非接触式行程检测传感器。