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沂河桃园橡胶坝监控系统设计与开发

2020-12-07阅读(798)

沂河桃园橡胶坝监控系统设计与开发

论文摘要

近年来,橡胶坝以它投资少、工期短、见效快以及管理方便、适应性强等特点,越来越受到人们的青睐。沂河桃园橡胶坝工程作为山东省临沂市滨河综合整治工程中的重点工程,担负着保障城市工业和生活供水、回灌地下水、发展水上交通旅游及建设生态城市等多项功能。整个工程由充水式橡胶坝和船闸两部分组成,其中船闸东西长25m,橡胶坝长783.2m,枢纽总长988.2m。为了更好地确保橡胶坝安全运行和可靠运行,使其发挥应有效益和功能,我们设计和开发了桃园橡胶坝监控系统。桃园橡胶坝监控系统是确保沂河水量科学调度和监督管理的有效措施。系统综合采用了当今先进的计算机应用技术、PLC技术、网络技术、自动控制技术、数字图像编解码技术、多传感器信息融合技术、检测技术、有线/无线通讯技术、多媒体技术等,实现了信息图像控制一体化的综合监控系统,确保了沂河安全调度管理的监控自动化。本课题主要研究了以下内容并加以开发实现:1.橡胶坝充排水智能控制,通过实时监测坝袋内压、上下游水位、葛沟水位和流量以及坝袋高度等,利用软起动器,实现橡胶坝的充排水自动控制;2.船舶上行过闸和下行过闸的自动控制;根据上下游及闸室水位、闸门开度、以及限位等传感器,配合交通信号灯,实现船闸的自动控制;3.实现现场和上位带权限闸门和坝袋的调度与控制,并实时返回各闸门和水泵的状态信息;4.大坝安全自动监测,通过对渗流自动测量,利用分位图法获得一致性传感器组,在此基础上采用了多传感器信息融合理论对数据进行融合处理;5.图像传输及编解码技术,实现了图像有线和无线实时快速传输,通过有效的编解码技术,提高了图像质量,并实现了摄像机的远程控制,包括云台,镜头控制;6.研究开发了适用于橡胶坝监控调度的操作平台,采用标准的图形界面和操作模式,模拟动画,再现了橡胶坝运行状况和周边坏境,操作简单、安全、可靠。本文对橡胶坝充排水控制,无线接入技术,视频传输方式,上位监控以及多传感器信息融合技术等问题作了较为深入的研究,成功实现了橡胶坝的实时数据监测、实时图像监视以及橡胶坝实时控制。该系统自2007年9月投入运行以来,运行状况良好,没有出现异常现象。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 第1章 绪论
  • 1.1 本课题的研究背景和意义
  • 1.2 橡胶坝技术发展现状
  • 1.2.1 国外发展现况
  • 1.2.2 国内发展现况
  • 1.3 橡胶坝控制发展方向
  • 1.4 本文主要的研究内容
  • 1.5 本章小结
  • 第2章 系统总体设计
  • 2.1 系统设计原则
  • 2.2 总体功能
  • 2.3 总体结构及组成
  • 2.4 系统总体方案
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 橡胶坝充排水及船闸控制系统
  • 3.1 系统功能
  • 3.2 充排水控制单元
  • 3.2.1 系统硬件设计
  • 3.2.2 橡胶坝泄洪流量计算方法
  • 3.2.3 橡胶坝充排水控制要求
  • 3.2.4 充排水PLC程序设计
  • 3.2.5 基于定水位模糊控制策略的研究
  • 3.3 船闸控制单元
  • 3.3.1 船闸控制单元设计方案
  • 3.3.2 系统组成及其原理
  • 3.3.3 船舶过闸控制要求
  • 3.3.4 船闸PLC程序设计
  • 3.4 通讯技术在本系统中的研究
  • 3.4.1 工业通讯技术概述
  • 3.4.2 几种工业通讯子网的性能比较
  • 3.4.3 数据通信
  • 3.5 控制系统软件设计
  • 3.5.1 简介
  • 3.5.2 PLC控制程序的开发
  • 3.5.3 上位机SIMATIC WinCC组态
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 橡胶坝大坝安全监测系统
  • 4.1 渗压计单元
  • 4.1.1 工作原理及结构
  • 4.1.2 数据处理
  • 4.2 测量控制单元
  • 4.2.1 MCU的结构
  • 4.2.2 MCU的功能
  • 4.3 大坝安全监测管理软件
  • 4.3.1 数据采集
  • 4.3.2 数据管理
  • 4.3.3 数据报表
  • 4.3.4 系统管理
  • 4.4 基于贝叶斯估计的多传感器信息融合
  • 4.5 实例分析
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 橡胶坝视频监视系统
  • 5.1 视频监视系统功能
  • 5.1.1 视频监视
  • 5.1.2 防护监视与告警
  • 5.1.3 录像和画面捕捉
  • 5.2 无线网络视频监视子系统
  • 5.2.1 无线网络技术
  • 5.2.2 无线网络视频传输
  • 5.2.3 无线网络设计
  • 5.2.4 无线网络视频监控组成
  • 5.3 有线视频监视子系统
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 关键技术的应用
  • 6.1 多种网络介质的信息通讯的融合与集成
  • 6.2 大坝安全监测系统数据的处理
  • 6.3 橡胶坝监控系统操作平台的开发
  • 6.4 橡胶坝泵站的优化调度
  • 6.5 本章小结
  • 结束语
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在研究生期间发表的论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 相关论文文献

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