基于智能控制技术的航电枢纽泄洪系统研究

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集防洪、抗旱、发电、航运、旅游等功能于一体的现代水利枢纽工程,产生着巨大的社会效益和经济效益。作为水利枢纽重要组成部分的泄洪系统,在保证大坝安全,调控水位,确保发电稳定和畅通航运等方面均起着相当重要的作用。因而,泄洪系统性能不仅直接关系到水资源的利用,而且还会影响流域内人民的生命以及财产的安全。泄洪系统主要包括泄洪方式决策系统以及泄洪阀门监控系统。由于这类系统一般规模较为庞大,运行工况十分复杂,尤其是在汛期,操作较为频繁,并且出于安全考虑,需要保证整个系统长时间稳定可靠运行。基于以上分析,泄洪系统运行的稳定性、可靠性、安全性、可操作性、可维护性等方面均具有较高的要求。本研究基于PLC控制技术和网络控制技术,针对实际工程中的泄洪控制系统智能化控制问题进行了研究,主要研究内容如下:1、通过对国内外水电站闸门控制的现状分析,提出了航电枢纽的泄洪闸门现地泄洪控制系统可行性控制方案,并对泄洪闸门启闭过程进行了数据分析,为泄洪闸门开启与关闭调整速度的相关控制提供可靠依据。2、在分析了航电枢纽溢洪闸门控制的一般要求和工业规范要求的基础上,提出了一种配置方案用于溢洪闸门的控制系统,以至进行设计了总体航电枢纽溢洪道闸门控制系统。3、在泄洪闸门液压提升控制系统中应用了PID控制方法,结合泄洪闸门开启与关闭过程的数学模型,根据模型的运算结果提出了一种基于专家系统的泄洪系统智能化控制策略。4、对航电枢纽泄洪闸门局部控制系统进行了软件和硬件的一系列相关设计。根据所提出的水电站泄洪闸门控制系统的设计方案,选择了施耐德PLC、水位监测器和恰当的的闸门开度表,建立了硬件电路用于控制单元执行命令,并进行开发了相关软件的设计。5、对航电枢纽泄洪系统控制系统进行了仿真研究。利用MATLAB提出相似数学建模并且建立了控制系统的仿真模型。在分析了仿真结果后,其结果显示本文所提出的航电枢纽溢洪道闸门控制系统的设计是可行的,特别是对泄洪闸门开启与关闭时的速度的研究。与以往匀速开启与关闭泄洪闸门相比,不仅缩短了开启与关闭泄洪闸门时间,而且显著提高了泄容量,改善了航电枢纽泄洪能力,这具有一定的革新意义。
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