[发明专利]一种弧形启闭闸门状态监测与综合诊断方法

权利要求书

1.一种弧形启闭闸门状态监测与综合诊断方法，弧形启闭闸门包括闸门控制系统和闸门本体结构，闸门控制系统包括闸门升降系统、闸门启闭系统和卷扬系统；闸门本体结构包括闸门门页、支臂和支绞；其特征是，包括以下步骤：

步骤1、闸门控制系统的健康状态监测及诊断；直接从闸门控制系统读取对应的控制信号以及执行机构的反馈信号，根据信号之间的逻辑和耦合关系来判断闸门控制系统的健康状态；

步骤2、闸门本体结构的健康状态监测及诊断；首先判断闸门门页的健康状态，然后判断闸门支臂的健康状态，最后判断闸门支绞的健康状态，从而综合得出闸门本体结构的健康状态，对处于非健康的闸门部位，进行报警警告，同时给出闸门本体需要维修的部位；

步骤3、将闸门控制系统的健康状态数据与闸门本体结构的健康状态数据综合合成，得到弧形启闭闸门的健康状态数据；

步骤4、通过工控机接收健康状态数据，利用LABVIEW进行信号处理与数据计算，采用故障诊断算法得到弧形启闭闸门的健康状态监测结果；

步骤1的实现包括以下步骤：

步骤1.1、通过Modbus以太网通讯读取闸门控制系统中的提升、下降、停止、安全制动、工业制动控制输出，得到闸门升降系统的状态信号；

步骤1.2、将提升信号、下降信号、停止信号、安全制动信号、工业制动信号使用组合逻辑，完成升降系统健康状态的判断；当提升或下降信号与安全制动信号同时出现时，表示升降系统出现异常；当停止信号与安全制动信号同时出现时，表示升降系统正常；

步骤1.3、采用RS232通讯方式读取的闸门开度与闸门荷重数据得到闸门启闭系统的健康状态；

步骤1.4、根据闸门开度与闸门荷重数据之间的关系判断闸门启闭系统的健康状态；当闸门开度与闸门荷重呈正向比例关系时表示启闭系统正常，当闸门开度与闸门荷重呈反向比例关系时表示启闭系统异常；

步骤1.5、采用RS485通讯方式读取的卷扬控制变频器的输出电压、电流、频率、温度数据，得到卷扬系统的状态信号；

步骤1.6、根据卷扬控制变频器的输出频率与卷扬机输出电流进行比较判断卷扬系统的健康状态；当卷扬机输出电流与卷扬控制变频器输出频率成正向比例关系时，表示闸门卷扬系统正常；当卷扬机输出电流与卷扬控制变频器输出频率成反向比例关系或随机关系时，表示闸门卷扬系统异常；

步骤1.7、综合闸门升降系统、启闭系统、卷扬系统的健康状态，根据组合逻辑算法进行判断，得到闸门控制系统的健康状态；当闸门升降系统、启闭系统、卷扬系统中任何一个出现故障，则判断为闸门控制系统存在故障；

步骤2的实现包括以下步骤：

步骤2.1、根据Modbus232通讯规约读取的应力传感器数据得到闸门门页、支臂、支绞的状态信号；

步骤2.3、根据采集应力传感器数据与预先设定的阈值进行对比，分别判断闸门门页、支臂、支绞所处的健康、危险、失效阶段，综合三者的健康状态阶段得到闸门本体结构的健康状态阶段。

2.如权利要求1所述的弧形启闭闸门状态监测与综合诊断方法，其特征是，判断闸门门页、支臂、支绞所处的健康、危险、失效阶段包括以下步骤：

步骤2.3.1、若闸门门页应力传感器综合数据超过闸门正常运行数据的20％，则闸门门页为失效状态；

步骤2.3.2、若闸门门页应力传感器综合数据超过闸门正常运行数据的10％，则闸门门页为危险状态；

步骤2.3.3、若闸门门页应力传感器综合数据不超过闸门正常运行数据，则闸门门页为健康状态；

步骤2.3.4、若支臂应力传感器综合数据超过闸门正常运行数据的25％，则支臂为失效状态；

步骤2.3.5、若支臂应力传感器综合数据超过闸门正常运行数据的15％，则支臂为危险状态；

步骤2.3.6、若支臂应力传感器综合数据有超过闸门正常运行数据，则支臂为健康状态。

3.如权利要求1所述的弧形启闭闸门状态监测与综合诊断方法，其特征是，判断闸门本体结构的健康状态的阶段包括：当应力传感器数据小于或等于实际运行最大数据的100％时，闸门本体结构为健康；当应力传感器数据大于实际运行数据的100％，小于等于实际运行最大数据的115％时，闸门本体结构为危险；当应力传感器数据大于实际运行数据的115％，小于等于实际运行最大数据的130％时，闸门本体结构为失效。

4.如权利要求1所述的弧形启闭闸门状态监测与综合诊断方法，其特征是，Modbus以太网采用带屏蔽的网线进行数据传送，Modbus232以及RS485均使用带屏蔽的同轴电缆进行信号传输，信号传输线路之间避免平行走线。