CN107269864A - 一种闸阀及闸阀控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闸阀及闸阀控制方法，所述闸阀包括闸板、闸阀控制装置和驱动闸板启闭的液压动力装置，所述闸阀控制装置包括控制所述液压动力装置运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件；所述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

Description

一种闸阀及闸阀控制方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下、石油管道给排水领域，具体涉及一种闸阀及闸阀控制方法。

背景技术

闸阀由于其结构简单，密封性好等优势，广泛应用于矿山等给排水系统。市场上闸阀执行机构比较常见的为手轮开关。随着闸阀向高压、大通径及自动化方向发展，手轮开关执行机构已不能满足需求。因此，出现了自动执行方案，主要通过电机旋转运动及减速机增扭，替代手轮机构，一方面可以减少劳动强度，另一方面易于实现远程控制。

但是，现有的自动执行方案还存在较多的问题：主要是带载启动困难、过载保护不易实现带来的可靠性差、故障率高的问题，其次是通过电机等自动方式启闭闸阀往往会造成严重的水锤现象，致使闸阀、管道冲击损坏。

针对上述问题，目前业界也提出有解决方案，如：公开号为CN102182838A、发明名称为“一种矿用潜水电液控制闸阀”的发明专利，不再使用电机加丝杆的传动方式，而是采用液压缸驱动闸板，省去了复杂的机械传动结构，并且通过接近开关限制闸板的极限位置，基本解决了带载启动困难和过载问题，也就解决了电机驱动闸阀带来的可靠性差、故障率高的问题，但无法避免水锤现象的发生。

再如，公开号为CN105003715A、发明名称为“一种具有应急关阀功能的闸阀电液驱动系统及闸阀”的发明专利，通过在执行机构末端设置缓冲装置，能避免一部分水锤现象的发生，但由于缓冲装置的缓冲力是固定的，不能根据管道内具体情况调整，还是不能完全避免水锤现象。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种闸阀及闸阀控制方法，能解决闸阀可靠性差、故障率高的问题，且能有效避免水锤现象的发生。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种闸阀，所述闸阀包括闸板、闸阀控制装置和驱动闸板启闭的液压动力装置，所述闸阀控制装置包括控制所述液压动力装置运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件；其中，

所述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

优选地，所述液压动力装置包括液压缸，所述液压缸的活塞杆与所述闸板连接。

优选地，所述控制部件为PLC，所述检测部件包括检测所述活塞杆位移的位移检测部件。

优选地，所述检测部件还包括：检测闸板移动速度的第一速度检测部件、检测管道内液体流动速度的第二速度检测部件、以及检测管道内壁压力的压力检测部件和检测管道振动值的振动检测部件。

优选地，所述液压动力装置还包括驱动电机，所述驱动电机的电机轴连接有手摇装置；

所述手摇装置包括手摇杆、建立或松开所述手摇杆与所述电机轴之间联动连接的离合部件。

优选地，所述手摇装置还包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括箱体、内齿圈、行星架、行星齿轮和太阳齿轮；

所述内齿圈固定于所述箱体内壁，所述手摇杆与所述行星架固定连接，所述电机轴套设有所述太阳齿轮；所述离合部件用于将所述电机轴和太阳齿轮在圆周向联动连接。

优选地，所述行星架一端设有两个行星齿轮轴，每个所述行星齿轮轴上设置有轴向排列分布、且与所述行星齿轮轴同步转动的第一行星齿轮和第二行星齿轮；

所述第一行星齿轮与所述内齿圈啮合，所述第二行星齿轮与所述太阳齿轮啮合；所述第一行星齿轮的齿数小于所述内齿圈的齿数和第二行星齿轮的齿数，所述太阳齿轮的齿数小于所述第二行星齿轮的齿数。

本发明实施例还提供了一种闸阀控制方法，所述方法包括：

在所述闸阀启动后，按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

根据所述实际状态数据调整输入液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

优选地，所述按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据，包括：

按预设时间间隔定时检测所述液压动力装置传动部件的实际位移数据。

优选地，所述根据所述实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据，包括：

将所述液压动力装置传动部件的实际位移数据与预设位移数据进行比较，获得位移误差值；

根据所述位移误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述位移误差值小于预设位移误差阈值。

优选地，所述按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据，还包括：

按预设时间间隔定时检测闸板的实际移动速度、管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值。

优选地，所述方法还包括：

对检测到的管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值进行模糊计算，确定所述闸板的目标移动速度。

优选地，所述根据所述实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据，还包括：

将所述闸板的实际移动速度与闸板的目标移动速度进行比较，获得速度误差值；

根据所述速度误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述速度误差值小于预设速度误差阈值。

优选地，所述根据所述速度误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，包括：

将所述速度误差值，输入比例-积分-微分控制部件，并通过所述比例-积分-微分控制部件调整输入液压动力装置的控制参数。

本发明实施例提供的闸阀及闸阀控制方法，包括闸板、闸阀控制装置和驱动闸板启闭的液压动力装置，所述闸阀控制装置包括控制所述液压动力装置运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件；所述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据；可见，本发明实施例的闸阀控制装置，根据检测部件的检测结果调整对液压动力装置的控制参数，能精确地控制液压动力装置的运动，从而有效解决闸阀可靠性差、故障率高的问题，并能有效避免水锤现象的发生。

附图说明

图1为本发明实施例一闸阀的组成结构示意图；

图2为本发明实施例二闸阀的组成结构示意图；

图3为本发明实施例三闸阀的液压动力装置的示意图；

图4为图3中手摇装置的剖视示意图；

图5为图4中手摇装置的行星齿轮啮合示意图；

图6为本发明实施例四闸阀控制方法的流程示意图；

图7为本发明实施例五通过监控活塞杆位移来控制闸阀的流程示意图；

图8为本发明实施例六带自学习模糊控制器的闸阀控制装置的结构示意图；

图9为本发明实施例六带自学习模糊控制器的闸阀控制装置关闭闸板的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种闸阀，所述闸阀包括闸板、闸阀控制装置和驱动闸板启闭的液压动力装置，所述闸阀控制装置包括控制所述液压动力装置运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件；所述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

本发明实施例的原理是：检测闸阀的实际状态数据，并将检测结果反馈到闸阀控制装置，调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据；也就是说，通过负反馈的控制原理，精确的控制液压动力装置的运动；能解决闸阀可靠性差、故障率高的问题，有效避免水锤现象的发生。

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图以及具体的应用实施例对本发明做进一步的阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

实施例一

图1为本发明实施例一闸阀的组成结构示意图，如图1所示，所述闸阀包括闸阀控制装置11、液压动力装置12和闸板13；

所述闸阀控制装置11包括：控制所述液压动力装置12运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件，所述控制部件和检测部件相连接；其中，

所述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置12的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

所述液压动力装置12包括：液压泵121和液压缸122，所述液压缸122的活塞杆与所述闸板13连接，这样通过所述液压缸122活塞杆的直线往复运动，可以驱动闸板13的启闭；

相应的，本发明实施例中，所述控制部件为可编程逻辑控制器(PLC，ProgrammableLogic Controller)111，所述检测部件为检测所述液压缸122活塞杆位移的位移检测部件112；

具体地，所述位移检测部件112可以是位移传感器，具体可以是光栅式位移传感器。

这样，基于本发明实施例，所述闸阀控制装置11通过位移检测部件112按预设时间间隔检测所述液压缸122活塞杆实际位移数据，并通过所述PLC111根据检测到的所述实际位移数据调整输入所述液压动力装置12的控制参数，直至所述实际位移数据符合预设位移数据，达到精确控制控制液压动力装置12运动的目的。能解决闸阀可靠性差、故障率高的问题，有效避免水锤现象的发生。

实施例二

图2为本发明实施例二闸阀的组成结构示意图，如图2所示，所述闸阀包括闸阀控制装置21、液压动力装置22和闸板23；

所述闸阀控制装置21包括：控制所述液压动力装置22运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件，所述控制部件和检测部件相连接；其中，

所述述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置22的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

所述液压动力装置22包括：液压泵221和液压缸222，所述液压缸222的活塞杆与所述闸板23连接，这样通过所述液压缸222活塞杆的直线往复运动，可以驱动闸板23的启闭；

本发明实施例中，所述控制部件为PLC211，所述检测部件包括：位移检测部件212、第一速度检测部件213、第二速度检测部件214、压力检测部件215和振动检测部件216；其中，

所述位移检测部件212，用于检测所述液压缸222活塞杆的位移；

所述第一速度检测部件213，用于检测闸板23的移动速度；

所述第二速度检测部件214，用于检测管道内液体流动速度；

所述压力检测部件215，用于检测管道的内壁压力；

所述振动检测部件216，用于检测管道的振动值。

具体地，所述位移检测部件212可以是位移传感器，所述第一速度检测部件213可以是速度传感器，所述第二速度检测部件214可以是流量计，先测流量再计算流速，所述压力检测部件215可以是压力传感器，所述振动检测部件216可以是振动监测器。

同实施例一，本发明实施例的闸阀控制装置21能精确的控制液压动力装置22的运动，能解决闸阀可靠性差、故障率高的问题，有效避免水锤现象的发生。

进一步地，本发明实施例还设有自学习模糊控制器；

所述自学习模糊控制器，用于对检测到的管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值进行模糊计算，确定所述闸板23的目标移动速度；

具体地，所述自学习模糊控制器可以是采用模糊控制原理的模糊控制器结合闸阀控制方法制作而成。

这样，本发明实施例的闸阀控制装置21通过第二速度检测部件214、压力检测部件215和振动检测部件216确定所述闸板23的目标移动速度，并通过所述第一速度检测部件213按预设时间间隔检测所述闸板23的实际移动速度，然后通过所述PLC211根据闸板23的实际移动速度与目标移动速度的速度误差值，调整输入所述液压动力装置22的控制参数，直至所述速度误差值小于预设速度误差阈值，达到精确控制控制液压动力装置22运动的目的。能解决闸阀可靠性差、故障率高的问题，有效避免水锤现象的发生。

具体地，所述液压动力装置22的工作原理为：驱动电机驱动液压泵221排油，排出的油进入液压缸222，驱动液压缸222的活塞杆移动，也就能启闭闸板23；

进一步地，所述液压缸222的内腔包括有杆腔和无杆腔，开启闸板23时，活塞杆从无杆腔向有杆腔移动，关闭闸板23时，活塞杆的移动方向从有杆腔向无杆腔移动；这样在电机功率和液压缸缸径不变的情况下，闸板23开启时的供油量更大，因此闸阀开启闸板23的开启力大于关闭闸板23的关闭力，更好的利用了闸阀的动力；因为由于存在水垢等因素，导致开启闸板23比关闭闸板23更困难；

进一步地，所述驱动电机可以是防爆电机，这样更安全。

可以理解的是，所述液压动力装置不限于实施例一和实施例二所述液压泵和液压缸的组合，也可以是其它能提供动力的液压设备，如液压马达加丝杆等；

所述控制部件也可以是除PLC外的其它部件，例如单片机、工业控制计算机等；所述检测部件可以根据控制的需要，设置更多的检测部件。

实施例三

图3为本发明实施例三闸阀的液压动力装置的示意图，如图3所示，所述液压动力装置包括液压泵31和液压缸32，所述液压缸32的活塞杆与闸板(图3中不可见)连接；所述闸板设置于管道33中；

所述液压泵31包括驱动电机34，所述驱动电机34的电机轴连接有手摇装置35；

所述手摇装置35，用于停电或故障等紧急情况下的对闸阀进行手动开启或关闭；

在正常情况下，本发明实施例的液压动力装置根据闸阀控制装置的指令，启闭闸板，也就是根据闸阀控制装置的指令，通过驱动电机34驱动液压泵31排油，排出的油进入液压缸32，驱动液压缸32的活塞杆移动，也就能启闭闸板；但是在停电或故障等紧急情况下，所述液压动力装置失去动力，无法启闭闸板，需要通过手摇装置35完成闸板的启闭。

可以理解的是，手动开启或关闭所述闸阀，可以是与所述驱动电机34没有任何关联的机构，如可以是手动液压泵；相比手动液压泵，本发明实施例的手摇装置35直接与所述电机轴连接，无需另外铺设管道、电磁阀等部件，结构更简单。

图4为图3中手摇装置35的剖视示意图，如图4所示，所述手摇装置35包括手摇杆351、建立或松开所述手摇杆351与电机轴341之间联动连接的离合部件352。

为使手摇装置35更有效率，所述手摇装置35还包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括箱体353、内齿圈354、行星架355、行星齿轮和太阳齿轮356；所述内齿圈354固定于所述箱体353内壁，所述手摇杆351与所述行星架355固定连接，所述电机轴341套设有所述太阳齿轮356；所述离合部件352用于将所述电机轴341和太阳齿轮356在圆周向联动连接。

本发明实施例中，所述行星架355一端设有两个行星齿轮轴357，两个行星齿轮轴357基于电机轴341轴对称；

每个所述行星齿轮轴357上设置有轴向排列分布、且与所述行星齿轮轴357同步转动的第一行星齿轮358和第二行星齿轮359；所述第一行星齿轮358与所述内齿圈354啮合，所述第二行星齿轮359与所述太阳齿轮356啮合；所述第一行星齿轮358的齿数小于所述内齿圈354的齿数和第二行星齿轮359的齿数，所述太阳齿轮356的齿数小于所述第二行星齿轮359的齿数。

这样，通过手摇装置35，可以获得比较大的增速比，使手摇装置35更有效率；

进一步地，所述电机轴341还套设有离合连接套342，所述离合连接套342的外圆套设所述太阳齿轮356；所述离合连接套342通过键固定在所述电机轴341上；

正常情况下，拉出手摇杆351，离合部件352松开，所述离合连接套342与所述太阳齿轮356径向脱离，这样，所述驱动电机34运转时，所述行星齿轮机构静止；

当出现停电或故障等紧急情况时，手摇杆351推入行星齿轮机构，离合部件352工作，所述离合连接套342与所述太阳齿轮356径向固定，这样，所述转动手摇杆351，通过行星齿轮机构带动所述电机轴341转动，驱动液压动力装置动作。

可以理解的是，所述手摇装置35与所述电机轴之间也可以是其它方式的传动连接，如普通的齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动等。

为了能够更加详尽地了解本发明实施例中手摇装置的特点与技术内容，下面以图5为例，做进一步说明：

图5为图4中手摇装置35的行星齿轮啮合示意图；所述第一行星齿轮358与所述内齿圈354啮合，所述第二行星齿轮359与所述太阳齿轮356啮合；

图5中所述齿轮的模数均为2，第一行星齿轮358的齿数为8，第二行星齿轮359的齿数为29，太阳齿轮356齿数为10，内齿圈354的齿数为48，这样，传动达到18.4，也就是增速比为18.4；

具体地，所述增速比的计算过程如下：

设太阳齿轮356为齿轮1，第二行星齿轮359为齿轮2，第一行星齿轮358为齿轮3，内齿圈354为齿轮4，行星架为H，根据行星齿轮传动比计算原理可得：

其中，表示假设行星架静止情况下，齿轮1和齿轮4之间的传动比，n表示转速，Z表示齿数，如n₁表示齿轮1的转速，Z₁表示齿轮1的齿数，以此类推；

因为内齿圈固定不动，因此n₄为零，由表达式(1)可得：

将齿数代入计算：

由(3)可得：

由(4)可得：

也就是表示齿轮1，即太阳齿轮356的转速是行星架355的18.4倍，而行星架355和手摇杆351是固定连接的，因此，手摇装置35的增速比18.4。

在样机测试中，在管道水压为4.5MPa时，当手摇杆351达到每秒1转的速度时，可以带动电机转动18.4转，液压缸的活塞杆可以移动1.73mm，完成整个关阀操作所用时间为104秒，能满足紧急情况下的关阀操作；

当然，速度可以通过手臂施加的转矩随时调节。

可以理解的是，行星齿轮机构中的齿轮可以根据需要，设计与本实施例不同的齿数。

为表达简洁，也符合行业规范，图5中齿轮的模数用字母M表示、齿数用字母Z表示，例如，第一行星齿轮358的模数为2，齿轮为8，可以表达为“M＝2，Z＝8”。

实施例四

图6为本发明实施例四闸阀控制方法的流程示意图，所述方法的执行主体可以是闸阀控制装置，如图6所示，所述方法包括：

步骤601：在所述闸阀启动后，按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

具体地，所述按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据，包括：

按预设时间间隔定时检测所述液压动力装置传动部件的实际位移数据。

更具体地，检测所述闸阀的实际状态数据的是闸阀控制装置中的检测部件，所述检测部件在检测的实际状态数据后，将所述实际状态数据发送给闸阀控制装置中的控制部件；

这里，所述检测部件可以是位移检测部件；控制部件可以是PLC；

也就是位移检测部件会将液压动力装置传动部件的实际位移数据发送给PLC，PLC进行进一步的处理，也就是执行步骤602。

进一步地，所述按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据，还包括：

按预设时间间隔定时检测闸板的实际移动速度、管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值。

这里，检测部件可以是检测闸板移动速度的第一速度检测部件、检测管道内液体流动速度的第二速度检测部件、以及检测管道内壁压力的压力检测部件和检测管道振动值的振动检测部件；控制部件可以是PLC；

同理，检测部件将上述检测数据发送给PLC，PLC进行进一步的处理，也就是执行步骤602。

步骤602：根据所述实际状态数据调整输入液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

具体地，所述根据所述实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据，包括：

将所述液压动力装置传动部件的实际位移数据与预设位移数据进行比较，获得位移误差值；

根据所述位移误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述位移误差值小于预设位移误差阈值。

这里，所述预设位移数据可以是根据液压动力装置的传动部件在每一时间段的移动速度计算得到；而液压动力装置的传动部件在每一时间段的移动速度可以是根据计算或试验得到的；液压动力装置的传动部件在每一时间段的移动速度可以是相同的，也可以是不同的；

优选地，为了使闸阀的启闭顺利，不过载，所述液压动力装置的传动部件可以设置为：在闸板启闭开始时是慢速，中间快速，到快完成启闭时也是慢速；

进一步地，所述液压动力装置传动部件的预设位移数据可以表示为横轴为时间、纵轴为位移的曲线图；

更进一步地，所述液压动力装置传动部件的预设位移数据可以根据计算或试验确定，也可以在实际使用中不断总结运行状况确定。

所述预设位移误差阈值为根据液压缸运动的精度而设定，小于预设位移误差阈值就不必再作调整，这样更节能。

根据所述位移误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，可以包括：根据所述位移误差值，调整进入所述液压缸的液压油流量；具体地，调整控制参数可以通过伺服阀；

调整进入所述液压缸的液压油流量，可以调整液压缸活塞杆的移动速度，进而减少位移误差值。

进一步地，所述闸板设有压力检测部件(图中未示出)检测闸板底部的压力，以便及时停止液压动力装置的动作；同时，液压动力装置的液压管道中还设置有溢流阀，这样，在闸板的开启或关闭完成，即到达预定位置后，液压动力装置可以及时停止动作，液压管道中的液压油通过溢流阀卸荷，避免发生电机堵转、闸板过行程导致闸板或其它零部件变形的问题。

基于本发明实施例，所述液压缸活塞杆的位移可以精确的符合预设的要求，避免了滞后或超前带来的过载对液压动力装置的损伤，也可以避免液压动力装置中驱动电机的堵转，还可以根据所述液压动力装置传动部件的预设位移数据，调整所述液压动力装置传动部件的实际位移，避免水锤现象的发生。可以理解的是，为达成对液压动力装置运动的精确控制，也可以检测除液压缸活塞杆之外的其它传动部件的位移或速度。

进一步地，所述根据所述实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据，还包括：

将闸板的实际移动速度与闸板的目标移动速度进行比较，获得速度误差值；

根据所述速度误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述速度误差值小于预设速度误差阈值。

这里，所述闸板的实际移动速度是通过第一速度检测部件检测得到的，第一速度检测部件会将检测数据发送给PLC；

闸板的目标移动速度是对检测到的管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值进行模糊计算得到。

也就是说，所述闸板的目标移动速度是不断变化的，会根据管道内的具体情况做相应的修正。

根据上述方式确定闸板的目标移动速度，可以最大限度的避免水锤现象；所述管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值是通过试验确定的决定水锤现象的关键因素。

更具体地，根据所述速度误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，包括：根据所述速度误差值，运用比例-积分-微分(PID，proportion、integral、derivative)控制部件调节伺服阀的流量，进而调整液压缸的移动速度。

PID控制部件是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。PID控制部件适用于需要进行高精度测量控制的系统，可根据被控对象自动演算出最佳PID控制参数，使用简单易懂，不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。

所述PID控制部件可以通过PLC实现，例如可以是PLC的一个模块，也可以是单独的部件。

所述预设速度误差阈值为根据液压缸移动的精度设定，小于预设速度误差阈值就不必再作调整，这样更节能。

进一步地，所述闸阀设有自学习模糊控制器，所述自学习模糊控制器用于对检测到的管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值进行模糊计算，获得所述闸板的目标移动速度，这样无需通过人工计算或试验确定目标移动速度，这样，确定闸板的目标移动速度更科学、更智能。

基于本发明实施例，可以最大限度的避免水锤现象，避免闸阀、管道被冲击损坏；

可以理解的是，确定闸板的目标移动速度，可以在管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值之外增加更多的监控项目。

实施例五

图7为本发明实施例五通过监控活塞杆位移来控制闸阀的流程示意图，如图7所示，所述流程包括：

步骤701：读取活塞杆的位移数据；

具体的，位移检测部件检测所述液压缸活塞杆的位移，获取活塞杆的位移数据。

步骤702：闸板开启或关闭是否完成；

本步骤中，根据活塞杆的位移数据，确定闸板开启或关闭是否完成，如果闸板开启或关闭完成，则流程结束；如果未完成，则进入步骤703。

步骤703：将位移数据发送给PLC；

具体的，将获取的活塞杆的位移数据发送给PLC。

步骤704：将位移数据与预设活塞杆位移数据比较；

具体的，将活塞杆的位移数据与预设活塞杆位移数据比较，获得位移误差值；

步骤705：判断位移误差值是否小于预设位移误差阈值，如果位移误差值小于预设位移误差阈值，则进入步骤701；反之，进入步骤706。

步骤706：将调整指令发送给伺服阀；

具体的，将调整指令发送给伺服阀，通过伺服阀对液压缸的活塞杆进行调整。

步骤707：调整活塞杆的移动速度。

具体的，伺服阀调整进入所述液压缸的液压油流量，进而调整液压缸活塞杆的移动速度。

实施例六

图8为本发明实施例六带自学习模糊控制器的闸阀控制装置的结构示意图，如图8所示，闸阀控制装置包括PLC、自学习模糊控制器和电动伺服液控阀，其中：

所述PLC，用于接收自学习模糊控制器发送的“闸板理论速度”，与检测的闸板实际速度比较获得速度误差值，根据速度误差值调整电动伺服液控阀，也就是通过PID控制实现对闸阀的闭环控制；

所述自学习模糊控制器，用于采集管路中的液体流速、管路振动和冲击压力，根据管路中的液体流速、管路振动和冲击压力计算出“闸板理论速度”发送给PLC；

所述电动伺服液控阀，用于接收PLC的控制信号，调整闸板的移动速度。

由于闸阀的关闭更容易引起水锤现象，因此，下面将介绍本发明实施例六带自学习模糊控制器的闸阀控制装置的关闭闸板流程；当然，可以理解的是，本实施例的控制方法同样也可用于闸板的开启控制。

图9为本发明实施例六带自学习模糊控制器的闸阀控制装置关闭闸板的流程示意图，如图9所示，所述流程包括：

步骤901：初始化程序；

这里，所述初始化包括：控制装置启动，启动主程序。

步骤902：开启闸阀关闭程序；

具体是指控制装置指令液压动力装置启动。

步骤903：是否开启自学习功能，如果不开启，则进入步骤904；如果开启，则进入步骤905。

步骤904：读取预设的闸板目标移动速度，执行步骤907；

这里，所述预设的闸板目标移动速度可以是横轴为时间、纵轴为速度的曲线图；

所述曲线图可以是可以根据计算或试验确定，也可以在实际使用中不断总结运行状况确定。

步骤905：采集管道内的数据；

本发明实施例中，管道内的数据包括：管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值。

步骤906：根据采集的管道内的数据，进行模糊计算；

本步骤中，根据预设的数据模型，将管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值输入数据模型进行计算。

步骤907：确定闸板目标移动速度；

本步骤中，根据预设的闸板目标移动速度或模糊计算的结果，确定闸板目标移动速度。

步骤908：检测闸板的实际移动速度；

这里，通过速度检测部件，检测出闸板的实际移动速度。

步骤909：判断闸阀是否完成关闭；

本步骤中，根据闸板的实际移动速度，判断出闸阀是否完成关闭，如果完成，则流程结束；如果未完成，则进入步骤910。

步骤910：速度误差值小于预设速度误差阈值；

本步骤中，比较实际移动速度和目标移动速度，得到速度误差值，如果速度误差值小于预设速度误差阈值，则进入步骤903；反之，进入步骤911。

步骤911：进行PID运算；

这里，将速度误差值进行比例-积分-微分运算，获得相应的反馈控制参数。

步骤912：调节伺服阀的流量；

这里，根据反馈控制参数，调节伺服阀的流量，也就是调整液压缸的移动速度；

步骤912执行完，重新进入步骤903。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种闸阀，其特征在于，所述闸阀包括闸板、闸阀控制装置和驱动闸板启闭的液压动力装置，所述闸阀控制装置包括控制所述液压动力装置运动的控制部件和检测所述闸阀状态的检测部件；其中，

所述检测部件，用于按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

所述控制部件，用于根据检测部件检测到的实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

2.根据权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述液压动力装置包括液压缸，所述液压缸的活塞杆与所述闸板连接。

3.根据权利要求2所述的闸阀，其特征在于，所述控制部件为PLC，所述检测部件包括检测所述活塞杆位移的位移检测部件。

4.根据权利要求3所述的闸阀，其特征在于，所述检测部件还包括：检测闸板移动速度的第一速度检测部件、检测管道内液体流动速度的第二速度检测部件、以及检测管道内壁压力的压力检测部件和检测管道振动值的振动检测部件。

5.根据权利要求2至4任一项所述的闸阀，其特征在于，所述液压动力装置还包括驱动电机，所述驱动电机的电机轴连接有手摇装置；

所述手摇装置包括手摇杆、建立或松开所述手摇杆与所述电机轴之间联动连接的离合部件。

6.根据权利要求5所述的闸阀，其特征在于，所述手摇装置还包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括箱体、内齿圈、行星架、行星齿轮和太阳齿轮；

所述内齿圈固定于所述箱体内壁，所述手摇杆与所述行星架固定连接，所述电机轴套设有所述太阳齿轮；所述离合部件用于将所述电机轴和太阳齿轮在圆周向联动连接。

7.根据权利要求6所述的闸阀，其特征在于，所述行星架一端设有两个行星齿轮轴，每个所述行星齿轮轴上设置有轴向排列分布、且与所述行星齿轮轴同步转动的第一行星齿轮和第二行星齿轮；

所述第一行星齿轮与所述内齿圈啮合，所述第二行星齿轮与所述太阳齿轮啮合；所述第一行星齿轮的齿数小于所述内齿圈的齿数和第二行星齿轮的齿数，所述太阳齿轮的齿数小于所述第二行星齿轮的齿数。

8.一种闸阀控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述闸阀启动后，按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据；

根据所述实际状态数据调整输入液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据，包括：

按预设时间间隔定时检测所述液压动力装置传动部件的实际位移数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据，包括：

将所述液压动力装置传动部件的实际位移数据与预设位移数据进行比较，获得位移误差值；

根据所述位移误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述位移误差值小于预设位移误差阈值。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述按预设时间间隔检测所述闸阀的实际状态数据，还包括：

按预设时间间隔定时检测闸板的实际移动速度、管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对检测到的管道内液体流动速度、管道内壁压力和管道振动值进行模糊计算，确定所述闸板的目标移动速度。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际状态数据调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述实际状态数据符合预设状态数据，还包括：

将所述闸板的实际移动速度与闸板的目标移动速度进行比较，获得速度误差值；

根据所述速度误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，直至所述速度误差值小于预设速度误差阈值。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述速度误差值调整输入所述液压动力装置的控制参数，包括：

将所述速度误差值，输入比例-积分-微分控制部件，并通过所述比例-积分-微分控制部件调整输入液压动力装置的控制参数。