CN109629530A - 一种具有分层取水功能的智能景观闸门及其运行方法 - Google Patents

Abstract

一种具有分层取水功能的智能景观闸门及其运行方法，属于水利工程设备技术领域。包括对称设置的两个闸墩、置于闸墩顶部的横梁、置于横梁处的两台启闭设备、闸门A、闸门B、闸门C；所述闸门A、闸门C处于同一竖直平面内并间隔设置，闸门A的底部通过钢绳与闸门C的顶部相连，所述闸门B置于闸门A、闸门C的一侧，且平行于闸门A、闸门C；所述闸门A、闸门B、闸门C分别安装于位于闸墩处的闸门槽内，闸门A、闸门B的顶部分别连接两台启闭设备。本发明的智能景观闸门中，闸门A、闸门B、闸门C结构简单；能够满足不同的需求，可以实现“一闸多用”；可以实现分层取水和行洪冲淤，同时也包括了传统水闸必备的功能。

Description

一种具有分层取水功能的智能景观闸门及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种水利工程用的新型闸门结构，具体是一种具有分层取水功能的智能景观闸门及其运行方法，属于水利工程设备技术领域。

背景技术

水闸是修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要。开启闸门，可以宣泄洪水、过鱼，也可对下游河道或渠道供水。

一方面，上世纪80年代起，魏宏刚、张士杰、王树萱、陈先根等开展了一系列用不同温度的水灌溉水稻的试验，结果表明低温水灌溉会导致稻谷产量降低甚至不出穗。而水的温度和取水的位置有很大的关系，表层水的温度最高，最有利于灌溉；中层水次之；底层水温度最低，对灌溉的不良影响最大。水利工程采取措施以减少低温水灌溉的影响，包括设置晒水池、渠道保温防胀等措施，其中采用分层取水以实现取用表层水是最直接的措施。

另一方面，水质在不同季节存在变化，特别是夏季存在分层现象，锰、氨氮、藻类等水质指标严重影响生活用水的水质处理。通过分层取水，根据各层水质不同选择合适的取水位置，有利于保证水质。因此，有必要研究可用的闸门来实现分层取水。

发明内容

鉴于以上所述现阶段分层取水的需要，本发明的目的在于提供一种具有分层取水功能的智能景观闸门及其运行方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，包括对称设置的两个闸墩（钢筋混凝土结构）、置于闸墩顶部的横梁、置于横梁处的两台启闭设备、闸门A、闸门B、闸门C；所述闸门A、闸门C处于同一竖直平面内并间隔设置，闸门A的底部通过钢绳与闸门C的顶部相连，所述闸门B置于闸门A、闸门C的一侧，且平行于闸门A、闸门C；所述闸门A、闸门B、闸门C分别安装于位于闸墩处的闸门槽内，闸门A、闸门B的顶部分别连接两台启闭设备。

进一步地，该智能景观闸门还设有用于检测水位线的红外感应仪、用于检测水位的水位传感器、用于检测水压的水压传感器以及PLC控制器；

所述红外感应仪由在竖直方向上间隔设置的4个红外线传感器组成，从上到下依次是红外线传感器A、红外线传感器B、红外线传感器C、红外线传感器D，四个红外线传感器与PLC控制器的信号输入端口相连接；所述水压传感器、水位传感器分别与PLC控制器的信号输入端口相连接，所述PLC控制器的信号输出端口分别连接两台启闭设备。

进一步地，所述横梁处及闸墩上部设有彩虹灯，所述PLC控制器的信号输出端口与彩虹灯相连，彩虹灯型号为圆形射灯，采用光控技术，光线较暗时或夜晚开启，颜色根据闸门工作状态的变化而变化，既能显示闸门的工作状态，也可以起到美观作用。

进一步地，所述横梁处设有报警喇叭灯，所述PLC控制器的信号输出端口与报警喇叭灯相连，位于横梁顶部，报警喇叭灯的颜色显示为红色。

进一步地，该景观闸门还设有远程控制端，该远程控制端与PLC控制器相连。

进一步地，该景观闸门还设有远程视频监控端，所述横梁左右两侧、该景观闸门前1-2米处左右两侧分别安装有摄像头，所述摄像头分别连接远程视频监控端，所述远程视频监控端通过PLC控制器与远程控制端相连，方便工作人员远程监控景观闸门的工作状态。

进一步地，所述闸门A、闸门B的相对内侧分别设有L形连接件A、L形连接件B，L形连接件A置于闸门A底部，L形连接件B置于闸门B顶部，L形连接件A位于L形连接件B下方，L形连接件A、L形连接件B可相互咬合互锁。

进一步地，所述闸门C的顶部朝闸门B方向设有延伸平台，该延伸平台的延伸长度与闸门B、闸门C之间的间距相等；所述延伸平台的外侧壁铰接有铁板，该铁板水平置于闸门B正下方，并可绕轴顺时针旋转90°，便于闸门B的下移，且该铁板与延伸平台之间设有复位弹簧，便于闸门B上移后铁板复位至水平状态。

进一步地，每台启闭设备包括两台卷扬机，卷扬机位于相应闸门的正上方，闸门A上部左右两侧对称布置两个吊耳，闸门B采用和闸门A相同的方式布置吊耳，启闭设备设置了与吊耳相匹配的吊钩。

进一步地，闸门C的动力来源于闸门A，其中，闸门C左右两侧开凿有两竖直圆形孔，孔内各设置一可上下滑动的圆盘形铁板，上部孔径小于圆盘形铁板直径，防止其滑出圆形孔，圆盘形铁板上各焊接一钢绳，钢绳上端焊于闸门A底部。

进一步地，PLC控制器可包括但不限于：信号输入端口、信号输出端口、中央处理单元CPU；信号输入端口与水位传感器、水压传感器和红外感应仪连接，监测水位、水压的变化；信号输出端口与彩虹灯、报警喇叭灯、卷扬机连接，反应景观闸门的工作状态，控制各个闸门的升降；远程视频监控端与摄像头连接，远程视频监控端通过中央处理单元CPU将信号传至远程控制端，方便工作人员通过远程控制端远程监控景观闸门的工作状态。

进一步地，所述远程控制端的载体可为手机、电脑等电子设备，远程视频监控端可为显示器。

进一步地，所述闸门A、闸门B、闸门C之间设有止水，止水分别包括布置在闸门A L型连接件A外壁的止水橡皮、布置在闸门B L型连接件B外壁的止水橡皮、布置在闸门B底侧（与闸门C相对侧）的d型止水、布置在铁板上的止水橡皮。

进一步地，景观闸门的净空高度大于闸门A、闸门B、闸门C的高度总和，利于行洪冲淤。

进一步地，水位传感器、水压传感器和红外感应仪连接PLC控制器的信号输入端口，中央处理单元CPU接收到信号输入端口和远程视频监控端传来的信号，按以下处理流程：

1、中央处理单元CPU判断水位传感器所测的水压值（水位传感器所测水位值换算成的水压值）与水压传感器所测的水压值，若误差不大（即误差在合理范围内,该合理范围根据实际情况设定），根据接收到的信号自行处理，发出指令，控制启闭设备工作，实现景观闸门的自动化运行；

2、若误差较大，发出指令由信号输出端口传到报警喇叭灯，报警喇叭灯亮起并拉响警报，再启动远程控制端。信号输入端口和远程视频监控端接收到的信号经中央处理单元CPU传到远程控制端，工作人员根据接收到的信号通过远程控制端发出指令，指令信号传回中央处理单元CPU，再由中央处理单元CPU将指令信号传到信号输出端口，进而控制启闭设备工作；

3、若在景观闸门自动化运行、远程控制过程中，工作人员通过远程控制端监测到景观闸门的运行出现异常，则可以要求现场管理人员启动人工操作台，现场控制启闭设备工作。

上述一种具有分层取水功能的智能景观闸门的运行方法，其特征是，包括以下步骤：

1）取第一层水

进水时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，若选定的红外线由红外线传感器B发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，两台启闭设备停止工作，使闸门A的顶部与红外线传感器B发出的红外线齐平，闸门C的顶部与红外线传感器D发出的红外线齐平，闸门B处于闸门A、闸门C之间，让水漫过景观闸门，即红外线传感器B发出的红外线之上的水流可从景观闸门流过，实现取第一层水功能；

2）取第二层水

进水时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，若选定的红外线由红外线传感器C发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，通过启闭设备控制闸门A竖直向下移动，控制闸门B同时同速率竖直下降，闸门C不发生移动，当闸门A底部接触到闸门C顶部时（闸门A与闸门C之间的距离与闸门A的高度相等），PLC控制器再次发出指令，控制启闭设备暂停工作，使闸门A的顶部与红外线传感器C发出的红外线齐平，闸门B与闸门A通过L型连接件A、B互锁咬合；红外线传感器C发出的红外线之上的水流可从景观闸门流过，实现取第二层水功能；

3）取第三层水

进水时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，若选定的红外线由红外线传感器D发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，通过启闭设备控制闸门B竖直向上移动，此时，闸门A、闸门 C不产生移动，闸门A的底部与红外线传感器C发出的红外线齐平，闸门C的顶部与红外线传感器D发出的红外线齐平；当闸门B底部移动到与闸门A底部处于同一水平面时，PLC控制器再次发出指令，启闭设备暂停工作，红外线传感器D发出的红外线之上的水流可从景观闸门流过，实现取第三层水功能；

4）取第四层水

进水时，当红外感应仪中未有红外线传感器监测到水触碰红外线时，PLC控制器发出指令，两台启闭设备分别控制闸门A、闸门B同速率竖直向上移动，闸门C在闸门A、钢绳的带动下同速率竖直上升，当景观闸门提升至正常过水高度时，PLC控制器再次发出指令，启闭设备暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C的底部处于水面之上，此时景观闸门被整体提起过水，可实现取第四层水功能；

5）行洪冲淤

进水时，当红外感应仪中的四个红外线传感器均监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，此时,所触碰红外线中最高的那条由红外线传感器A发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，利用启闭设备控制闸门A、闸门B同速率竖直向上移动，闸门C在闸门A、钢绳作用下也同速率竖直上升，当景观闸门提升至行洪冲淤高度时，PLC控制器再次发出指令，启闭设备暂停工作，此时景观闸门被整体提起至行洪冲淤高度，可实现行洪冲淤功能。

若取第一层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯显示为黄色；若取第二层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯显示为蓝色；若取第三层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯显示为白色；若取第四层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯显示为绿色；若行洪冲淤时光线较暗或在夜晚，彩虹灯显示为紫色。

进一步地，上述步骤中，若两个水压值的误差不在合理范围之内，PLC控制器发出指令，触发报警喇叭灯工作，同时将数据发送给远程控制端，工作人员通过远程控制端发出指令，返送至PLC控制器，由PLC控制器控制启闭设备工作状态；

当工作人员通过远程控制端或远程视频监控端监控到景观闸门自动化运行、远程控制过程中出现异常时，可以由现场管理人员至人工操作台现场控制启闭设备工作状态。

本发明具有以下优点：

1、本发明结构简单，由闸门A、闸门B、闸门C组合而成，闸门A和闸门B通过“┕”“┑”（L型连接件A、B）结构连接，闸门A和闸门C通过钢绳连接，能够智能完成分层取水和行洪冲淤等工作。

2、本发明布置了彩虹灯和报警喇叭灯，既能够显示景观闸门的工作状态，又可以起到美观的作用。

3、本发明采用PLC控制器，PLC控制器的信号输入端口与水位传感器、水压传感器和红外感应仪连接，监测水位、水压的变化；信号输出端口与彩虹灯、报警灯及卷扬机连接，反应闸门的工作状态，控制闸门1、闸门2的升降；远程视频监控端与摄像头连接，方便工作人员远程监控景观闸门的工作状态。

4、PLC控制器的中央处理单元CPU对接收到的信号按设定流程处理，实现了景观闸门的自动化运行、远程控制，当自动化运行、远程控制过程中景观闸门出现异常时，则要求现场工作人员启用人工操作台控制启闭设备，保证景观闸门运行安全可靠。

本发明的智能景观闸门中，闸门A、闸门B、闸门C结构简单；能够满足不同的需求，可以实现“一闸多用”；可以实现分层取水和行洪冲淤，同时也包括了传统水闸必备的功能。

附图说明

图1为本发明智能景观闸门主视图；

图2为本发明智能景观闸门俯视图；

图3为本发明智能景观闸门侧视图；

图4为本发明闸门A的侧视图；

图5为本发明闸门A的主视图；

图6为本发明闸门B的侧视图；

图7为本发明闸门B的主视图；

图8为本发明闸门C的侧视图；

图9为本发明闸门C的主视图；

图10为本发明复位弹簧的俯视图；

图11为本发明闸门A和闸门C通过钢绳连接的主视图；

图12为本发明红外感应仪的红外线布置图；

图13为本发明智能景观闸门取第一层水时的侧视图；

图14为本发明智能景观闸门取第一层水时的止水侧视图；

图15为本发明智能景观闸门取第二层水时的侧视图；

图16为本发明智能景观闸门取第二层水时的止水侧视图；

图17为本发明智能景观闸门取第三层水时的侧视图；

图18为本发明智能景观闸门取第三层水时的止水侧视图；

图19为本发明智能景观闸门取第四层水时的侧视图；

图20为本发明智能景观闸门行洪冲淤时的侧视图；

图21为本发明PLC控制器工作原理示意图；

图中：1-闸门A，2-闸门B，3-闸门C，4-吊耳，5-吊钩，6-彩虹灯，7-启闭设备（71-控制闸门A的两台卷扬机；72-控制闸门B的两台卷扬机），8-闸墩,9-报警喇叭灯，10-钢绳，11-圆盘形铁板，12-摄像头（121-景观闸门横梁左侧摄像头；122-景观闸门横梁右侧摄像头；123-景观闸门闸前布置的靠左侧摄像头；124-景观闸门闸前布置的靠右侧摄像头），13-水位传感器，14-水压传感器，15-红外感应仪（151-红外线传感器A；152-红外线传感器B；153-红外线传感器C；154-红外线传感器D）,16-闸门槽，17-止水（171- L型连接件A外壁的止水橡皮；172- L型连接件B外壁的止水橡皮；173-闸门B底侧（与闸门C相对侧）的d型止水；174-闸门C底角的复位弹簧；175-铁板；176-铁板上的止水橡皮；177-L型连接件A；178-L型连接件B；179-延伸平台），18-PLC控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。

如图1至图21所示，本实施例的智能景观闸门，包括：闸门A 1、闸门B 2、闸门C 3、吊耳4、吊钩5、彩虹灯6、启闭设备7、闸墩8、报警喇叭灯9、钢绳10、圆盘形铁板11、摄像头12、水位传感器13、水压传感器14、红外感应仪15、闸门槽16、止水17、PLC控制器18。

闸门A 1、闸门B 2、闸门C 3由上至下包括处于同一竖直平面的闸门A、闸门C和沿竖直方向错开设置的闸门B，闸门A、闸门B、闸门C均可沿着竖直方向移动。

闸门A和闸门B通过“┕”“┑”（即L型连接件A、B）结构连接，L型连接件A、B可相互咬合并设置对应的止水橡皮。卷扬机71控制闸门A竖直上升时带动闸门B同时同速率竖直上升；卷扬机71控制闸门A竖直下降时，闸门B不产生移动。

闸门A和闸门C通过钢绳10连接，闸门C两侧开凿两竖直圆形孔，孔内各设置一圆盘形铁板11，上部孔径小于圆盘形铁板11直径，圆盘形铁板11上各焊接一钢绳10，钢绳10上端焊于闸门1底部；

闸门1上部左右两侧对称布置两个吊耳4，闸门2采用和闸门1相同的方式布置吊耳4。启闭设备7设置了与吊耳4相匹配的吊钩5；

彩虹灯6，型号为圆形射灯，位于闸墩8上半部和横梁底面，采用光控技术，光线较暗时或夜晚开启，颜色根据景观闸门工作状态的变化而变化。若取第一层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为黄色；若取第二层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为蓝色；若取第三层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为白色；若取第四层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为绿色；若行洪冲淤时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为紫色；

启闭设备7包括：控制闸门1的两台卷扬机71和控制闸门2的两台卷扬机72；卷扬机71和卷扬机72错开布置，分别布置在闸门1的正上方和闸门2的正上方；

报警喇叭灯9，颜色显示为红色，位于景观闸门横梁顶部。景观闸门自动化运行过程中工作状态异常时（主要是指两个水压值的误差不在合理范围之内），报警喇叭灯9亮起并拉响警报；

摄像头12包括：位于景观闸门横梁左右两侧的摄像头121和摄像头122、位于景观闸门闸前1-2米处的摄像头123和摄像头124，摄像头12连接PLC控制器18的远程视频监控端，方便工作人员远程监控景观闸门的工作状态。

景观闸门闸前2-3m处设置水位传感器13、水压传感器14及红外感应仪15。水位传感器13，水压传感器14及红外感应仪15连接PLC控制器18的信号输入端口，PLC控制器18的信号输出端口连接卷扬机71和卷扬机72，控制闸门1、闸门3和闸门2的升降。

红外感应仪15包括4个独立的红外线传感器。从上到下依次是红外线传感器A151、红外线传感器B 152、红外线传感器C 153、红外线传感器D 154；每个红外线传感器发出一条红外线用来检测水位的变化，依次为红外线1510、红外线1520、红外线1530、红外线1540。红外感应仪15与PLC控制器18的信号输入端口相连接。当多条红外线接触到水时，根据PLC控制器18的中央处理单元CPU设定的程序，采用水触碰到红外线中最高的一条红外线。

PLC控制器18可包括但不限于：信号输入端口、信号输出端口、中央处理单元CPU；信号输入端口与水位传感器13、水压传感器14和红外感应仪15连接，监测水位、水压的变化；信号输出端口与卷扬机71、卷扬机72连接，控制闸门A、闸门B和闸门C的升降；远程视频监控端与摄像头12连接，方便工作人员远程监控景观闸门的工作状态；中央处理单元CPU接收到信号输入端口和远程视频监控端传来的信号，优先自行处理，发出指令，控制启闭设备7工作，实现景观闸门的自动化运行；若两个水压值的误差不在合理范围之内，PLC控制器发出指令，触发报警喇叭灯工作，同时将数据发送给远程控制端，工作人员通过远程控制端发出指令，指令信号传到中央处理单元CPU，再由中央处理单元CPU传到信号输出端口，进而控制启闭设备7工作；若工作人员通过远程视频监控端或远程控制端（远程视频监控端通过中央处理单元CPU将视频信号传输给远程控制端）监控到景观闸门自动化运行出现异常，由工作人员至人工操作台启闭设备处进行人工操作启闭设备工作状态。

水位传感器13、水压传感器14和红外感应仪15连接PLC控制器18的信号输入端口，中央处理单元CPU接收到信号输入端口和远程视频监控端传来的信号，按以下处理流程：

1、中央处理单元CPU根据接收到的信号自行处理，发出指令，控制启闭设备7工作，实现景观闸门的自动化运行。在景观闸门自动化运行过程中，工作人员可以通过远程视频监控端或远程控制端监控景观闸门运行是否出现异常。

2、当景观闸门自动化运行过程中报警灯9亮起并启动报警系时，则启动远程控制端。信号输入端口和远程视频监控端接收到的信号经中央处理单元CPU传到远程控制端，工作人员根据接收到的信号通过远程控制端发出指令，指令信号传回中央处理单元CPU，再由中央处理单元CPU将指令信号传到信号输出端口，进而控制启闭设备7工作。启动远程控制端控制景观闸门过程中，工作人员可以通过远程视频监控端监控景观闸门是否正常运行和最终控制的状态。

3、景观闸门自动化运行以及启动远程控制端控制景观闸门过程中，当工作人员通过远程视频监控端或远程控制端监控到景观闸门运行出现异常时，可以要求现场管理人员启用人工操作台现场控制启闭设备7工作。

闸门3的止水构件包括:布置在闸门3底角的复位弹簧174、与圆形转轴174连接的铁板175、布置在铁板175上的止水橡皮176,三者组成了闸门3的止水结构。其中复位弹簧174设置为弹性较好的弹簧，铁板175能够顺利从如图14的水平位置移动到如图16的竖直位置，同时也可以保证铁板175顺利地从如图16的竖直位置逆时针弹回如图14的水平位置。

本发明的景观闸门在运行时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，利用四个红外线传感器启动五种不同的景观闸门工作模式；PLC控制器18的中央处理单元接收到信号输入端口传来的信号，根据公式p=ρgh，（水位值h、水压值p、ρ是水的密度、g是重力加速度），将水位值换算成水压值，判断此时水位传感器、水压传感器所测值的误差是否在合理误差内。

景观闸门的初始状态为：闸门A的顶部与红外线传感器B发出的红外线齐平，闸门A的底部与红外线传感器C发出的红外线齐平，闸门A与闸门C之间的距离（钢绳的长度）与闸门A的高度相等，闸门C的顶部与红外线传感器D发出的红外线齐平，闸门B处于闸门A、闸门C之间，且闸门B与闸门A之间通过L形连接件A、B相互咬合，并利用相应的止水橡皮进行密封止水，闸门B与闸门C之间通过延伸平台、铁板、铁板上的止水橡皮进行密封止水。

本实施例的景观闸门的运行方法，包括以下步骤：

步骤1：

进水时，水位传感器13、水压传感器14、红外感应仪15和摄像头12处于开启状态，当红外感应仪15监测到水触碰红外线中最高的红外线为1520时，同时水位传感器13测出此时水位值，水压传感器14测出此时水压值，PLC控制器18的中央处理单元接收到信号输入端口传来的信号，根据公式p=ρgh，（水位值h、水压值p），将水位值换算成水压值，判断此时水位传感器、水压传感器所测值的误差是否在合理误差内（合理范围根据实际情况设定）。

若在误差范围之内，PLC控制器18发出指令，卷扬机71和卷扬机72暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C处于图13所示的工作状态（此状态是闸门的初始状态），让水漫过景观闸门。可实现取第一层水功能。若取第一层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为黄色。

步骤2：

进水时，水位传感器13、水压传感器14、红外感应仪15和摄像头12处于开启状态，当红外感应仪15监测到水触碰水位线1530时，判断此时水位传感器、水压传感器所测值的误差是否在合理误差内，若在合理范围内，PLC控制器18发出指令，卷扬机71控制闸门A竖直向下移动，卷扬机72控制闸门B同时同速率竖直下降，闸门C不发生移动，当闸门A底部接触到闸门C顶部时，PLC控制器18再次发出指令，卷扬机71、卷扬机72暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C处于图15所示的工作状态，此时景观闸门空出之前闸门A所在位置用来过水。可实现取第二层水功能。若取第二层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为蓝色。

步骤3：

进水时，水位传感器13、水压传感器14、红外感应仪15和摄像头12处于开启状态，当红外感应仪15监测到水触碰水位线1540时，判断此时水位传感器、水压传感器所测值的误差是否在合理误差内，若误差在规定范围之内，PLC控制器18发出指令，卷扬机72控制闸门B竖直向上移动，闸门A、闸门C不产生移动，当闸门B底部移动到与闸门A底部处于同一水平面时，PLC控制器18再次发出指令，卷扬机72暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C处于图17所示的工作状态，此时景观闸门空出之前闸门2所在位置用来过水。可实现取第三层水功能。若取第三层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为白色。

步骤4：

进水时，水位传感器13、水压传感器14、红外感应仪15和摄像头12处于开启状态，红外感应仪15未监测到水触碰任意一条水位线，判断此时水位传感器、水压传感器所测值的误差是否在合理误差内，若误差在规定范围之内，PLC控制器18发出指令，卷扬机71控制闸门A、闸门C竖直向上移动，卷扬机72控制闸门B同时同速率竖直上升，当景观闸门提升至正常过水高度时，PLC控制器18再次发出指令，卷扬机71、卷扬机72暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C处于图19所示的工作状态，此时景观闸门被整体提起过水。可实现取第四层水功能。若取第四层水时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为绿色。

步骤5：

进水时，水位传感器13、水压传感器14、红外感应仪15和摄像头12处于开启状态，当红外感应仪15监测到水触碰水位线1510时，判断此时水位传感器、水压传感器所测值的误差是否在合理误差内，若误差在规定范围之内，PLC控制器18发出指令，卷扬机71控制闸门A、闸门C竖直向上移动，卷扬机72控制闸门B同时同速率竖直上升，当景观闸门提升至行洪冲淤高度时，PLC控制器18再次发出指令，卷扬机71、卷扬机72暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C处于图20所示的工作状态。此时景观闸门被整体提起至行洪冲淤高度，可实现行洪冲淤功能。若行洪冲淤时光线较暗或在夜晚，彩虹灯6显示为紫色。

以上步骤1-5中，PLC控制器在处理信号输入端口传来的信号时，根据公式p=ρgh，（水位值h、水压值p），将水位值换算成水压值，判断此时水位、水压的误差是否在合理误差内。若不在误差范围之内，发出信号通过信号输出端传至报警喇叭灯9，报警喇叭灯亮起并发出警报，再启动远程控制端。工作人员根据接收到的信号再通过远程控制端发出指令，指令信号先传到中央处理单元CPU，再由中央处理单元CPU将指令信号传到信号输出端口，进而控制启闭设备7工作；在闸门的自动化运行、远程控制过程中，工作人员可以通过远程控制端或远程视频监控端监控景观闸门是否正常运行和最终控制的状态，若在此过程中，工作人员监测到景观闸门运行出现异常，可以要求现场管理人员启用人工操作台现场控制启闭设备7工作。

本实施例的景观闸门工作时，闸门A和闸门B 可同时或分开移动，根据PLC控制器的监测按照步骤1、2、3、4、5智能运行，可完成景观闸门的分层取水和行洪冲淤等工作。

本发明的智能景观闸门中，使用了PLC控制器18，PLC控制器18的中央处理单元CPU对接收到的信号按设定流程处理，实现了景观闸门的自动化运行、远程控制，当景观闸门自动化运行、远程控制景观闸门出现异常时可以要求现场工作人员启用人工操作台控制启闭设备7，保证景观闸门运行安全可靠。

综上，本发明有效克服了现有技术的缺点而具有较高的经济价值。

上述内容已经用一般性文字和具体实施步骤对本发明作了较为详尽的描述，但并非是对本发明进行限制，在不偏离本发明精神的基础上所进行的相关修改，都属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，包括对称设置的两个闸墩（8）、置于闸墩顶部的横梁、置于横梁处的两台启闭设备（7）、闸门A（1）、闸门B（2）、闸门C（3）；所述闸门A、闸门C处于同一竖直平面内并间隔设置，闸门A的底部通过钢绳（10）与闸门C的顶部相连，所述闸门B置于闸门A、闸门C的一侧，且平行于闸门A、闸门C；所述闸门A、闸门B、闸门C分别安装于位于闸墩处的闸门槽内（16），闸门A、闸门B的顶部分别连接两台启闭设备。

2.根据权利要求1所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，该智能景观闸门还设有用于检测水位线的红外感应仪（15）、用于检测水位的水位传感器（13）、用于检测水压的水压传感器（14）以及PLC控制器；

所述红外感应仪由在竖直方向上间隔设置的4个红外线传感器组成，从上到下依次是红外线传感器A（151）、红外线传感器B（152）、红外线传感器C（153）、红外线传感器D（154），四个红外线传感器与PLC控制器的信号输入端口相连接；所述水压传感器、水位传感器分别与PLC控制器的信号输入端口相连接，所述PLC控制器的信号输出端口分别连接两台启闭设备。

3.根据权利要求2所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，所述横梁处及闸墩上部设有彩虹灯（6），所述PLC控制器的信号输出端口与彩虹灯相连。

4.根据权利要求2或3所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，所述横梁处设有报警喇叭灯（9），所述PLC控制器的信号输出端口与报警喇叭灯相连。

5.根据权利要求4所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，该景观闸门还设有远程控制端，该远程控制端与PLC控制器相连。

6.根据权利要求5所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，该景观闸门还设有远程视频监控端，所述横梁左右两侧、该景观闸门前左右两侧分别安装有摄像头，所述摄像头分别连接远程视频监控端，所述远程视频监控端通过PLC控制器与远程控制端相连。

7.根据权利要求1所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，所述闸门A、闸门B的相对内侧分别设有L形连接件A、L形连接件B，L形连接件A置于闸门A底部，L形连接件B置于闸门B顶部，L形连接件A位于L形连接件B下方，L形连接件A、L形连接件B可相互咬合互锁。

8.根据权利要求7所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门，其特征是，所述闸门C的顶部朝闸门B方向设有延伸平台，该延伸平台的延伸长度与闸门B、闸门C之间的间距相等；所述延伸平台的外侧壁铰接有铁板（175），该铁板水平置于闸门B正下方，并可绕轴顺时针旋转90°，且该铁板与延伸平台之间设有复位弹簧（174）。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门的运行方法，其特征是，包括以下步骤：

1）取第一层水

进水时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，若选定的红外线由红外线传感器B发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，两台启闭设备停止工作，使闸门A的顶部与红外线传感器B发出的红外线齐平，闸门C的顶部与红外线传感器D发出的红外线齐平，闸门B处于闸门A、闸门C之间，让水漫过景观闸门，即红外线传感器B发出的红外线之上的水流可从景观闸门流过，实现取第一层水功能；

2）取第二层水

进水时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，若选定的红外线由红外线传感器C发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，通过启闭设备控制闸门A竖直向下移动，控制闸门B同时同速率竖直下降，闸门C不发生移动，当闸门A底部接触到闸门C顶部时，PLC控制器再次发出指令，控制启闭设备暂停工作，使闸门A的顶部与红外线传感器C发出的红外线齐平，闸门B与闸门A通过L型连接件A、B互锁咬合；红外线传感器C发出的红外线之上的水流可从景观闸门流过，实现取第二层水功能；

3）取第三层水

进水时，当红外感应仪中的一个或多个红外线传感器监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，选定所触碰红外线中最高的那条，若选定的红外线由红外线传感器D发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，通过启闭设备控制闸门B竖直向上移动，此时，闸门A、闸门C不产生移动，闸门A的底部与红外线传感器C发出的红外线齐平，闸门C的顶部与红外线传感器D发出的红外线齐平；当闸门B底部移动到与闸门A底部处于同一水平面时，PLC控制器再次发出指令，启闭设备暂停工作，红外线传感器D发出的红外线之上的水流可从景观闸门流过，实现取第三层水功能；

4）取第四层水

进水时，当红外感应仪中未有红外线传感器监测到水触碰红外线时，PLC控制器发出指令，两台启闭设备分别控制闸门A、闸门B同速率竖直向上移动，闸门C在闸门A、钢绳的带动下同速率竖直上升，当景观闸门提升至正常过水高度时，PLC控制器再次发出指令，启闭设备暂停工作，使闸门A、闸门B和闸门C的底部处于水面之上，此时景观闸门被整体提起过水，可实现取第四层水功能；

5）行洪冲淤

进水时，当红外感应仪中的四个红外线传感器均监测到水触碰红外线时，将数据传输给PLC控制器，此时,所触碰红外线中最高的那条由红外线传感器A发出，这时，水位传感器测出此时水位值，水压传感器测出此时水压值，将水位传感器所测的水位值换算为水压值，并与水压传感器所测水压值相比较，判断两者误差值是否在合理范围内；

若误差值在合理范围之内，PLC控制器发出指令，利用启闭设备控制闸门A、闸门B同速率竖直向上移动，闸门C在闸门A、钢绳作用下也同速率竖直上升，当景观闸门提升至行洪冲淤高度时，PLC控制器再次发出指令，启闭设备暂停工作，此时景观闸门被整体提起至行洪冲淤高度，可实现行洪冲淤功能。

10.根据权利要求9所述的一种具有分层取水功能的智能景观闸门的运行方法，其特征是，上述步骤中，若两个水压值的误差不在合理范围之内，PLC控制器发出指令，触发报警喇叭灯工作，同时将数据发送给远程控制端，工作人员通过远程控制端发出指令，返送至PLC控制器，由PLC控制器控制启闭设备工作状态；

当工作人员通过远程控制端或远程视频监控端监控到景观闸门自动化运行出现异常时，则由工作人员至启闭设备处进行人工操作启闭设备工作状态。