智能防雷控制系統(tǒng)的開發(fā)與研究.pdf

1、目前,隨著水利部黃河委員會投入巨資為涵閘安裝了計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),使黃河水資源管理與水量調(diào)度更為科學(xué),所以確保該系統(tǒng)平穩(wěn)運行尤其重要。但由于涵閘所處物理位置的特殊性,地質(zhì)、氣象條件均比較嚴(yán)酷,所以雷暴和各種電磁脈沖侵害的概率相對比較大。涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在雷雨季節(jié)來臨時極易遭到雷擊事故,設(shè)備損壞嚴(yán)重,造成系統(tǒng)功能局部失效甚至癱瘓,經(jīng)濟損失較大。因此,研究有效防雷方法,保證設(shè)備及人身安全及系統(tǒng)平穩(wěn)運行具有重要的意義。
　　 山東黃河

2、引黃涵閘監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有的防雷器ZYSPD20K,在2003年至2008年間經(jīng)多次實驗該種防雷器在電源感應(yīng)雷電電壓超過1.6kV時才能動作,而后端設(shè)備在低于該電壓時就已經(jīng)被擊穿損壞,其防雷效果不高,是非智能被動的在線防雷系統(tǒng),并且具有被動防雷系統(tǒng)滯后性的普遍致命缺點,所以安裝此類防雷設(shè)備的涵閘監(jiān)控系統(tǒng)在雷擊天氣下是非常不安全的。根據(jù)以上的綜合分析,我們在設(shè)計控制系統(tǒng)時應(yīng)采取主動防雷的設(shè)計思想,提高防雷效率。
　　 智能防雷技術(shù)采用主

3、動防雷思想,通過使用各種檢測手段并借鑒專家系統(tǒng)控制方法實現(xiàn)了防雷控制系統(tǒng)的預(yù)見性、主動性、及時性等功能。本文在分析防雷系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上,運用專家系統(tǒng)控制方法實現(xiàn)雷電保護的智能控制。采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計和專家思想的方法通過正向推理得到該系統(tǒng)的規(guī)則集;采用大氣相對濕度和雷達回波強度的統(tǒng)計特性分析實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測;依據(jù)濟南地區(qū)近年的氣象資料,得到了大氣相對濕度和雷達回波強度之間存在著一元線性關(guān)系,采用大氣相對濕度反推得到雷達回波強度,而雷達回波強度反應(yīng)了

4、雷暴氣象時雷電的強度,為雷電預(yù)測提供了統(tǒng)計依據(jù)。雷暴天氣另一個直接因素是大氣電場強度,在平原地區(qū)一般發(fā)生負(fù)地閃,電場強度的增強有一定的時間累積,根據(jù)電場強度的高低設(shè)定報警級別,為主動防雷提供了現(xiàn)實依據(jù)。此外,通過雷聲信號采集、預(yù)處理、特征提取,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別雷聲信號,判別雷暴氣象的可能性。最后,利用閃電光信號的相關(guān)性分析,并計算閃電光信號的相關(guān)系數(shù),同時設(shè)定相關(guān)系數(shù)閾值判定雷暴天氣的可能性。還就閃電圖像紋理特征分析應(yīng)用于防雷控制進

5、行了初步探討。
　　 根據(jù)大氣相對濕度和雷暴天氣的統(tǒng)計關(guān)系、雷電電場強度的時間積累性、雷聲聲音識別和閃電圖像處理的原理,我們制定了相應(yīng)的模糊控制規(guī)則,實現(xiàn)了一般雷暴天氣的邏輯控制及特殊雷暴天氣的單獨控制。該系統(tǒng)根據(jù)特殊要求進行閘室動力線和信號線的自動投切,并具有手機短信或者電話進行遠(yuǎn)程控制及系統(tǒng)監(jiān)控的功能。
　　 采用ABB公司的AC500 PLC作為現(xiàn)場工作站,上位機采用威論觸摸屏MT6070IH。采用EB8000軟件