大型雙吊點(diǎn)液壓啟閉機(jī)的同步控制.doc

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1、大型雙吊點(diǎn)液壓啟閉機(jī)的同步控制一、概述近年來，隨著液壓技術(shù)的飛速發(fā)展，在大型水電工程中，各類閘門的啟閉已逐步有液壓傳動替代了機(jī)械傳動。其主要原因在于液壓傳動比機(jī)械—電氣傳動具有許多優(yōu)越性。與機(jī)械傳動相比，液壓傳動容易獲得大的力或力矩；設(shè)備的體積小，重量輕；易于實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速和過載保護(hù)；工作平穩(wěn)，沖擊笑，噪聲低，自潤滑性好，磨損小，只要定期檢查和保持系統(tǒng)清潔度，就可長期穩(wěn)定地運(yùn)行。因此，目前在國內(nèi)投入使用或正在興建的水電工程中，均廣泛使用液壓啟閉機(jī)作為閘門的啟閉機(jī)械。我國已投入使用的液壓啟閉機(jī)的運(yùn)行實(shí)踐表明，對于單缸驅(qū)動的單吊點(diǎn)閘門

2、，無論是在油缸總成，還是在液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造及使用維護(hù)上，技術(shù)均已成熟。而采用雙側(cè)傳動的弧形門、臥倒門等大型閘門的液壓啟閉機(jī)同步控制，仍然是已個困擾著水利水電金屬結(jié)構(gòu)的重要問題。盡管在各設(shè)計(jì)院和制造廠的努力下，大部分的弧形門同步控制是成功的或可行的，但也有一部分雙吊點(diǎn)門尤其是大中型門的液壓啟閉機(jī)的雙缸同步運(yùn)行未獲得根本解決。從而導(dǎo)致閘門雙缸同步運(yùn)行和閘門啟閉的質(zhì)量下降，影響了工程的可靠性和使用壽命。另外，由于條件的限制，也缺乏先進(jìn)、可靠的液壓元件、電控裝置和檢測技術(shù)的支持，使我國液壓啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)同步控制的起點(diǎn)較低、

3、同步精度較差，總體水平和可靠行同國際先進(jìn)水平存在差距，已經(jīng)不能滿足水電工程對該類型設(shè)備越來越高的技術(shù)要求。二、系統(tǒng)的控制原理本控制器主機(jī)采用三菱公司的PLC,型號為：SIEMENSS7-200CPU226,數(shù)據(jù)采集部分采用西門子公司的EM231、EM232、EM235等數(shù)據(jù)采集模塊,現(xiàn)場監(jiān)視的人機(jī)界面采用威綸公司的圖形操作終端，型號為：MT8056T。同時，由主機(jī)，調(diào)制解調(diào)器，公用電話網(wǎng)，計(jì)算機(jī)，北京三維力控軟件組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作原理：首先，通過EM235采集兩側(cè)油缸的絕對位移，油壓，電壓，溫度以及設(shè)備的保護(hù)等信號，并

4、對模擬信號進(jìn)行數(shù)字濾波，抗干擾濾波，然后進(jìn)行模擬量的量化和標(biāo)度變換，與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較判斷，根據(jù)比較結(jié)果和保護(hù)信號控制閘門同步運(yùn)行正常與否。當(dāng)閘門開啟或關(guān)閉時，CPU對兩側(cè)行程進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)閘門雙缸開度有差距，則模擬量的輸出模塊將開度差（數(shù)字量）轉(zhuǎn)化成模擬量送至調(diào)速裝置（如變頻器、比例閥、比例泵等）。開機(jī)過程中如CPU檢測到行程差、壓力、電流、電壓、溫度等超出系統(tǒng)設(shè)定值，系統(tǒng)則停機(jī)報(bào)警。當(dāng)行程差超出設(shè)定值的時候，可通過調(diào)整開關(guān)調(diào)整任意一側(cè)的油缸，使之行程差減小到安全值再進(jìn)行故障復(fù)位。MT8056T是人機(jī)接口圖形操作終端，通過它

5、可以輸入系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，可以手動操作，例如：手動開啟或關(guān)閉閘門等等。它可以顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種參數(shù)及系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)。另外，閘門的各種保護(hù)信號可以通過主機(jī)的開關(guān)量輸入端輸入PLC作為閘門的運(yùn)行條件。安裝了三維力控軟件的計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器，公用電話網(wǎng)與PLC連接，可以實(shí)時讀取系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)從而進(jìn)行實(shí)時的遠(yuǎn)程監(jiān)控。采用本系統(tǒng)可以預(yù)防系統(tǒng)即將出現(xiàn)的故障，并及時采取補(bǔ)救措施，從而為客戶挽回不必要的經(jīng)濟(jì)損失。圖1系統(tǒng)硬件組成輸入部分：輸入部分包括模擬信號輸入和開關(guān)信號輸入兩部分組成。模擬信號包括：兩側(cè)行程的檢測裝置（絕對值位移

6、傳感器一般為SSI信號或4-20mA輸出信號）壓力傳感器和溫度傳感器。還有監(jiān)視系統(tǒng)供電電壓的電壓傳感器。開關(guān)信號包括：安裝在控制柜內(nèi)的馬達(dá)保護(hù)器，安裝在液壓泵站上各類電磁閥，油位控制器，油慮控制器.馬達(dá)保護(hù)器主要是為了防止電機(jī)過載后出現(xiàn)過流現(xiàn)象。油位控制器：當(dāng)液壓啟閉機(jī)的液壓泵站油供應(yīng)不上時（系統(tǒng)油位低于某一設(shè)定值時）斷開控制回路，停止閘門的運(yùn)行。還有監(jiān)視系統(tǒng)供電電源的相序保護(hù)器。輸出部分：通過中間繼電器控制交流接觸器和報(bào)警。另外：一方面，主機(jī)通過RS422接口與觸模屏（圖形操作終端MT8056T）連接，觸模屏作為一種人機(jī)接口，

7、可以通過它進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，系統(tǒng)運(yùn)行工況的監(jiān)視等等。另一方面，主機(jī)通過RS232接口與調(diào)制解調(diào)器連接，通過公用電話網(wǎng)，把系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行工況傳送到遠(yuǎn)方的計(jì)算機(jī)以便于進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)。四、控制軟件的編制思路在控制軟件編制之前，首先要搞清楚影響閘門運(yùn)行的各種因素，以及各種因素本身的特性和它們之間的相互關(guān)系，結(jié)合本控制器，影響閘門運(yùn)行的各種因素如下：·系統(tǒng)的供電電壓·三相電源的相序·啟閉機(jī)的馬達(dá)保護(hù)·啟閉機(jī)的油位控制器·啟閉機(jī)的油慮控制器·啟閉機(jī)的兩側(cè)行程及行程差正常情況下，在設(shè)備安裝完畢后首先應(yīng)校正三相電源的相序，保證三

8、相電源的相序是正確的；系統(tǒng)的供電電壓應(yīng)處于正常范圍內(nèi)（線電壓為交流380V±15%）。確定兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)向相同并且兩側(cè)油缸的行程差在允許偏差范圍之內(nèi)則可以開機(jī)運(yùn)行。在設(shè)備運(yùn)行過程中，三相電源的相序是不變的，當(dāng)系統(tǒng)的供電電壓超出正常范圍（線電壓為交流380V±15%）