液压缸式闸门启闭机控制系统设计文献综述
2021-09-28 20:01:41
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文 献 综 述
1.背景
液压启闭机很长时间以来, 由于受国内工业技术水平的限制。它的应用和发展受到了多种因素的制约。随着国内工业技术水平的快速发展,再加上国外先进技术和液压元器件产品大量进入国内市场,加速了液压启闭机技术的发展,也更加拓宽了其应用的前景。目前,几乎所有型式的闸(阀)门都可以用相应的液压启闭机来操作,而且其单机规模之大,也远远超过了其他机种的启闭设备,这对促进水利水电工程的发展具有十分重要的意义。
原有的闸门启闭机采用继电接触器控制系统,由于其自动化程度不高、运行所需要的有关参数只能靠人工观察、判断,因而给操作、维护带来诸多不便,维持运行的费用较高。为了保证启/闭闸设备安全、稳定、可靠地运行,提高控制过程的自动化和减轻操作人员的劳动强度,用PLC对原有的启闭机进行技术改造很有必要。为此,重新设计制造了闸门液压启闭机自动控制系统。该系统能自动完成启闸或闭闸的过程,可实时显示工作状态、运数且可方便设置有关的运行参数。
2.主要内容
我们主要研究下面这些问题:弧形闸门、启闭机、液压系统、PLC控制系统的选择与运用。
弧形闸门是挡水面为圆柱体的部分弧形面的闸门。其支臂的支承铰位于圆心,启闭时闸门绕支承铰转动。弧形闸门由转动门体、埋设构件及启闭设备三部分组成。弧形闸门不设门槽,启闭力较小,水力学条件好,广泛用于各种类型的水道上作为工作闸门运行。
液压式启闭机用活塞杆与闸门连接,以液体压力作动力推动活塞使闸门升降的启闭机。液体一般用矿物油,故常称油压启闭机。高压油通过管道由油泵输送。液压启闭机机体结构简单,占地面积小,传动平稳,控制方便,制造精度高,广泛用于启闭各类形式的闸门。液压启闭机的主要部件有:活塞杆、液压缸、供排油管路系统及油泵电动机组等。按活塞杆受力状况分为单向作用液压启闭机与双向作用液压启闭机。闸门能依靠自重下降实现关闭,可选用单向作用的液压启闭机;闸门依靠自重不能顺利下降,需在门体上部加压力才能关闭时,选用双向液压启闭机。双向液压启闭机各部件受力状况、液压操作系统均较复杂,但布置较紧凑,又可省去闸门下降所需的另加重量(如加重块),多用于潜孔高压闸门的操作。双吊点启闭的闸门可用两台同型液压启闭机同步操作。中国现已生产的液压启闭机启门力已达6000kN。苏联在电站应用的液压启闭机,启门力达9000kN,下门力达11100kN。
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。液压系统可分为两类:液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求(特别是动态性能),通常所说的液压系统主要指液压传动系统。
PLC是充当控制系统的核心部件, 它不仅要实时地采集闸门开度传感器发出的开度变化信号、闸门启闭机荷重传感器发出的的荷重变化信号、启闭机电机运行状态信号、闸门位置状态信号、外部输入控制信号, 还要将所采集的这些信号经软件处理后, 分别转化为相应的闸门开度值和启闭机荷重值, 以显示到TD200上;同时, 还适时地与TD200、电站监控系统的上位机进行通讯, 接收系统或执行操作者发出的指令, 经PLC 软件综合处理后, 向闸门发出相应的控制指令, 以达到控制闸门启闭机正常运行的目的。
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