專利名稱：一種大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水庫大壩啟閉機設備控制技術領域，具體涉及一種大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)。
背景技術：
大壩雙缸液壓間門控制系統(tǒng)是大中型水利樞紐的重要組成部分，是水庫有效庫容的擋水設備和水庫汛期泄洪主要安全通道的控制系統(tǒng)，大壩雙缸液壓閘門控制系統(tǒng)的可靠運行對調控水庫水位、確保均勻發(fā)電、大壩安全運行等起著重要作用。目前，基于傳統(tǒng)的大壩雙缸液壓閘門控制系統(tǒng)因為測量裝置環(huán)節(jié)精度低、節(jié)點環(huán)節(jié)多，或單一邏輯處理的微型PLC的處理能力有限，油泵啟動保護不周全，控制回路復雜等原因容易造成系統(tǒng)不能有效閘門糾偏、工作不穩(wěn)定、可靠性差，不能滿足當前雙缸液壓閘門智能控制的需要；同時水電站和大壩水情站“少人值班、無人值守”的發(fā)展需要也要求系統(tǒng)能與遠方電站監(jiān)控和水情測報系統(tǒng)實現大容量數據交換。傳統(tǒng)的大壩雙缸液壓間門控制系統(tǒng)人機對話單一，不能實時顯示系統(tǒng)的運行狀況和查詢歷史運行數據，也不適應設備快捷維護的需要。為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利提供了一種新的解決方案。 發(fā)明內容為了克服上述現有技術的不足和存在的問題，本實用新型提供了一種大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)PLC模塊直接采集現場閘門開度傳感器信號，具備完善的多協(xié)議通訊模式、結構簡單、功能完善、簡單易學、維護方便，真正為大壩啟閉機的可靠、穩(wěn)定、安全運行提供了保證。為達到上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術方案為提供一種大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于包括大壩雙缸液壓閘門智能控制裝置、油泵電機組、閘門建壓及啟閉換向閥組、閘門糾偏閥組、壓力開關組、壓力變送器、回油箱油位變送器、回油箱溫度送變器和閘門開度檢測裝置；所述油泵電機組、閘門建壓及啟閉換向閥組和閘門糾偏閥組分別與大壩雙缸液壓閘門智能控制裝置的信號輸出端相連接，壓力開關組、壓力變送器、回油箱油位變送器、回油箱溫度送變器和閘門開度檢測裝置分別與大壩雙缸液壓閘門智能控制裝置的信號輸入端相連接；所述大壩雙缸液壓間門智能控制裝置內設置有電機主回路、控制電源電路、模擬量輸入電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路、用于檢測閘門的左右行程的SSI模塊電路、硬接點開關量上送及顯示電路和電磁閥控制電路；所述大壩雙缸液壓間門智能控制裝置通過硬接點開關量上送及顯示電路分別與大壩水清測報系統(tǒng)和全廠監(jiān)控系統(tǒng)相連接。所述電機主回路包括兩個空氣斷路器、兩臺軟啟動器、軟啟動器控制電源回路和微型斷路器；所述兩個空氣斷路器上端分別與交流電源相連接，兩個空氣斷路器下端分別與兩臺軟啟動器相連接；所述兩臺軟啟動器分別與兩臺電動機相連接；所述軟啟動器控制電源回路分別通過微斷路器和空氣斷路器下端相連接。所述控制電源電路包括交流空氣開關、兩個開關電源、直流空氣開關、兩個電源監(jiān)視繼電器、兩個橋堆和微型斷路器；所述交流空氣開關的輸入端與交流電源相連，交流空氣開關的輸出端與開關電源的電源輸入端相連；所述直流空氣開關的輸入端與直流電源相連，直流空氣開關的輸出端與開關電源的電源輸入端相連；所述開關電源的輸出端分別并聯(lián)電源監(jiān)視繼電器，再分別串聯(lián)橋堆后并聯(lián)到一起；并聯(lián)后的輸出電路是分別通過微型斷路器連接到PLC及HMI電源回路和顯示控制操作回路。所述開關量輸入電路中至少包括有閘門控制方式的自動/遠方選擇接點、閘門操作方式的按鈕接點、緊急停止按鈕、油泵電機的自動選擇觸點、油泵電機運行狀態(tài)繼電器的常開接點、控制電源監(jiān)視繼電器的并聯(lián)輸入、油泵電機的主回路斷路器輔助觸點、系統(tǒng)壓力過高接點、系統(tǒng)壓力過低接點、左右有桿腔壓力過低接點、無桿腔壓力低接點、吸油和回油濾油器堵塞接點、閘門全開接點和閘門全關接點；所述模擬量輸入電路至少包括系統(tǒng)壓力輸入接點、回油箱油位輸入接點和回油箱溫度輸入接點。所述SSI模塊電路采用15D型針頭連接器和外部的編碼器相連。所述開關量輸出電路至少包括有油泵電機控制繼電器控制輸出接點、閘門開啟/ 關閉控制繼電器控制輸出接點、閘門左右調速糾偏控制繼電器控制輸出接點、閘門全開/ 全關狀態(tài)繼電器控制輸出接點、油壓異常繼電器控制輸出接點、油位異常繼電器控制輸出接點、PLC故障輸出繼電器控制輸出接點和系統(tǒng)報警輸出蜂鳴器輸出接點。所述硬接點開關量上送及顯示電路至少包括控制電源故障接點、裝置故障接點、 油泵故障/運行接點、油壓異常接點、油位異常接點、間門全開/全關繼電器接點、間門開啟 /關閉繼電器接點、閘門控制方式的自動/遠方選擇接點、油泵電機的自動選擇觸點的有效輔助狀態(tài)觸點；所述大壩雙缸液壓間門智能控制裝置上還設置有用于顯示各油泵運行和故障狀態(tài)、電源監(jiān)視、系統(tǒng)裝置故障、油壓異常、油位異常、閘門啟/閉狀態(tài)、閘門左/右糾偏調速狀態(tài)、間門全開/全關狀態(tài)的狀態(tài)指示燈。所述電磁閥控制電路通過閘門控制繼電器的常開觸點分別控制閘門的開啟電磁閥、關閉電磁閥、左調速糾偏電磁閥、右調速糾偏電磁閥和系統(tǒng)建壓電磁閥；每一個所述電磁閥上分別并聯(lián)有相應的狀態(tài)顯示指示燈。綜上所述，本實用新型所提供的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點1、采用高性能PLC控制，運算速度快，處理及時；具有2個以上的數據通訊接口 ； 實現和水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和大壩水情測報系統(tǒng)大容量數據交換；實現有大畫面、多內容、全方位的人機對話。2、采用軟啟動器控制油泵電機的啟停，減少因為電機啟動而引起的壓降，有效防止水錘效應而減少對管路和間閥的機械沖擊。3、系統(tǒng)內部結構簡單，元件模塊化，使用維護簡單方便，控制電源為DCMV，維護安
全可靠。4、采用PLC功能模塊SSI模塊直接采集閘門的左右行程編碼器，減少了開度裝置的中間環(huán)節(jié)，簡化了系統(tǒng)結構，保證閘門開度的正確實時顯示，使得閘門的糾偏有了正確的依據。


[0020]圖1為大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)的信號走向簡圖；圖2為電機主回路的原理圖；圖3為控制電源電路的原理圖；圖4為開關量輸入電路的第一塊DI模塊的輸入接點原理圖；圖5為開關量輸入電路的第二塊DI模塊的輸入接點原理圖；圖6為SSI模塊電路的原理圖；圖7為模擬量輸入電路的原理圖；圖8為開關量輸出電路的原理圖；圖9為硬接點開關量上送及顯示電路的原理圖；圖10為電磁閥控制電路的原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述如圖2所示，三相四線制的2路AC380電源分別經動力接線端子》): 1/ ): 2/ ): 3 和》):8/ ):9/ ): 10接入盤柜，再連接空氣斷路器QMl和QM2的進線端，空氣斷路器出線端連接軟啟動器AG1/AG2的主回路進線端子1L1/3L2/5L3，兩空氣斷路器出線端的C相并聯(lián)微斷QF7/QF8，軟啟動器主回路出線經端子2T1/4T2/6T3連接到盤柜動力出現端子》):5/ XD:6/XD:7^P XD:11/XD:12/XD:130 軟啟動器的控制電源為 AC220V,經 QF7/QF8 引入 CLl，N 線直接接入CL2。軟啟動器的啟?？刂平泳€方式RUN和STOP端子并聯(lián)并接入PLC輸出控制繼電器KA1/KA2的常開接點連接到軟啟動器的+24V上。軟啟動器的狀態(tài)輸出通過R2A/ R2C和R1A/R1C端子接出，R2A/R1A并聯(lián)接入控制電源201，R2C和RlC分別接到KC1/KC3和 KC2/KC4的線圈引腳14上，KCl KC4的線圈引腳13并聯(lián)接入控制電源的0V。軟啟動器控制電源回路并聯(lián)QM1/QM2的跳閘線圈1QFM/2QFM的引腳，在閘門運行的緊急情況下，斷開主斷路器的主觸點。如圖3所示的控制電源為交流空氣開關QFl的輸入端分別與交流電源的B2和N 相連，輸出端與開關電源USl的電源輸入端相連；直流空氣開關QF2的輸入端分別與直流電源DC220+和DC220-相連，輸出端與開關電源US2的電源輸入端相連。電源USl和US2的輸出端分別并聯(lián)電源監(jiān)視繼電器KEl和KE2，再分別串聯(lián)橋堆VDl和VD2，最終兩電源并聯(lián)到一起，并聯(lián)后的電路是通過微型斷路器QF3/QF4到各用電處的支路QF3后與PLC和HMI 電源回路相連，QF4后與顯示操作及電磁閥電源回路相連。如圖4和圖5所示，PLC的開關量輸入模塊的電源101引入端為模塊的17和19端子，而OV引入端為模塊的18和20端子。接入PLC第一塊DI模塊的輸入接點1 15(16 備用)依次包括閘門控制方式SA3的自動/遠方選擇接點、閘門操作方式的按鈕接點SB5/ SB7/SB6(并聯(lián)遠方操作信號)的常開觸點、緊急停止按鈕SB8常開觸點、1#油泵電機的自動選擇觸點SAld#油泵電機的自動選擇觸點SA2、1#油泵電機運行狀態(tài)繼電器KCl的常開觸點、姊油泵電機運行狀態(tài)繼電器KC3的常開觸點、1#油泵電機故障狀態(tài)繼電器KC2的常開觸點、姊油泵電機運行狀態(tài)繼電器KC4的常開觸點、控制電源監(jiān)視繼電器KE1/KE2常閉觸點的并聯(lián)輸入、1#油泵電機的主回路斷路器QMl輔助觸點、2#油泵電機的主回路斷路器QM2 輔助觸點等。接入PLC第二塊DI模塊的輸入接點1 10 (11 16備用)依次包括系統(tǒng)壓力過高、過低、左右有桿腔壓力過低、無桿腔壓力低等壓力開關的常開節(jié)點、吸油和回油濾油器堵塞開關的常開節(jié)點、閘門全開、全關狀態(tài)觸點等。外接元件接入PLC是通過盤柜的端子XJ6 X:35連接，外接元件接入的公共端是盤柜的端子X:2、X:5、X:6。如圖6所示的PLC用SSI接口形式檢測閘門的左右行程。PLC的SSI專用模塊采用15D型針頭連接器和外部的編碼器相連，需要接入的信號包括信號+、信號_、時鐘+、時鐘-J4V、0V、編碼器電源反饋等，分別接入模塊兩SSI接口 15D的1/2/6/14/7/8/13引孔。如圖7所示的PLC的模擬量輸入模塊的OV引入端為模塊的2、7、12、17端子，1、6、 11、16號端子接信號地。接入PLC的模擬量輸入接點包括系統(tǒng)壓力、回油箱油位、回油箱溫度等。外接系統(tǒng)壓力變送器信號接入盤柜端子仍1，回油箱油位變送器信號接入盤柜端子)(5:3，回油箱溫度變送器信號接入盤柜端子)(5:5。傳感器的DCMV電源由盤柜的端子 X5:11/12/13 提供。如圖8所示PLC開關量輸出回路，電源101引入端為模塊的18和20端子，而OV引入端為模塊的17和19端子。PLC輸出模塊的1號端子接到SAl的7號引腳上，SAl的8號引腳串聯(lián)KC2的常開接點、KC6的常開接點、KAl的線圈14引腳；PLC輸出模塊的2號端子接到SA2的7號引腳上，SA2的8號引腳串聯(lián)KC4的常開接點、KC6的常開接點、KA2的線圈 14弓丨腳；PLC輸出模塊的3號端子串接KC5常開觸點、KA7/KA4/KC7的常閉觸點、KA3的線圈14弓丨腳；PLC輸出模塊的4號端子串接KC5常開觸點、KA8/KA3/KC8的常閉觸點、KA4的線圈14引腳；PLC輸出模塊的5號端子串接KC5常開觸點、KA6的常閉觸點、KA5的線圈14 引腳；6號端子串接KC5常開觸點、KA5的常閉觸點、KA6的線圈14引腳；PLC輸出模塊7 11號端子分別連接KA7 KAll的線圈14引腳，PLC輸出模塊的12號端子連接蜂鳴器HAl 的+端。所有輸出繼電器引腳13號引腳、蜂鳴器HAl的-端并聯(lián)接入控制電源的0V。如圖9所示系統(tǒng)硬接點開關量上送電路控制電源故障KE1/KE2常閉點并聯(lián)為一路、裝置故障KAll常開觸點、1#和2#油泵故障/運行KC1-KC4的常開觸點、油壓異常KA9 常開觸點、油位異常KAlO常開觸點、閘門全開/全關繼電器KA7/KA8常開觸點、閘門開啟/ 關閉繼電器KA3/KA4常開觸點、閘門控制方式SA3的自動/遠方選擇觸點、油泵電機的自動選擇觸點SA1/SA2的有效輔助狀態(tài)觸點等。本系統(tǒng)通過指示燈HLl HL14顯示的狀態(tài)包括1#油泵運行HL2、1#油泵故障HL9J#油泵運行HL3、1#油泵故障HL10、電源監(jiān)視HL1、 系統(tǒng)裝置故障HL8、油壓異常HL7、油位異常HL14、閘門啟HL4/閉HLll狀態(tài)、閘門左HL5/右 HL12糾偏調速狀態(tài)、閘門全開HL6/全關HL13狀態(tài)等。各指示燈分別連接相應的繼電器觸點ο如圖10所示電磁閥回路，他包括通過系統(tǒng)手動或現地/遠方自動的閘門控制繼電器閘門開啟KA3、閘門關閉KA4、閘門左調速糾偏KA5、閘門右調速糾偏KA6的常開觸點分別控制閘門的開啟、關閉、左調速糾偏、右調速糾偏等功能的電磁閥，系統(tǒng)建壓電磁閥由KA3 和KA4并聯(lián)控制；而閘門的開啟/關閉/左調速糾偏/右調速糾偏電磁閥上分別并聯(lián)相應的狀態(tài)顯示指示燈HL4、HLlU HL5、HL12 ；所有電磁閥均并聯(lián)一個穩(wěn)壓及續(xù)流二極管，保證電磁閥正常動作和減少電磁閥動作對系統(tǒng)控制電壓的沖擊。以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和變形，這些改進和變形也落入本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于包括大壩雙缸液壓閘門智能控制裝置、油泵電機組、閘門建壓及啟閉換向閥組、閘門糾偏閥組、壓力開關組、壓力變送器、 回油箱油位變送器、回油箱溫度送變器和閘門開度檢測裝置；所述油泵電機組、閘門建壓及啟閉換向閥組和閘門糾偏閥組分別與大壩雙缸液壓閘門智能控制裝置的信號輸出端相連接，壓力開關組、壓力變送器、回油箱油位變送器、回油箱溫度送變器和閘門開度檢測裝置分別與大壩雙缸液壓間門智能控制裝置的信號輸入端相連接；所述大壩雙缸液壓間門智能控制裝置內設置有電機主回路、控制電源電路、模擬量輸入電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路、用于檢測閘門的左右行程的SSI模塊電路、硬接點開關量上送及顯示電路和電磁閥控制電路；所述大壩雙缸液壓間門智能控制裝置通過硬接點開關量上送及顯示電路分別與大壩水清測報系統(tǒng)和全廠監(jiān)控系統(tǒng)相連接。
2.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述電機主回路包括兩個空氣斷路器、兩臺軟啟動器、軟啟動器控制電源回路和微型斷路器；所述兩個空氣斷路器上端分別與交流電源相連接，兩個空氣斷路器下端分別與兩臺軟啟動器相連接；所述兩臺軟啟動器分別與兩臺電動機相連接；所述軟啟動器控制電源回路分別通過微斷路器和空氣斷路器下端相連接。
3.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制電源電路包括交流空氣開關、兩個開關電源、直流空氣開關、兩個電源監(jiān)視繼電器、兩個橋堆和微型斷路器；所述交流空氣開關的輸入端與交流電源相連，交流空氣開關的輸出端與開關電源的電源輸入端相連；所述直流空氣開關的輸入端與直流電源相連，直流空氣開關的輸出端與開關電源的電源輸入端相連；所述開關電源的輸出端分別并聯(lián)電源監(jiān)視繼電器， 再分別串聯(lián)橋堆后并聯(lián)到一起；并聯(lián)后的輸出電路是分別通過微型斷路器連接到PLC及 HMI電源回路和顯示控制操作回路。
4.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述開關量輸入電路中至少包括有閘門控制方式的自動/遠方選擇接點、閘門操作方式的按鈕接點、 緊急停止按鈕、油泵電機的自動選擇觸點、油泵電機運行狀態(tài)繼電器的常開接點、控制電源監(jiān)視繼電器的并聯(lián)輸入、油泵電機的主回路斷路器輔助觸點、系統(tǒng)壓力過高接點、系統(tǒng)壓力過低接點、左右有桿腔壓力過低接點、無桿腔壓力低接點、吸油和回油濾油器堵塞接點、閘門全開接點和閘門全關接點；所述模擬量輸入電路至少包括系統(tǒng)壓力輸入接點、回油箱油位輸入接點和回油箱溫度輸入接點。
5.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述SSI模塊電路采用15D型針頭連接器和外部的編碼器相連。
6.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述開關量輸出電路至少包括有油泵電機控制繼電器控制輸出接點、閘門開啟/關閉控制繼電器控制輸出接點、閘門左右調速糾偏控制繼電器控制輸出接點、閘門全開/全關狀態(tài)繼電器控制輸出接點、油壓異常繼電器控制輸出接點、油位異常繼電器控制輸出接點、PLC故障輸出繼電器控制輸出接點和系統(tǒng)報警輸出蜂鳴器輸出接點。
7.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述硬接點開關量上送及顯示電路至少包括控制電源故障接點、裝置故障接點、油泵故障/運行接點、 油壓異常接點、油位異常接點、間門全開/全關繼電器接點、間門開啟/關閉繼電器接點、間門控制方式的自動/遠方選擇接點、油泵電機的自動選擇觸點的有效輔助狀態(tài)觸點；所述大壩雙缸液壓間門智能控制裝置上還設置有用于顯示各油泵運行和故障狀態(tài)、電源監(jiān)視、 系統(tǒng)裝置故障、油壓異常、油位異常、閘門啟/閉狀態(tài)、閘門左/右糾偏調速狀態(tài)、閘門全開 /全關狀態(tài)的狀態(tài)指示燈。
8.根據權利要求1所述的大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述電磁閥控制電路通過閘門控制繼電器的常開觸點分別控制閘門的開啟電磁閥、關閉電磁閥、左調速糾偏電磁閥、右調速糾偏電磁閥和系統(tǒng)建壓電磁閥；每一個所述電磁閥上分別并聯(lián)有相應的狀態(tài)顯示指示燈。
專利摘要本實用新型公開了一種大壩雙缸液壓閘門智能控制系統(tǒng)，屬于水庫大壩啟閉機設備控制領域?？刂茖ο笫情l門建壓和啟閉換向閥組、閘門糾偏調速閥組、油泵電機組等。需要檢測的信號有液壓管路及桿腔壓力開關和壓力變送器組、回油箱油位檢測開關、回油箱溫度開關、閘門開度檢測等。該系統(tǒng)通過通訊和硬接點冗余方式接受水電站全廠監(jiān)控系統(tǒng)的控制，并將本系統(tǒng)信息上傳至全廠監(jiān)控系統(tǒng)和大壩水情測報系統(tǒng)，實現和全廠監(jiān)控系統(tǒng)的數據交換。本實用新型克服了傳統(tǒng)雙缸液壓閘門測量精度低、可靠性差、不易維護等缺點，為大壩的安全運行，電站均勻發(fā)電起到了重要的作用。
文檔編號G05B19/05GK201990985SQ20102067636
公開日2011年9月28日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年12月23日
發(fā)明者何黎, 葉小鋒 申請人:成都銳達自動控制有限公司