專利名稱：電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于閘門啟閉機自動控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說它是一種電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置，它可實現(xiàn)電動螺桿啟閉機閘門全關(guān)位或運行卡阻自動停機控制，對防止頂閘事故起到了有效的保護。
背景技術(shù)：
在水利工程中，螺桿式啟閉機以其結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便、價格便宜等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于涵閘及引水樞紐工程的閘門啟閉。目前使用的一些螺桿啟閉機沒有有效的頂閘事故保護措施。造成螺桿啟閉機頂閘事故主要原因是閘門運行到全關(guān)位或運行卡阻時不能迅速自動停機。由于限位開關(guān)精度和可靠性的問題造成閘門實際運行到達全關(guān)位時，無有效停機信號，啟閉機電機繼續(xù)運行，直到頂閘造成電機堵轉(zhuǎn)保護動作而停機。這樣將會導(dǎo)致壓彎螺桿、頂碎啟閉機端蓋或頂斷啟閉機梁等嚴(yán)重事故，甚至造成人員傷亡。在遠方計算機控制·系統(tǒng)中，現(xiàn)地閘站通常是“無人值班、少人值守”，螺桿啟閉機的頂閘事故將嚴(yán)重影響閘門的正常運行。目前，水利工程設(shè)計中一般通過設(shè)置機械碰撞式限位開關(guān)和電子式閘門開度檢測儀等裝置來判斷閘門運行的全關(guān)位。但受水利樞紐布置、閘門金屬結(jié)構(gòu)、運行水位等條件的約束，閘門全關(guān)位通常處于水下，機械碰撞式限位開關(guān)只能布置在閘上，通過測量螺桿的行程，判斷全關(guān)位置，這種檢測原理因檢測開關(guān)的安裝誤差和機械特性，其精度誤差一般2cm以上，無法對螺桿受壓后微小變形進行有效檢測。有的工程項目中采用安裝在水上的絕對型軸角編碼器閘門開度儀檢測水下全關(guān)位，但該類閘門開度儀存在重復(fù)精度誤差，誤差一般在Icm以上，因此也無法滿足電動螺桿啟閉機閘門全關(guān)位判斷的精度要求。實際工程應(yīng)用中，上述兩種位置檢測開關(guān)即使偶爾調(diào)整合適了，其設(shè)定也會隨著時間和外部環(huán)境變化而改變，從而造成閘門提前限位動作或者閘門運行到全關(guān)位而限位開關(guān)不動作等故障工況，其可靠性也無法滿足電動螺桿啟閉機閘門全關(guān)位判斷的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有背景技術(shù)的不足之處，而提供一種電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置。本實用新型的目的是通過如下措施來達到的電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置，它包括380V的三相交流電源，螺桿電機M，接觸器KM，其特征在于它還包括PLC編程控制器，圖形控制面板，變送器、電流互感器，所述的圖形控制面板與PLC編程控制器連接，PLC編程控制器與變送器連接，所述的變送器上連接有二個用于感應(yīng)螺桿電機上的輸出電流的電流互感器，所述的PLC編程控制器上有用于控制接觸器開閉的命令輸出接口。本實用新型通過對螺桿啟閉機電動機(簡稱螺桿電機)電流的采集和分析，結(jié)合閘門開度儀的位置信號判斷閘門是否運行到全關(guān)位或運行中卡阻。對于螺桿啟閉機，閘門運行到全關(guān)位或卡阻時，即電機處于臨界堵轉(zhuǎn)工況，電機工作電流迅速增大，根據(jù)這一特性，以可編程控制器PLC為控制核心的閘門控制系統(tǒng)可在20ms內(nèi)對閘門工作電流進行分析，并根據(jù)預(yù)先編制邏輯流程進行判斷發(fā)出閘門到位停機信號，這樣系統(tǒng)在電動機堵轉(zhuǎn)前自動保護停機。在閘門傳動回路中設(shè)置電流互感器及變送器，采集電機電流；控制回路中設(shè)置高性能PLC編程控制器對電機工作電流特性進行分析和判讀，設(shè)置圖形控制面板進行電機電流特性參數(shù)顯示和電動機電流控制閾值的設(shè)定。 本實用新型通過對電動機運行電流的采集和分析，可方便為電動螺桿啟閉機全關(guān)位及運行卡阻狀態(tài)進行檢測，它解決了閘門全關(guān)到位及運行卡阻自動停機問題，有效地防止頂閘事故發(fā)生。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理方框圖。圖2為電流與位置曲線的對應(yīng)圖。圖中I. PLC編程控制器，2.圖形控制面板，3.變送器，4.電流互感器，5.命令輸出接口，M.螺桿電機，KM.接觸器，Iy.啟門或閉門運行電流，tl.起動電流峰值時刻，t2.運行穩(wěn)定電流始點時刻，t3.停機電流時刻，t4.堵轉(zhuǎn)電流時刻。
具體實施方式
下面對結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不構(gòu)成對本實用新型的限定，僅作舉例而已，同時通過說明本實用新型的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。本實用新型的工作原理為閘門安裝完畢后，在閘門正常運行工況下，操作閘門啟閉2-3次，通過PLC編程控制器模擬量輸入回路檢測記錄啟閉閘門時電動機啟動電流和工作電流，若連續(xù)3次的電動機啟動電流、啟門電流、閉門電流的誤差值在1%內(nèi)，此時閘門啟閉機的機械和電氣控制設(shè)備已處于穩(wěn)定狀態(tài)；設(shè)置閘門啟門運行卡阻電流閾值為啟門電流的I. I倍，全關(guān)位和閉門運行卡阻電流閾值為閉門電流的I. I倍(注電機堵轉(zhuǎn)電流一般為額定電流的I. 2倍)；在閘門運行時，PLC編程控制器采集電動機電流，并記憶本次運行啟(閉)門工作電流值；在閘門運行中(躲過電機啟動電流)或接近底坎時(可通過閘門開度儀判斷，接近底坎2cm時)，啟動閘門電機電流判斷程序，當(dāng)電動機電流超過設(shè)定的電流閾值時，PLC編程控制器即發(fā)停機信號；電流閾值系數(shù)可通過安裝在控制柜面上的圖形控制面板方便設(shè)置和調(diào)整，調(diào)整范圍應(yīng)在電機運行保護值范圍內(nèi)，如圖2所示。參閱附圖可知本實用新型電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置，它包括380V的三相交流電源，螺桿電機M，接觸器KM，其特征在于它還包括PLC編程控制器1，圖形控制面板2，變送器3、電流互感器4，所述的圖形控制面板2與PLC編程控制器I連接，PLC編程控制器I與變送器3連接，所述的變送器3上連接有二個用于感應(yīng)螺桿電機M上的輸出電流的電流互感器4，所述的PLC編程控制器I上有用于控制接觸器KM開閉的命令輸出接口，如圖I所示。其它未詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置，它包括380V的三相交流電源，螺桿電機CM),三相開關(guān)(KM)，其特征在于它還包括PLC編程控制器(I),圖形控制面板(2)，變送器(3)和電流互感器(4)，所述的圖形控制面板(2)與PLC編程控制器(I)連接，PLC編程控制器(I)與變送器(3)連接，所述的變送器(3)上連接有二個用于感應(yīng)螺桿電機(M)上的輸出電流的電流互感器(4)，所述的PLC編程控制器(I)上有用于控制接觸器(KM)開閉的命令輸出接口。
專利摘要電動螺桿啟閉機頂閘事故自動控制裝置，它包括380V的三相交流電源，螺桿電機(M)，三相開關(guān)(KM)，其特征在于它還包括PLC編程控制器(1)，圖形控制面板(2)，變送器(3)和電流互感器(4)，所述的圖形控制面板(2)與PLC編程控制器(1)連接，PLC編程控制器(1)與變送器(3)連接，變送器(3)上連接有二個用于感應(yīng)螺桿電機(M)上的輸出電流的電流互感器(4)，PLC編程控制器(1)上有用于控制接觸器(KM)開閉的命令輸出接口。本實用新型通過對電動機運行電流的采集和分析，可方便為電動螺桿啟閉機全關(guān)位及運行卡阻狀態(tài)進行檢測，解決了閘門全關(guān)到位及運行卡阻自動停機問題，有效地防止頂閘事故發(fā)生。
文檔編號G05B19/05GK202794953SQ20122040837
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者曹陽, 易先舉, 段波, 方焱郴, 唐勇, 范鍇, 盧愛菊, 秦雅嵐, 尹光泉, 李家毅 申請人:長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司