浅述闸阀门开度处理和变速同步控制方法.pdf

中国航海学会船闸专业委员会研讨论文汇编 浅述闸阀门开度处理和变速同步控制方法 王 宁 0061) (南京洛普股份有限公司工控部江苏 南京2l 【摘要】本文通过我公司在多个船闸自动化控制系统工程的实际运用和经验积累，简要阐述了在系统中， 如何采集、处理和计算闸阀门的开度信号，以及介绍了几种已在工程实践中使用过的闸门变速运行和同步调节的 控制方法，还简要叙述了在这样的控制系统中，如何有效的控制电机和阀块的时序以保证闸门的变速同步运行等 内容。 【关键词】闸门阀门开度PLC同步变速PID比例放大板 1 概述 1．1船闸控制系统结构 在现代经典的船闸自动化控制系统中，通常把系统分为三大层，即现场设备底层、现地控制 层、集中监控层。 现场设备底层为船闸各闸首机房室内、夕FV,J机电和传感设备。主要包括：电动机、液压启闭 机、电磁阀、水位计、闸／阀门开度仪和限位开关、门头开关、交通信号灯以及室外其它设备等。 现地控制层为船闸各闸首机房内的核心控制及显示设备。主要包括：下位PLC子站及通讯 设备、操作台、触摸屏等，以实现船闸现地监控和维护管理。PLC通常为上下闸首或左右机房 分布布置；通讯模式通常采用现场总线分布网络或工业以太环网结构。有时根据设计和使用的需 要在现地还细分为分散和集中控制。 集中监控层为远方控制中心机房内的集中监控设备。主要包括：上位计算机及通讯设备、集 控台、数据库服务器和网络发布等设备，实现船闸的集中监控、数据处理和协调管理。 1．2闸阀门开度处理和变速同步运行的目的 在上述的船闸控制系统结构里，系统在设备底层配置了开度仪检测装置，来检测闸阀门的当 前行程，其主要目的在于： (1)在闸阀门启闭操作时，用于实时指示闸阀门的开度行程位置，以利于操作员及时掌 握闸阀门的运行情况； (2)闸阀门开度参与闸阀门的运行控制，如使闸阀门开启至任意设定开度，实时监视闸 阀门体在这一设定开度时的情况； (3)实现控制左右闸门同步运行与平稳变速运行； (4)监视阀门下滑，当阀门开启后，下滑超过设定值，系统会发出声光报警，同时立即 采取相应的处理措施，启动自动复位程序提升阀门至原开度位置。 在现地控制层的闸阀门的启闭控制中，通常需要PLC程序实现门体的m陧一快一慢变速运行，， 控制需求。即为保证在启动时，能获得较大力矩和平稳启步，使门体开始能平滑慢速启动；之后 为控制门体启闭时间和提高运行效率，门体需要平稳快速运行；在快到位时为保iiEN体准确合拢 和减少冲击，门体再减速慢步运行到位停机。 一30— 中国航海学会船闸专业委员会研讨论文汇编 冈闸门一般均设置为左右两痢，在实现闸门变速运{’／-ft,j同时，还要实现同步运行控制：即左 右闸门在歼闸时应能同步歼终到位，确保船闸通航的畅通；在关闸时应能同步关终合拢到位，保 i正闸门的止水部件能有效的将闸内外水流割断封堵严密，为xCf,J首输水提供保障。 另J,bx寸于变速运行和同步控制，南于闸门门体和驱动力矩较大，运行n寸lU-i较长、且直接关系 到船闸的通JIlJZfn闸窒止水，故一般系统主要是针对闸门来说的；而阀门相对较小，主要是实现输 水功能，且左右独立分布，系统只需控制阀门的总体启闭速度在可控范『嗣≥t-保证阀门能落底有效 止水即可，当然系统也可根据设计需要实现变速控制。故下文相关内容主要以闸门进行阐述。 2 开度检测设备和信号处理 2．1船闸启闭机和门体种类 我国的水系和水运系统是极其复杂和多样的，其没计单位和管辖部门也各有不同，所以现存 的船闸、启闭机fill、_】体也随之多变。仅以我公司曾承接的项目为例就有多种类型，见表l。 表1 船闸启闭机和门体种类 序 口 典型案例 船闸类型 启闭机 闸阀门体 一了 1 j峡永久船闸 ]i级双线 液压直推式 人字闸门反弧阀门