三峡升船机船厢停位控制.doc

三峡升船机船厢停位控制 　　摘 要：根据三峡升船机实船试航调试运行情况，介绍船厢停位控制相关的传感器工作原理，简单分析相关传感信号在控制程序中的使用 关键词：三峡；升船机；传感器；停位对接 中图分类号：U642 文献标识码：A 文章编号：1006―7973（2016）09-0054-02 2016年7月15日，升船机在我国应用十分广泛，它作为船舶过坝的快速通道，在水利枢纽中发挥了重要作用。如福建水口升船机，重庆彭水升船机，以及正在调试的三峡升船机。尽管它们的驱动方式不尽相同，但其船厢与闸首的对接形式却大同小异 停位对接，是指承船厢垂直上升（或下降）后，停在静止的闸首工作门附近，保证承船厢内的水位高度与闸首门外侧的航道水位高度一致，然后推出间隙密封框，开启船厢门与闸首门，使船厢水域与航道水域联通，便于船舶进出船厢，从而完成船舶过坝过程。三峡升船机运行从高程62m到175m，行程113m，要求对接时船厢内水平面与闸首航道水平面相差0.1m 1 相关传感器介绍 1.1 航道水位计 三峡升船机上下游航道水位检测，属于一类运行在线检测的重要检测量之一，其数据的可靠性直接影响到船厢的安全运行及精确停位。所以水位计选型采用两种不同工作原理构成，冗余配置，分别位于上游测井、下游测井中，每测井配置 1台激光水位仪和 1台吹气式水位计 激光水位仪反光板安装于测井内浮子上，高出水面，不易污染；浮子采用导向装置，防止水位波动造成偏摆，影响数据稳定性 吹气式压力水位计水头产生的压力，无滞后的传递给传感器中的波纹管，同时这个力通过一个真空杠杆传送给石英晶振。压力的改变会导致石英晶振频率的变化，传感器把频率信号传入处理单元进行处理计算。同时，温度也被测量并且传到处理单元进行补偿压力，使这个压力在一个宽温度范围内接近于没有温度的影响 除传感器自身的线性与重复性稳定性精度以外，最主要的有温度、水的波动和泥沙含量的影响。在选用高精度压力传感器的同时，将采用多次测量平均和数字滤波等方法平滑水波影响，去除电气干扰的影响，在0～40m的水深测量范围保证测量误差≤±10mm，测量精度≤0.025%FS，以满足升船机系统的总体要求 1.2 行程检测 升船机行程检测应用多种类型、不同原理的传感器，确保测量的精度与准确率，满足控制系统要求。按测量范围分为局部行程和全行程检测 装设于船厢上、下游安全螺母柱附近的局部行程测量传感器（KH53），采用绝对线性编码器进行测量。下游侧绝对线性编码器标尺安装于60m高程到80m高程，共20m；上游侧绝对线性编码器标尺安装于140m高程到180m高程，共40m，测量误差≤±1mm；测量精度≤0.1mm；在船厢干舷与之对应的位置布置绝对线性编码器读数头，检测船厢在上、下闸首对接范围的位置 全行程检测包括安装于1#、3#驱动点的WCS；2#、4#驱动点的格雷母线。WCS为绝对位置编码系统测量装置，精度0.1mm，误差±1mm。使用SSI信号传输，在锁定机构螺母柱框体安装位置编码标尺，在锁定机构螺杆下导向架与之对应的位置安装读数头。格雷母线的安装方式与之类似，测量范围120m，精度1mm，误差±5mm。每个驱动点减速齿轮箱还装设了绝对值角位移编码器（AVM58），测量范围120m，精度1mm，误差±1mm 1.3 准确停位装置 该装置由浮动标志镜和一组反射式光电开关（B0、B1、B2、B3、B4）组成 浮子在闸门浮筒内，利用钢丝绳拉力T、浮子浮力Fp以及系统摩擦力f与浮子重力G平衡的原理，保证浮子随水位自由升降。由于引入了伺服系统，其核心元件-驱动卷筒的电机可以根据受力反馈信号实时地调节驱动力，克服了系统摩擦力作用和卷簧在工作行程内不恒力因素的影响，使得测量钢丝绳的张力保持恒定，从而提高了液位测量精度。 测量钢丝绳拉力，控制伺服电机转动，保持钢丝绳拉力不变，带动标志镜升降，实时反映上、下闸首工作大门淹没水深 图以上闸首为例，通过标志镜（反射板）反应航道水位相对变化；在升船机运行过程中，光电开关检测反射板标志镜的位置，程序控制实现准确对接 2 对接控制过程 船厢主传动系统具有的控制功能，能确保升船机的运行平稳，对位准确。一般情况下，主传动系统是由位置调节器主导控制，能使升船机启动和停止过程平滑、运行周期短、控制精度高。在位置调节器的控制下，承船厢停位后与上（下）游航道对接，误差在±15mm内 2.1 目标位的设定 从统计数据分析发现，与库区相连的上游引航道水位变幅大，而下游引航道受葛洲坝发电的影响，水位变率快。为适应现场的特殊工况，充分利用上、下游航道水位计测量数据，当船厢上（下）行时，如果执行正常流程，主传动系统自动获取航道水位计的值，作为本次