一种大中型液压闸门应急控制系统及机械式纠偏装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于闸门控制技术领域，具体涉及一种大中型液压闸门应急控制系统及机 械式纠偏装置。
【背景技术】
[0002] 闸门是水利工程中重要的蓄/排控制设备。大中型闸门因为跨度宽、质量大多采用 液压系统作为伺服动力。现行液压闸门的启闭控制技术方案多采用"开度/行程传感器+闸 控PLC自动化组件+通讯总线"的基本结构。核心功能逻辑可以简述为：以"开度/行程传感 器"建立启闭状态感知、以"PLC工业自动化模块/组件"建立管理逻辑、以"通讯总线"建立信 号交互。该技术方案控制精度高、反映迅速能够较好地满足闸门的启闭管理需求，大大减轻 "水工"的劳动强度和操作繁琐程度，现阶段应用已十分广泛。但是现有的技术方案还是存 在以下问题：
[0003] 图1为现行方案的系统结构及控制逻辑图，现有的技术方案系统结构耦合过紧，基 于PLC系统的"液压闸门控制技术方案"必须通过"中央处理器单元"执行状态检测、发出控 制指令、实现状态调整。整个控制链路中任何一处单点故障均可能造成闸门控制失效，引发 事故；
[0004] 现有的技术方案传感器部件较脆弱，基于PLC系统的"液压闸门控制技术方案"主 要通过"开度/行程传感器"检测闸门的开度（瞬时位置）、行程(运行距离）、平衡（左右行程 差），此类传感器通过编码器变送电流信号，存在器件老化、信号衰减、易受环境干扰和雷击 损坏等问题，一旦发生故障闸门就无法正常启闭，存在一定风险。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于:针对现有的闸门控制中存在的安全风险问题，提供一种大中 型液压闸门应急控制系统，采用机械式纠偏装置及旁路控制方案，为闸门提供可靠的现地 应急控制能力，在现行系统"PLC组件"、"开度/行程传感器"等核心部件故障失效或信号离 断的情况下，保障闸门应急启闭、避免事故发生。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种大中型液压闸门应急控制系统，包括闸门，以及控制闸门升降动力的动力控 制装置，还包括机械式纠偏装置、旁路控制装置和电源装置，闸门的左右两侧分别连接有检 测闸门左侧行程的左行程钢索和检测闸门右侧行程的右行程钢索，左行程钢索和右行程钢 索分别与机械式纠偏装置连接，机械式纠偏装置中设置有平衡梁，机械式纠偏装置根据左 行程钢索和右行程钢索的行程差转换成平衡梁的左右移动，机械式纠偏装置的平衡梁两端 分别设置有检测开关，检测开关和动力控制装置分别经过旁路控制装置与电源装置连接， 形成闸门控制回路。
[0008] 优选地，所述的机械式纠偏装置包括同轴固定的AI轮和ΑΠ 轮，及同轴固定的ΑΙΠ 轮和AIV轮，左行程钢索缠绕在AI轮上，A Π 轮和ΑΙΠ 轮的外圆边缘均设置有齿部，并通过齿 部相互啮合；
[0009] 以及同轴固定的BI轮和ΒΠ 轮，及同轴固定的Bm轮和BIV轮，右行程钢索以相对Al 轮同一侧的缠绕在BI轮上，ΒΠ 轮和Bm轮的外圆边缘均设置有齿部，并通过齿部相互啮合， BI轮的半径和AI轮的半径相等，B Π 轮的半径和A Π 轮的半径相等；
[0010] 所述的平衡梁一侧设置有滑槽，ΒΙΠ 轮和BIV轮的传动轴穿过平衡梁的滑槽，以可 转动的方式固定设置;Am轮和AIV轮以可转动的方式固定在平衡梁另一侧，并在该侧端部 设置有拉簧将Am轮与A Π 轮保持啮合状态；
[0011] AIV轮和BIV轮上套设有保持AIV轮和BIV轮同步转动的连接链条。
[0012] 进一步优选，所述的连接链条还可以采用有齿皮带代替。
[0013] 进一步优选，所述的AIV轮和BIV轮之间还设置有张紧连接链条的张紧轮。
[0014] 进一步优选，所述的AI轮的半径小于ΑΠ 轮的半径，BI轮的半径小于ΒΠ 轮的半径。
[0015] 优选地，所述的动力控制装置包括控制闸门升降换向阀的上升换向阀继电器和下 降换向阀继电器，以及控制闸门动作的左油缸节流阀继电器和右油缸节流阀继电器；
[0016] 所述的旁路控制装置包括换向联动开关；
[0017]所述的检测开关包括设置在平衡梁一端的左检测开关和设置在另一端的右检测 开关；
[0018] 上升换向阀继电器和下降换向阀继电器经过换向联动开关与电源装置连接；
[0019] 左检测开关和右检测开关通过联动换向开关分别与左油缸节流阀继电器和右油 缸节流阀继电器连接，且通过联动换向开关实现交叉互换，左油缸节流阀继电器和右油缸 节流阀继电器分别与电源装置连接。
[0020] 优选地，还包括检测闸门开度行程的开度行程传感器，开度行程传感器与PLC控制 装置连接，PLC控制装置和旁路控制装置分别通过换向开关与电源装置连接。
[0021] 本发明还提供一种用于大中型液压闸门应急控制系统中的机械式纠偏装置，包括 同轴固定的AI轮和AΠ 轮，及同轴固定的ΑΙΠ 轮和AIV轮，检测闸门左侧行程的左行程钢索缠 绕在AI轮上，ΑΠ 轮和ΑΙΠ 轮的外圆边缘均设置有齿部，并通过齿部相互啮合；
[0022]同轴固定的BI轮和B Π 轮，及同轴固定的ΒΙΠ 轮和BIV轮，检测闸门右侧行程的右行 程钢索以相对AI轮同一侧的缠绕在BI轮上，ΒΠ 轮和ΒΙΠ 轮的外圆边缘均设置有齿部，并通 过齿部相互啮合，BI轮的半径和AI轮的半径相等，B Π 轮的半径和A Π 轮的半径相等；
[0023] 以及平衡梁，平衡梁一侧设置有滑槽，ΒΙΠ 轮和BIV轮的传动轴穿过平衡梁的滑槽， 以可转动的方式固定设置;Am轮和AIV轮以可转动的方式固定在平衡梁另一侧，并在该侧 端部设置有拉簧将Am轮与A Π 轮保持啮合状态；
[0024] AIV轮和BIV轮上套设有保持AIV轮和BIV轮同步转动的连接链条。
[0025] 优选地，所述的连接链条还可以采用有齿皮带代替；
[0026] 所述的AIV轮和BIV轮之间还设置有张紧连接链条的张紧轮。
[0027] 由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0028] 通过机械式的纠偏装置可检测闸门运行过程中的左右偏移情况，然后通过检测的 偏移情况，由旁路控制装置控制相应的动力控制装置，使得闸门重新回归到平衡状态，保障 闸门应急启闭、避免事故发生；
[0029]机械式纠偏装置采用机械式结构，能够将闸门的偏移量进行放大，从而使得检测 更加方便；
[0030] 机械式纠偏装置采用"柔性行程检测钢索+等径平行双轮轴"结构方案，利用左右 钢索的物理行程差来放大角度，能够在一定范围内按倍率放大闸门微小的"偏移角"，使其 便于扑捉。进而通过"平衡梁"将放大后的"偏移角"转化为"水平方向上的左右平移量"，上 述结构结合"瞬动开关"能够组成"纯机电纠偏装置"。该装置串行在"旁路控制系统"中，能 够有效干预启闭控制信号，自动实现纠偏、保持闸门水平运行，不需要"传感器"变送行程、 "PIT'解算差值，可靠性和抗灾毁能力极强。
【附图说明】
[0031] 图1是现有技术的系统结构及控制逻辑图。
[0032] 图2是本发明的大中型液压闸门应急控制系统的系统结构及控制逻辑图。
[0033] 图3是本发明的大中型液压闸门应急控制系统的电路框图。
[0034] 图4是本发明的大中型液压闸门应急控制系统的结构简图。
[0035]图5是本发明的机械式纠偏装置的结构简图。
[0036]图6是本发明的机械式纠偏装置的工作原理图。
[0037] 图7是本发明的闸门上升过程中左侧行程大于右侧行程时机械式纠偏装置的运行 状态图。
[0038] 图8是本发明的闸门上升过程中右侧行程大于左侧行程时机械式纠偏装置的运行 状态图。
[0039] 图9是本发明的闸门下降过程中右侧行程大于左侧行程时机械式纠偏装置的运行 状态图。
[0040] 图10是本发明的闸门下降过程中左侧行程大于右侧行程时机械式纠偏装置的运 行状态图。
[0041 ] 图中标记：100-机械式纠偏装置，101-ΑΠ 轮，102-AI轮，103-ΑΙΠ 轮，104-AIV轮， 105-Β Π 轮，106-BI轮，107-ΒΙΠ 轮，108-BIV轮，109-拉簧，110-平衡梁，I IOa-滑槽，111-连接 链条，112-张紧轮，201-左检测开关，202-右检测开关，300-旁路控制装置，301-换向联动开 关，400-动力控制装置，401-上升换向阀继电器，402-下降换向阀继电器，403-左油缸节流 阀继电器，404-右油缸节流阀继电器，405-左液压油缸，406-右液压油缸，407-动力控制柜， 408-液压系统，500-电源装置，501-换向开关，600-PLC控制装置，601-开度行程传感器， 70