一种闸门启闭控制系统的制作方法

本实用新型涉及水利水电工程闸门的技术领域，尤其涉及一种闸门启闭控制系统。

背景技术：

抽水蓄能电站枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群及开关站等部分组成。上、下水库进出水口均设有一道采用固定卷扬式启闭机控制事故检修闸门，起通断水道作用。抽水蓄能电站闸门启闭机电气控制系统包含自动和手动两种控制方式。手动控制时按下按钮SB1或SB2（见图1），继电器KA1或KA2的线圈励磁，控制接触器KM1或KM2的励磁线圈励磁（见图2）。由于按钮状态不可保持，设计了一个自保持回路，保持回路的导通。停止起降只需要按下按钮SB3即可断开回路。当继电器KA1或KA2励磁时，其常开节点闭合（图2），接触器KM1或KM2合闸（图3），线路导通，电动机通电运行，从而起降闸门。电站采用开度传感器检测闸门升降高度，将检测值输入至PLC处理，用作中间继电器K01或K02的通断依据：当闸门升降高度达到全开位或全关位时，开度传感器检测的高度值与PLC输入的保护整定值相同，此时PLC输出信号控制K01或K02断开，从而停止闸门起降。同时，手动控制方式采用机械限位开关作为唯一保护。

通过对闸门启闭控制系统的研究发现：

1、当调试限位开关时，容易出现因操作人员疏忽而导致闸门到位后仍未切断电源的情况，严重时会拉断钢丝绳，甚至烧坏电机；

2、手动控制方式仅有一个机械限位开关作为保护，限位开关随转轴转动，长久运行后磨损较大，存在限位开关拒动的风险；

3、机械限位开关长时间转动，易出现开关转盘变形，导致检测位置不准确，存在误动的风险；

4、手动操作时，为确保操作安全可靠要求1人操作，2人监视，人力资源需求大。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要针对存在的现有技术缺陷问题，设计一种闸门启闭控制系统，包括闸门、闸门电机、机械限位开关，还包括开度测控仪、开度传感器、可编程控制器。开度测控仪与开度传感器连接，开度传感器与可编程控制器连接，闸门与闸门电机连接，可编程控制器与机械限位开关分别与闸门电机连接。闸门启闭控制系统中增加两个开关，两个开关分别串入启闭机电气控制回路的手动控制回路中。在闸门启闭控制系统中的手动控制回路设置一个冗余保护回路，用以提高设备在手动控制状态下的安全系数，降低人力资源浪费。启闭冗余保护回路由机械限位开关常闭节点、K05和K06继电器常闭节点和手动控制方式选择开关串联组成。冗余保护回路超前于机械限位开关保护动作，实现手动控制双保护功能，提高操作的可靠性和安全性。

作为一种实施方式，还包括报警回路，所述的报警回路与可编程控制器连接；闸门位置由开度传感器检测，并实时输入到可编程控制器；闸门到位后由可编程控制器发送报警信号到报警回路，蜂鸣器蜂鸣报警，达到提醒操作人员注意的目的。蜂鸣器报警后，当现场操作员一直未停机（即停止闸门启闭），可编程控制器会延时控制K05和K06继电器常闭节点断开，实现自动停机，起到保护作用。

作为一种实施方式，还包括手动复归按钮，所述的手动复归按钮与可编程控制器连接，作为可编程控制器的输入信号，达到极限位置后，报警回路报警；人为按下复归按钮，可编程控制器接受复归信号，控制报警回路断开，达到消音的目的。

控制回路所需要的元器件均采用原控制系统中已有器件。K05和K06继电器开出点备用，开度测控仪、开度传感器、复归按钮均已有，蜂鸣报警器现有（只需要调整其输出音频，与原报警功能区别开），无需增加其他元件，造价低，实施效果高。

本实用新型的有益效果：

闸门启闭机电气控制系统经过改进后，能将开度传感器应用到手动控制回路，通过蜂鸣器的鸣笛提醒操作人员提高注意力。同时在全开位或者全关位时延时断电，闸门如果需要继续提升到极限位需要工作人员现地手动操作，避免手动控制回路仅有机械限位开关保护的单保护情况，防止因机械限位开关失效、操作人员疏忽导致的严重后果。充分利用闸门启闭机现有元器件，成本低，同时闸门的操作安全性得到很大提高，普遍应用于其他闸门启闭机，实现方式简单，不会对设备、操作人员及环境造成影响，可实现性高，便于推广。

附图说明

图1启闭电气控制回路1；

图2启闭电气控制回路2；

图3启闭电气控制回路3

图4本实用新型控制示意图；

图5本实用新型启闭电气控制系统；

图6本实用新型报警回路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图4所示，一种闸门启闭机电气控制系统，包括开度测控仪1、开度传感器2、可编程控制器（PLC）3，闸门电机4，闸门5，机械限位开关6，手动复归按钮7和报警回路8。闸门5、闸门电机4、机械限位开关6、开度测控仪1、开度传感器2、可编程控制器3构成闸门启闭控制系统。开度测控仪1与开度传感器2连接，闸门5与闸门电机4连接，可编程控制器（PLC）3与机械限位开关6分别与闸门电机4连接，手动复归按钮7和报警回路8分别与可编程控制器（PLC）3。开度测控仪1接收开度传感器2的信号，处理后显示闸门5提升高度。开度传感器2与PLC3连接，作为PLC3的输入信号，PLC3处理开度传感器2的信号，转化为闸门5的高度值，作为停机和相关保护的判断定值。PLC控制K01和K02继电器常闭节点的通断，从而控制闸门的升降，达到控制的目的。机械限位开关6作为自动控制和手动控制的限位保护。由于手动控制方式时，机械限位开关为唯一保护，因此利用电气回路现有的元器件，在手动控制回路设置一个冗余保护回路，用以提高设备在手动控制状态下的安全系数，降低人力资源浪费。

如图5所示，将ＰＬＣ3全开全关的开出点K05和K06串入启闭机电气控制回路手动控制回路中，分别与继电器KA2、KA1串联。开度传感器2与PLC3连接，作为PLC3的输入信号，PLC处理开度传感器信号，转化为闸门高度值，作为相关保护的判断定值。闸门到位后，PLC控制K05和K06继电器常闭节点断开，达到保护的目的。正常情况下超前机械限位开关6动作，机械限位开关6作为最终保护。

如图6所示，报警回路8为手动状态全开全关到位报警，到位后发出蜂鸣报警，通过复归按钮来复归，复归后方可操作设备到极限位置。蜂鸣报警信号通过PLC K15开出点来控制，该处可连接蜂鸣器HD2。

调整PLC控制程序，用以控制回路工作，闸门全开或者全关时，电源处于合闸状态，进行在线的手动模式，手动状态全开全关时蜂鸣器HD2报警，闸门断电，手动复归按钮后，可进行操作到极限位。

闸门启闭控制回路可实现手动控制时到达全开位或者全关位位置后若操作员未按下停机按钮，自动停机；手动控制时到达全开或全关位后自动停机，需通过控制复归按钮来复归，复归后才能操作设备到极限位置；手动控制时到达全开或全关位后蜂鸣器HD2报警；正常情况下超前机械限位开关6动作，机械限位开关6作为最终保护。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。