一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及水电站设备控制领域，特别是一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置。


背景技术：

2.液压启闭机由于其控制稳定可靠，常用于水电站泄洪设施的闸门控制，而闸门开度是液压启闭机控制泄洪设施闸门控制的主要参数之一，其直接关系到水电站泄洪流量控制，其采样值的稳定性和可靠性直接影响闸门控制及大坝的安全稳定运行。因此液压启闭机闸门开度检测是非常有必要的，且要求可靠、准确。
3.目前，机组进水口液压启闭机闸门形式采用平板形，对其测量闸门开度存在一定的问题。一是闸门一侧长期浸泡在水下，对传感器性能要求较高，由于闸门长度比较长，还没有直接检测闸门此类成熟的产品和装置。二是进水口闸门开度直接参与机组控制，直接影响机组的水头与有功功率的调节，对其测量精度要求比较高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，能够准确地测量水电站进口闸门的开度值，并将开度值运用至闸门升价液压缸的升降闭环控制。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，包括液压缸，液压缸内的活塞杆和闸门固定连接，活塞杆另一端连接有牵引绳，闸门旁的基座上设有支撑滑轮，牵引绳跨过支撑滑轮并与基座上的行程检测装置连接，行程检测装置上设有编码器，活塞杆在液压缸内升降运动带动闸门的同时，通过行程检测装置带动编码器同步转动，编码器检测转动的累积角度可以得知闸门的开度。
7.上述的行程检测装置与plc控制器输入端电连接， plc控制器与hmi人机交互屏、开度显示仪表和lcu现地控制单元电连接，plc控制器接收行程检测装置传送的编码器转动角度数值，并计算出闸门开度，并送至lcu现地控制单元进行液压缸的闭环控制。
8.上述的行程检测装置位于基座远离闸门一侧，包括与基座固定连接的支撑架，支撑架上设有转动连接的同步齿形轮，编码器与支撑架一侧固定连接，编码器转轴与同步齿形轮固定，同步齿形带与同步齿形轮啮合连接，且与前端的牵引绳固定连接，同步齿形带另一端与垂直放置的平衡锤固定连接，平衡锤放置于导向孔内并与导向孔滑动接触。
9.上述的牵引绳在支撑滑轮和同步齿形带之间设有发讯块，基座上端在发讯块两端设有行程开关。
10.上述的plc控制器输出端与报警灯柱电连接。
11.上述的plc控制器与hmi人机交互屏、开度显示仪表、lcu现地控制单元之间设有隔离变送器。
12.本实用新型提供的一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，通过活塞杆连接的牵引绳和支撑滑轮，将闸门的升降运动牵引齿形带带动齿形轮转动，从而带动编码器转动，通过plc计算将编码器转动角度精确地转化为闸门开度的精确值，由于使用齿形带轮配合，精度可以大大提升，行程开关可以对闸门的极限位置进行告警控制，并可通过plc将开度值实时传送至lcu现地控制单元实现液压缸的闭环控制，对闸门升降速度、加速度以及开度都可以实现精准控制。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
14.图1为本实用新型的结构连接示意图；
15.图2为图1的局部放大示意图；
16.图3为闸门开度测量控制原理图。
17.图中：plc控制器1，行程检测装置2，支撑架21、同步齿形带22、同步齿形轮23、编码器24、报警灯柱3，hmi人机交互屏4，隔离变送器5，开度显示仪表6，电源转换模块7，lcu现地控制单元8，活塞杆9，行程开关10，闸门11、基座12、支撑滑轮13、牵引绳14、发讯块15、导向孔16、平衡锤17、液压缸18。
具体实施方式
18.如图1-图3中所示，一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，包括液压缸18，液压缸18内的活塞杆9和闸门11固定连接，活塞杆9另一端连接有牵引绳14，闸门11旁的基座12上设有支撑滑轮13，牵引绳14跨过支撑滑轮13并与基座12上的行程检测装置2连接，行程检测装置2上设有编码器24，活塞杆9在液压缸18内升降运动带动闸门11的同时，通过行程检测装置2带动编码器24同步转动，编码器24检测转动的累积角度可以得知闸门11的开度。
19.上述的行程检测装置2与plc控制器1输入端电连接， plc控制器1与hmi人机交互屏4、开度显示仪表6和lcu现地控制单元8电连接，plc控制器1接收行程检测装置2传送的编码器24转动角度数值，并计算出闸门开度，并送至lcu现地控制单元8进行液压缸18的闭环控制，通过lcu现地控制单元8接收到的实时开度，计算出闸门开启的速度，加速度，并通过伺服阀门可以对液压缸18的油压流量进行闭环调节。
20.上述的行程检测装置2位于基座12远离闸门11一侧，包括与基座12固定连接的支撑架21，支撑架21上设有转动连接的同步齿形轮23，编码器24与支撑架21一侧固定连接，编码器24转轴与同步齿形轮23固定，同步齿形带22与同步齿形轮23啮合连接，且与前端的牵引绳14固定连接，同步齿形带22另一端与垂直放置的平衡锤17固定连接，平衡锤17放置于导向孔16内并与导向孔16滑动接触，通过平衡锤17与闸门11的自重进行平衡，可以使液压缸18牵引闸门11的力大大较小，缩小液压缸18体积，减少成本，降低耗能。
21.上述的牵引绳14在支撑滑轮13和同步齿形带22之间设有发讯块15，基座12上端在发讯块15两端设有行程开关10，通过行程开关10对闸门极限位置进行限制。
22.上述的plc控制器1输出端与报警灯柱3电连接，超过极限位置时，plc控制器1输出报警。
23.上述的plc控制器1与hmi人机交互屏4、开度显示仪表6、lcu现地控制单元8之间设有隔离变送器5，通过隔离变送器5可以增加抗干扰能力。
24.上述的hmi人机交互屏4采用施耐德系列的hmi st6600。
25.上述的开度显示仪表6采用选用虹润nhr-1100。


技术特征：
1.一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，其特征是：包括液压缸（18），液压缸（18）内的活塞杆（9）和闸门（11）固定连接，活塞杆（9）另一端连接有牵引绳（14），闸门（11）旁的基座（12）上设有支撑滑轮（13），牵引绳（14）跨过支撑滑轮（13）并与基座（12）上的行程检测装置（2）连接，行程检测装置（2）上设有编码器（24），活塞杆（9）在液压缸（18）内升降运动带动闸门（11）的同时，通过行程检测装置（2）带动编码器（24）同步转动，编码器（24）检测转动的累积角度可以得知闸门（11）的开度。2.根据权利要求1所述的一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，其特征在于，所述的行程检测装置（2）与plc控制器（1）输入端电连接， plc控制器（1）与hmi人机交互屏（4）、开度显示仪表（6）和lcu现地控制单元（8）电连接，plc控制器（1）接收行程检测装置（2）传送的编码器（24）转动角度数值，并计算出闸门开度，并送至lcu现地控制单元（8）进行液压缸（18）的闭环控制。3.根据权利要求2所述的一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，其特征在于，所述的行程检测装置（2）位于基座（12）远离闸门（11）一侧，包括与基座（12）固定连接的支撑架（21），支撑架（21）上设有转动连接的同步齿形轮（23），编码器（24）与支撑架（21）一侧固定连接，编码器（24）转轴与同步齿形轮（23）固定，同步齿形带（22）与同步齿形轮（23）啮合连接，且与前端的牵引绳（14）固定连接，同步齿形带（22）另一端与垂直放置的平衡锤（17）固定连接，平衡锤（17）放置于导向孔（16）内并与导向孔（16）滑动接触。4.根据权利要求2所述的一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，其特征在于，所述的牵引绳（14）在支撑滑轮（13）和同步齿形带（22）之间设有发讯块（15），基座（12）上端在发讯块（15）两端设有行程开关（10）。5.根据权利要求4所述的一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，其特征在于，所述的plc控制器（1）输出端与报警灯柱（3）电连接。6.根据权利要求5所述的一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，其特征在于，所述的plc控制器（1）与hmi人机交互屏（4）、开度显示仪表（6）、lcu现地控制单元（8）之间设有隔离变送器（5）。

技术总结
一种巨型水轮发电机组进水口快速门开度测量装置，包括液压缸，液压缸内的活塞杆和闸门固定连接，活塞杆另一端连接有牵引绳，闸门旁的基座上设有支撑滑轮，牵引绳跨过支撑滑轮并与基座上的行程检测装置连接，行程检测装置上设有编码器，通过活塞杆连接的牵引绳和支撑滑轮，将闸门的升降运动牵引齿形带带动齿形轮转动，从而带动编码器转动，通过PLC计算将编码器转动角度精确地转化为闸门开度的精确值，由于使用齿形带轮配合，精度可以大大提升，行程开关可以对闸门的极限位置进行告警控制，并可通过PLC将开度值实时传送至LCU现地控制单元实现液压缸的闭环控制，对闸门升降速度、加速度以及开度都可以实现精准控制。度以及开度都可以实现精准控制。度以及开度都可以实现精准控制。


技术研发人员：张官祥 唐国平
受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司
技术研发日：2021.05.30
技术公布日：2022/1/21