一種閘門啟閉機現(xiàn)地和遠(yuǎn)程全自動控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水電站、水庫、渠道等樞紐、輸水工程電動鎖定結(jié)構(gòu)的閘門，及對液壓啟閉機和帶鎖定結(jié)構(gòu)的閘門啟閉機實現(xiàn)集中、遠(yuǎn)程、可視化、雙通道通信的現(xiàn)地和遠(yuǎn)程全自動遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在國家大力發(fā)展水利工程和遠(yuǎn)距離輸水工程項目的前提下，隨著自動化水平的日益提高，集中和遠(yuǎn)程控制已提出一段時間，但閘門集中和遠(yuǎn)程控制管理模式還停留在初始階段。目前閘門集中控制并不能完全實現(xiàn)所有類型的閘門啟閉機集中和遠(yuǎn)程控制，僅局限于對液壓啟閉機采用遠(yuǎn)程光纖有線現(xiàn)地和遠(yuǎn)程自動控制，當(dāng)光纖有線通信意外中斷時，需到現(xiàn)地完成閘門啟閉機的操作；對帶有鎖定結(jié)構(gòu)的閘門啟閉機僅能現(xiàn)地控制，不能實現(xiàn)集中和遠(yuǎn)程控制。當(dāng)意外或渠道垮塌、水淹廠、線路中斷等突發(fā)性事件發(fā)生時，需立即對相關(guān)閘門啟閉機進(jìn)行操作，保證人民的生命、財產(chǎn)安全。
[0003]新疆某流域管理局建有近200KM引水灌溉渠道，并于近幾年發(fā)生兩次渠道垮塌事故，給人民造成了大量的財產(chǎn)損失。其流域上游支流建設(shè)一座引水式電站，引水渠首設(shè)置兩套進(jìn)水平板閘門、兩套退水平板閘門，從引水渠首至前池約4km，渠道的挖方段和填方段各占一半。引水渠首進(jìn)、退水平板閘門采用固定卷揚式啟閉機操作；水工運行人員從接到指令至操作現(xiàn)場約需半小時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種閘門啟閉機現(xiàn)地和遠(yuǎn)程全自動控制系統(tǒng)，操作人員在控制室通過有線或無線信號對閘門進(jìn)行集中運行管理，操作簡單，且運行安全、穩(wěn)定、可靠，能大大降低運行人員和運行成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種閘門啟閉機現(xiàn)地和遠(yuǎn)程全自動控制系統(tǒng)，它包括遠(yuǎn)程控制平臺、閘門啟閉機和閘門電動鎖定裝置，遠(yuǎn)程控制平臺包括依次連接的工控機、現(xiàn)地PLC控制柜，現(xiàn)地PLC控制柜連接閘門啟閉機和閘門電動鎖定裝置，現(xiàn)地PLC控制柜設(shè)有無線通信模塊。
[0006]閘門啟閉機、閘門電動鎖定裝置及現(xiàn)地PLC控制柜上方設(shè)有監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備與工控機連接。
[0007]閘門啟閉機、閘門電動鎖定裝置及現(xiàn)地PLC控制柜上方還設(shè)有照明設(shè)備，照明設(shè)備與現(xiàn)地PLC控制柜連接。
[0008]閘門電動鎖定裝置包括鎖定梁、驅(qū)動電機、行走機構(gòu)和軌道，行走機構(gòu)位于鎖定梁下方，行走機構(gòu)與鎖定梁為整體結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機連接行走機構(gòu)，鎖定梁沿軌道運動。
[0009]所述行走機構(gòu)包括主動輪、從動輪和聯(lián)軸器，主動輪通過聯(lián)軸器連接從動輪。
[0010]鎖定梁的重量< 500kg時，所述驅(qū)動電機為單電機驅(qū)動；鎖定梁的重量> 500kg時，所述驅(qū)動電機為雙電機驅(qū)動。
[0011]所述驅(qū)動電機為帶自鎖功能的微型減速電機或帶自鎖功能的微型變頻電機或微型伺服電機。
[0012]所述驅(qū)動電機為微型減速電機或微型變頻電機時，鎖定梁沿運行軌道的行程首、末端設(shè)置分別一個行程限位開關(guān)，行程限位開關(guān)與現(xiàn)地PLC控制柜連接。
[0013]閘門電動鎖定裝置運行速度彡1.5m/min。
[0014]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明便于對閘門進(jìn)行集中運行管理，操作簡單、及時、靈活；且運行安全、穩(wěn)定、可靠，能大大降低運行人員和運行成本；適用于水電站、水庫、渠道等樞紐帶鎖定結(jié)構(gòu)的進(jìn)水、退水、工作、事故等閘門的運行，特別適合長渠道閘門啟閉機的遠(yuǎn)程操作。當(dāng)渠道、水庫等出現(xiàn)突發(fā)險情時，運行人員能在控制室第一時間完成閘門啟閉機的啟閉操作，避免事故的發(fā)生和擴大。該現(xiàn)地控制平臺和遠(yuǎn)程控制平臺也完全適用于無鎖定結(jié)構(gòu)的液壓啟閉機操作的閘門系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明原理圖。
[0016]圖2為本發(fā)明電動鎖定梁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為圖2的俯視圖。
[0018]圖4為圖2的左視圖。
[0019]圖5鎖定梁行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為單電機驅(qū)動鎖定梁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖7為雙電機驅(qū)動鎖定梁結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種閘門啟閉機現(xiàn)地和遠(yuǎn)程全自動控制系統(tǒng)，它包括遠(yuǎn)程控制平臺、閘門啟閉機和閘門電動鎖定裝置8，遠(yuǎn)程控制平臺包括依次連接的工控機、現(xiàn)地PLC控制柜，現(xiàn)地PLC控制柜連接閘門啟閉機和閘門電動鎖定裝置8，現(xiàn)地PLC控制柜設(shè)有無線通信模塊?，F(xiàn)地PLC控制柜設(shè)有兩套通信進(jìn)行數(shù)據(jù)和信號傳輸，第一套通信經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器、光纖、光電轉(zhuǎn)換器直接與現(xiàn)地PLC控制柜連接，完成有線通信，第二套通信經(jīng)Internet網(wǎng)和3G/4G網(wǎng)絡(luò)、路由器尋找現(xiàn)地控制平臺PLC的IP地址，完成無線通信，光纖有線通信與3G/4G無線通信可相互切換，互為備用。
[0023]閘門啟閉機、閘門電動鎖定裝置及現(xiàn)地PLC控制柜上方設(shè)有監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備與工控機連接，設(shè)置監(jiān)控設(shè)備方便閘門運行人員遠(yuǎn)程監(jiān)視啟閉機、閘門及電動鎖定梁運轉(zhuǎn)情況，以便隨時應(yīng)對突發(fā)狀況；閘門啟閉機、閘門電動鎖定裝置及現(xiàn)地PLC控制柜上方還設(shè)有照明設(shè)備，照明設(shè)備與現(xiàn)地PLC控制柜連接，在光線陰暗或夜間操作時給監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠的照明光源。
[0024]如圖2-4所示，閘門電動鎖定裝置包括鎖定梁5、驅(qū)動電機1、行走機構(gòu)和軌道4，行走機構(gòu)位于鎖定梁5下方，行走機構(gòu)與鎖定梁5為整體結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機1連接行走機構(gòu)，鎖定梁5沿軌道4運動。所述行走機構(gòu)包括主動輪2、從動輪3和聯(lián)軸器6，主動輪2通過聯(lián)軸器6連接從動輪3。驅(qū)動電機驅(qū)動行走機構(gòu)的主動輪2，通過聯(lián)軸器6帶動從動輪3，從而帶動鎖定梁5沿軌道4往返運動。
[0025]所述驅(qū)動電機為帶自鎖功能的微型減速電機或帶自鎖功能的微型變頻電機或微型伺服電機。根據(jù)鎖定梁重量和摩阻、選取電機功率；根據(jù)行走輪徑、速度(設(shè)定在1.0?1.5m/min)、減速比選取合適參數(shù)的電機。當(dāng)所選驅(qū)動電機為帶自鎖功能的微型減速電機或帶自鎖功能的微型變頻電機時，鎖定梁的運行軌道的行程首、末端設(shè)置分別一個行程限位開關(guān)，行程限位開關(guān)與現(xiàn)地PLC控制柜連接；當(dāng)所選驅(qū)動電機為微型伺服電機時，則不需要設(shè)行程限位開關(guān)等保護(hù)裝置。
[0026]如圖5、圖6所示，鎖定梁的重量< 500kg時，所述驅(qū)動電機為單電機驅(qū)動；鎖定梁的重量> 500kg時，所述驅(qū)動電機為雙電機驅(qū)動。閘門電動鎖定裝置運行速度彡1.5m/min。
[0027]實施例1
某電站引水渠首進(jìn)退水閘門鎖定梁重120kg，行走機構(gòu)重120 kg，選用軌道型號9 kg /m，運行機構(gòu)輪徑:，運行速度?1.5m/min,電動轉(zhuǎn)速1320轉(zhuǎn)/分鐘。
[0028]設(shè)定1秒內(nèi)由啟動加速狀態(tài)達(dá)到設(shè)計轉(zhuǎn)速:
轉(zhuǎn)動慣量:J=mR*R/2=0.768 ；
角加速度:α = η*360/57.3/60=138.22 ；
扭矩:T= J*a =106.15 NM ;
功率:Ρ=Τ*η/9550=14.67ff ；
取電機服務(wù)系數(shù)為1.5，可初定電機功率為1