專利名稱：帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種用于水庫、水電站液壓啟閉機(jī)啟閉閘門的電氣控制設(shè)備。屬于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水庫、水電站閘門液壓啟閉機(jī)的電氣控制設(shè)備，當(dāng)采用雙桿液壓推進(jìn)閘門啟閉升降時(shí)，左右油缸壓力不平衡時(shí)，閘門容易發(fā)生偏斜，常規(guī)的方法是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)油路中的電磁閥，使左右油缸壓力平衡。這種手動(dòng)調(diào)節(jié)方法不及時(shí)，效率不高，也不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種采用可編程控制器PLC方式自動(dòng)實(shí)現(xiàn)糾偏控制的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)是液壓啟閉機(jī)的輸出端接可編程控制器控制電回路的第一個(gè)輸入端，左閘門開度傳感器、右閘門開度傳感器的輸出端分別接可編程控制器控制電路的第二、三個(gè)輸入端，電動(dòng)機(jī)控制回路的輸出端接液壓啟閉機(jī)的輸入端，可編程控制器控制電路的輸出端接電動(dòng)機(jī)控制回路的輸入端，可編程控制器控制電回路的另外二個(gè)輸出/入端分別接閘門開度顯示器、通信接口MODIBUS的輸入/出端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在左右液壓推進(jìn)桿上分別安裝二個(gè)閘門開度傳感器，測量左閘門開度和右閘門開度，并采用可編程控制器PLC方式自動(dòng)實(shí)現(xiàn)糾偏控制，當(dāng)閘門上升或下降時(shí)，若左右開度產(chǎn)生偏差，可編程控制器PLC中的模擬量輸出模塊的輸出電流信號(hào)發(fā)生變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)電液比例調(diào)節(jié)閥，使左右開度保持一致。


圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖2是電動(dòng)機(jī)控制回路的電路圖，其中圖2-1、圖2-2分別是1#、2#電機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制回路電路圖，圖2-3是蓄能器電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制回路電路圖。
圖3是可編程控制器控制電路中的執(zhí)行控制電路圖。
圖4是可編程控制器控制電路中的閘門開度傳感器輸入電路圖。
圖5是可編程控制器控制電路中按扭輸入及電磁閥輸出控制電路圖。
圖6是可編程控制器控制電路中的啟閉機(jī)狀態(tài)檢測及指示電路圖。
圖7是可編程控制器控制電路中的糾偏控制電路圖。
圖8是可編程控制器控制電路中的輸入輸出接口模塊配置圖。
圖中的1″是液壓啟閉機(jī)、2″是左閘門開度傳感器、3″是右閘門開度傳感器、4″是電動(dòng)機(jī)控制回路、5″是可編程控制器控制電路、6″是閘門開度顯示器。
具體實(shí)施方式
對照附圖1，液壓啟閉機(jī)1″的輸出端接可編程控制器控制電路5″的第一個(gè)輸入端，左閘門開度傳感器2″、右閘門開度傳感器3″的輸出端分別接可編程控制器控制電路5″的第二、三個(gè)輸入端，電動(dòng)機(jī)控制回路4″的輸出端接液壓啟閉機(jī)1″的輸入端，可編程控制器控制電路5″的輸出端接電動(dòng)機(jī)控制回路4″的輸入端，可編程控制器控制電回路5″的另外二個(gè)輸出/入端分別接閘門開度顯示器6″、通信接口MODIBUS的輸入/出端。
主令控制器等接點(diǎn)信號(hào)輸入給可編程控制器控制電路5″。左右閘門開度傳感器輸出信號(hào)送入控制電路5″?？刂齐娐?″通過電動(dòng)機(jī)控制回路3″控制電液比例調(diào)節(jié)閥以及油泵電動(dòng)機(jī)啟停?？删幊炭刂破骺刂齐娐?″輸出左右閘門開度值，通過閘門開度顯示6″數(shù)字顯示。運(yùn)行狀態(tài)、閘門開度信號(hào)經(jīng)過可編程控制器控制電路5″串行通信接口端與上位計(jì)算機(jī)通信。上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)也經(jīng)過可編程控制器控制電路5″串行通信接口端通信。可編程控制器控制電路5″與上位計(jì)算機(jī)的串行通信協(xié)議為現(xiàn)場總線MODIBUS協(xié)議，通信速率為9.6Kbps～1Mbps任意選定。接通可編程控制器PLC直流電源及控制電路電源。將切換開關(guān)SA1，打到“現(xiàn)地”位置，蓄能器切換開關(guān)SA3置自動(dòng)位置。閘門的開度顯示和參數(shù)設(shè)置采用工業(yè)觸摸屏，參數(shù)設(shè)置、修改，事故記錄及開度、狀態(tài)顯示通過觸摸屏完成，操作方便，圖形顯示形象，一目了然。觸摸屏給出指定位置，閘門提升、下降、停止將按照可編程控制器程序自動(dòng)工作。
當(dāng)油路失壓、超壓、閘門下滑200mm、電機(jī)過載時(shí)，可編程控制器按照程序工作，停機(jī)報(bào)警，相應(yīng)的指示燈亮。如系統(tǒng)發(fā)生緊急情況時(shí)，應(yīng)迅速按下復(fù)位按鈕SB5，系統(tǒng)緊急停機(jī)并報(bào)警。
將切換開關(guān)SA1打到遠(yuǎn)方位置，蓄能器切換開關(guān)SA3置自動(dòng)位置。由上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的升門、降門、停機(jī)控制信號(hào)，經(jīng)可編程控制器PLC的中央處理器CPU(DO，型號(hào)IC693 MDL645)的MODIBUS串行通信接口端接收?？删幊炭刂破鱌LC執(zhí)行自動(dòng)控制程序?？删幊炭刂破鱌LC上傳的運(yùn)行狀態(tài)、閘門開度信號(hào)等也經(jīng)可編程控制器PLC串行通信接口端與上位計(jì)算機(jī)通信。
對照圖2，斷路器QF1～QF3接通380VAC電源。繼電器接點(diǎn)KM1～KM3通過熱繼電器KT1～KT3連接電機(jī)M1～M3。380VAC電源的其中一相L1經(jīng)過斷路器SF1，SF2輸出220VAC電源?；ジ衅鱐A1，TA2與電流表PA1，PA2對應(yīng)連接。
對照圖3，繼電器線包KA1、KM4分別連接220VAC電源1N2、1U3端，繼電器接點(diǎn)KM401連接變壓器TC1。繼電器線包KM5的一端連接220VAC電源2N2，另一端連接繼電器接點(diǎn)KA01。繼電器接點(diǎn)KM501連接變壓器TC2。變壓器TC1的次邊與保險(xiǎn)絲F3、指示燈HL7、HL8、直流電源EIP1分別對應(yīng)連接。變壓器TC2的次邊通過保險(xiǎn)絲F5與繼電器線包KA2、KM1、KM2、KM3、電鈴DL、繼電器接點(diǎn)K1、K2、K3、K10以及直流電源EIP2分別對應(yīng)連接。直流電源EIP2的2L+與繼電器接點(diǎn)K4～K9端對應(yīng)連接。直流電源EIP2的2L-端與電磁閥Y21、Y22、Y1、Y3、Y4、Y5對應(yīng)連接。
對照圖4，左閘門開度傳感器ZL的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)適配器(型號(hào)；ML-100)對應(yīng)接入可編程控制器控制電路5″中的輸入接口模塊D1(型號(hào)；SM321)的第2～9、12～17端，輸入接口模塊D1的第1的端與24VDC正端連接，輸入接口模塊D1的第20端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接。右閘門開度傳感器ZR的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)適配器(型號(hào)；MR-100)對應(yīng)接入可編程控制器控制電路5″中的輸入接口模塊D2(型號(hào)；SM321)的第2～9、12～17端，輸入接口模塊D2的第1端與24VDC正端連接，輸入接口模塊D2的第20端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接。
對照圖5，可編程控制器控制電路5″中的輸入接口模塊D3(型號(hào)IC693MDL645)的第1端與24VDC負(fù)端連接。輸入接口模塊D3的第2～6端分別經(jīng)啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、提升按鈕SB3、下降按鈕SB4、故障復(fù)位按鈕SB5與24VDC正端連接。輸入接口模塊D3的第7～12端經(jīng)切換開關(guān)SA1、選擇開關(guān)SA2、蓄能器切換開關(guān)SA3與24VDC正端連接。輸入接口模塊D3的第13端連接繼電器接點(diǎn)KM502，輸入接口模塊D3的第14端連接繼電器接點(diǎn)KA202?？删幊炭刂破骺刂齐娐?″中的輸出接口模塊D4(型號(hào)IC693MDL741)的第1端與24VDC正端連接，可編程控制器控制電回路5″中的輸出接口模塊D4的第20端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接。可編程控制器控制電路5″中的輸出接口模塊D4的第2～9端經(jīng)繼電器線包K1～K8分別與24VDC正端對應(yīng)連接，可編程控制器控制電路5″中的輸出接口模塊D4的第12～14端經(jīng)繼電器線包K9～K11與24VDC正端對應(yīng)連接。
對照圖6，可編程控制器控制電路5″中的輸入接口模塊D5(型號(hào)IC693MDL645)的第1端與24VDC負(fù)端連接。輸入接口模塊D5的第2～7端分別經(jīng)閘門全開接點(diǎn)SM1、閘門全關(guān)接點(diǎn)SM2、閘門下滑H1的接點(diǎn)SM3、閘門下滑H2的接點(diǎn)SM4、閘門全開位置接點(diǎn)SM5、閘門全關(guān)位置接點(diǎn)SM6分別與24VDC正端連接?？删幊炭刂破骺刂齐娐?″中的輸入接口模塊D5的第8～12端分別經(jīng)啟閉機(jī)油壓過高接點(diǎn)SP1～SP3、接點(diǎn)SP4、SP5、KT102～KT302分別與24VDC正端連接。可編程控制器控制電路5″中的輸出接口模塊D6(型號(hào)IC693MDL741)的第1端與24VDC正端連接，可編程控制器控制電路5″中的輸出接口模塊D6的第20端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接。輸出接口模塊D6的第2～7端經(jīng)指示燈HL1～HL6分別與24VDC正端對應(yīng)連接，輸出接口模塊D6的第17，18端經(jīng)電阻R1、R2通過繼電器接點(diǎn)K1102與24VDC正端對應(yīng)連接。
對照圖7，可編程控制器控制電路5″中的模擬量輸出接口模塊D7(型號(hào)SM332)的第3、5、7、9端分別經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4、放大驅(qū)動(dòng)器AQ1/AQ2與電液比例調(diào)節(jié)閥LF、RF對應(yīng)連接。當(dāng)閘門上升或下降時(shí)，若左右開度產(chǎn)生偏差，可編程控制器PLC模擬量輸出發(fā)生變化，經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)器輸出，自動(dòng)調(diào)節(jié)左電液比例調(diào)節(jié)閥LF和右電液比例調(diào)節(jié)閥RF，使左右開度保持一致。輸出接口模塊D7的第1端與電源1L+端連接，輸出接口模塊D7的第20端與電源1L-端連接。
對照圖8，表1圖2中的元器件明細(xì)表

表2圖3中的元器件明細(xì)表

表3圖4～圖8中的元器件明細(xì)表
權(quán)利要求1.帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備，其特征是液壓啟閉機(jī)(1″)的輸出端接可編程控制器控制電路(5″)的第一個(gè)輸入端，左閘門開度傳感器(2″)、右閘門開度傳感器(3″)的輸出端分別接可編程控制器控制電路(5″)的第二、三個(gè)輸入端，電動(dòng)機(jī)控制回路(4″)的輸出端接液壓啟閉機(jī)(1″)的輸入端，可編程控制器控制電路(5″)的輸出端接電動(dòng)機(jī)控制回路(4″)的輸入端，可編程控制器控制電路(5″)的另外二個(gè)輸出/入端分別接閘門開度顯示器(6″)、通信接口(MODIBUS)的輸入/出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備，其特征是可編程控制器控制電路(5″)中的輸入接口模塊(D3)的第“1”端與24VDC負(fù)端連接，輸入接口模塊(D3)的第“2～6”端分別經(jīng)啟動(dòng)按鈕(SB1)、停止按鈕(SB2)、提升按鈕(SB3)、下降按鈕(SB4)、故障復(fù)位按鈕(SB5)與24VDC正端連接，輸入接口模塊(D3)的第“7～12”端經(jīng)切換開關(guān)(SA1)、選擇開關(guān)(SA2)、蓄能器切換開關(guān)(SA3)與24VDC正端連接，輸入接口模塊(D3)的第“13”端連接繼電器接點(diǎn)(KM502)，輸入接口模塊(D3)的第“14”端連接繼電器接點(diǎn)(KA202)，可編程控制器控制電路(5″)中的輸出接口模塊(D4)的第“1”端與24VDC正端連接，可編程控制器控制電路(5″)中的輸出接口模塊(D4)的第“20”端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接，可編程控制器控制電路(5″)中的輸出接口模塊(D4)的第“2～9”端經(jīng)繼電器線包(K1～K8)分別與24VDC正端對應(yīng)連接，可編程控制器控制電路(5″)中的輸出接口模塊(D4)的第“12～14”端經(jīng)繼電器線包(K9～K11)與24VDC正端對應(yīng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備，其特征是可編程控制器控制電路(5″)中的輸入接口模塊(D5)的第“1”端與24VDC負(fù)端連接，輸入接口模塊(D5)的第“2～7”端分別經(jīng)閘門全開接點(diǎn)(SM1)、閘門全關(guān)接點(diǎn)(SM2)、閘門下滑(H1)接點(diǎn)的接點(diǎn)(SM3)、閘門下滑接點(diǎn)(H2)的接點(diǎn)(SM4)、閘門全開位置接點(diǎn)(SM5)、閘門全關(guān)位置接點(diǎn)(SM6)分別與24VDC正端連接，可編程控制器控制電路(5″)中的輸入接口模塊(D5)的第“8～12”端分別經(jīng)啟閉機(jī)油壓過高接點(diǎn)(SP1～SP5)、(KT102～KT302)分別與24VDC正端連接，可編程控制器控制電路(5″)中的輸出接口模塊(D6)的第“1”端與24VDC正端連接，可編程控制器控制電路(5″)中的輸出接口模塊(D6)的第“20”端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接，輸出接口模塊(D6)的第“2～7”端經(jīng)指示燈(HL1～HL6)分別與24VDC正端對應(yīng)連接，輸出接口模塊(D6)的第“17、18”端經(jīng)電阻(R1、R2)通過繼電器接點(diǎn)(K1102)與24VDC正端對應(yīng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備，其特征是可編程控制器控制電路(5″)中的左閘門開度傳感器(ZL)的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)適配器對應(yīng)接入可編程控制器控制電回路(5″)中的輸入接口模塊(D1)的第“2～9，12～17”端，輸入接口模塊(D1)的第“1”端與24VDC正端連接，輸入接口模塊(D1)的第“20”端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接，右閘門開度傳感器(ZR)的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)適配器對應(yīng)接入可編程控制器控制電回路(5″)中的輸入接口模塊(D2)的第“2～9，12～17”端，輸入接口模塊(D2)的第“1”端與24VDC正端連接，輸入接口模塊(D2)的第“20”端與24VDC負(fù)端對應(yīng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備，其特征是可編程控制器控制電路(5″)中的模擬量輸出接口模塊(D7)的第“3、5、7、9”端分別經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA4)、放大驅(qū)動(dòng)器(AQ1/AQ2)與電液比例調(diào)節(jié)閥(LF、RF)對應(yīng)連接，輸出接口模塊(D7)的第“1”端與電源(1L+)端連接，輸出接口模塊(D7)的第“20”端與電源(1L-)端連接。
專利摘要本實(shí)用新型是帶糾偏功能的液壓啟閉機(jī)電氣控制設(shè)備。其結(jié)構(gòu)是液壓啟閉機(jī)的輸出端接可編程控制器控制電回路輸入端，左閘門開度傳感器、右閘門開度傳感器的輸出端分別接可編程控制器控制電路的另二個(gè)輸入端，電動(dòng)機(jī)控制回路的輸出端接液壓啟閉機(jī)的輸入端，可編程控制器控制電路的輸出端接電動(dòng)機(jī)控制回路的輸入端，可編程控制器控制電回路的另外二個(gè)輸出/入端分別接閘門開度顯示器、通信接口的輸入/出端。優(yōu)點(diǎn)分別測量左閘門開度和右閘門開度，并采用可編程控制器PLC方式自動(dòng)實(shí)現(xiàn)糾偏控制，當(dāng)閘門上升或下降時(shí)，若左右開度產(chǎn)生偏差，可編程控制器中的模擬量輸出模塊的輸出電流信號(hào)發(fā)生變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)電液比例調(diào)節(jié)閥，使左右開度保持一致。
文檔編號(hào)G05D3/12GK2738287SQ200420027988
公開日2005年11月2日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者馬小平, 趙世才 申請人:徐州市理工計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究所, 中國礦業(yè)大學(xué)