嶂山闸液压启闭机开度仪的应用
2017年12月28日   点击量: 3046

王君1  高钟勇2   陈虎3

1,嶂山闸管理局 江苏宿迁 223809

2,沭阳河道管理局 江苏宿迁 223600

3,骆马湖水利管理局 江苏宿迁 223800

 

  要:嶂山闸为国家大(I)型水闸,设计流量8000立方米每秒,校核流量10000立方米每秒。嶂山闸设9套液压泵站及其相应的管路及附件,液压泵站设备将作为36孔弧形闸门液压启闭机的动力站。每套泵站主要包括:油泵-电动机组2套、控制阀组8套、溢流阀组1套、开度仪8套、油箱1套及管路附件等。自2009年嶂山闸除险加固结束后,该工程交由嶂山闸管理局进行管理运行。根据工程多年的实际运行和嶂山局近几年维护情况,重点介绍嶂山闸现采用的液压启闭机内外置开度仪结构特点及工作原理,存在主要问题及解决措施。

关键词:嶂山闸液压启闭机开度仪;结构特点;工作原理;存在问题;解决措施

1、工程概况

嶂山闸是沂沭泗洪水经骆马湖入海的主要泄洪口门,建于195910月,19614月竣工。嶂山闸为国家大(I)型水闸为钢筋混凝土结构。闸身总宽428.9米,共36孔(每孔净宽10米),闸底板高程15.5米,闸门顶高程23.0米,设计流量8000立方米每秒,校核流量10000立方米每秒。

嶂山闸采用液压启闭机控制,采用一控四电控系统和液压泵站控制。启闭机型号为QHLY-2×500KN-3.66m,启门力×500KN ,油缸工作行程3.66m,最大启门高度7.5m,启门速度0.5m/min

嶂山闸液压启闭机开度仪主要采用德国进口ASM内置式PCST25-M18-3710-420T-KAB非接触式磁致伸缩位移开度仪;部分采用国产外置式T-8系列弹拉传感器,配型号为CPA425REI0LB绝对值编码器。

2、嶂山闸闸门开度仪特点简介

2.1 PCST25-M18-3710-420T-KAB型开度仪

非接触式磁致伸缩位移开度仪是利用活塞杆伸缩运动达到测量线性或者非线性位移的装置,是液压启闭机中重要的零部件之一。非接触式磁致伸缩位移开度仪采用的是磁致伸缩原理,利用2个不同磁场相交时产生应变脉冲信号,然后计算这个信号被探测所需时间周期,从而换算出准确位置。开度仪主要由电子舱、测量杆(内含玻导管)、磁环、通讯电缆、电源等原件组成。

2.1.1结构特点

PCST25-M18-3710-420T-KAB型开度仪技术指标如表1所示,其结构特点:内置开度仪安装在液压油缸顶部端盖上,通过测杆底部螺纹与活塞杆底部相连接。磁致伸缩传感器为非接触式,不磨损,具有高分辨率、高精度、高稳定性、高可靠性、响应时间快、工作寿命长等优点。由于敏感元件是非接触的,即使多次检测,也不会对传感器造成任何磨损,可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。传感器输出信号为绝对位移值,即使电源中断、重接,数据也不会丢失,更无须重新归零。可应用在自然恶劣的环境中,不易受油渍、溶液、尘埃或其它自然环境因素的影响。

1  PCST25-M18-3710-420T-KAB型开度仪技术指标

开度仪型号

量程范围(mm

供电电压

输出

测杆材料

安装方式

PCST25-M18-3710-420T-KAB

03710mm

24VDC±10%

4?20mADC

0Cr18Ni9

螺纹式

2.1.2工作原理

开度仪安装在液压油缸上吊头与油缸端盖之间,开度仪由测量杆、电子仓、通信电缆等组成,通过开度仪联结螺纹与油缸上端盖相连接,在油缸的上端盖端面有一个磁环,测量杆穿过磁环,当测量杆上有DC24V电压通过时就会产生电流。液压油缸的活塞杆处在上限位时,启动油泵电动机组,压力油经整流板、调速阀调整后,测杆随活塞杆进入液压缸有杆腔当电气系统的DC24V电源通过时,磁致伸缩位移传感器会产生4?20mA电流脉冲信号(模拟),通过电缆将4?20mA电流脉冲信号传送给开度仪,开度仪将脉冲信号转换成数字信号,处理转化为闸门高度显示,同时开度仪再输出模拟量信号给PLC控制使用。这样就将油缸的直线运动信号转化成可读信号。

 

2.2 T-8系列弹拉传感器配CPA425REI0LB绝对值编码器型开度仪

2.2.1结构特点

T-8系列弹拉传感器配CPA425REI0LB绝对值编码器型开度仪技术指标如表2所示,其结构特点:体积小巧、安装调试方便、有多种输出形式、性能可靠、测量精度较高。采用高精度储线式测量轮,不锈钢钢丝绳在卷筒表面缠绕,杜绝打滑现象。设断绳保护机构,可在发生异常的断绳事故时对设备进行自动保护。

绝对值编码器型号

量程范围(mm

供电电压

输出

线性分辨度

允许转速

CPA425REI0LB

03710mm

10?30VDC

4?20mADC

1/4096

3000/

2  T-8系列弹拉传感器配CPA425REI0LB绝对值编码器型开度仪技术指标

2.2.2工作原理

系统得电,开度仪电源模块L.N端输入220V交流电,变压输出直流12V和5V,供开度仪主板其它器件使用。微处理器是闸门开度仪的主要芯片,包括程序存储器、数据存储器、ROM存储器、运算器、通讯口、I/O口。系统工作时,编码器输入信号通过端子传送给电压跟随器然后送到AD转换器转换,微处理器每10ms处理一次AD转换值,经过特定的算法把转换值通过显示屏显示。PLC可以通过模拟量口采集开度值,用于系统控制闸位的开度测量使用绝对编码传感器,将开度转变为绝对数字编码后,输入到测控仪经CPU模块处理后,按照不同的设定值控制继电器触点输出状态,提供控制信号及4-20mA标准模拟量输出,同时以数字显示开度值。

3、开度仪常见问题及处理措施

3.1 PCST25-M18-3710-420T-KAB型开度仪

3.1.1信号无变化

可能原因:机械损坏,磁环脱落;未正确接线导致传感器烧坏;供电电压过大。

解决方法:由于非接触式磁致伸缩位移开度仪是无接触、无磨损的,以从机械上讲,出现该障的机会较少,只能由于纯机械故障,磁环突然脱落,显示数值将无变化。检查接线方式是否正确,检验供电电压是否过大,观察传感器电子舱接线外部是否有烧黑现象,若看不见电子舱部分可闻下是否有焦味从而做出判断。

可能原因:解决方法:重新更换开度仪,并进行重新校准使用。

3.1.2信号跳变,有规则跳

可能原因:位移传感器本身没有校准好;磁环消磁或者有导磁元器件存在;传感器精度不够。

解决方法:重新校准位移传感器,装隔磁元件;校准传感器精度,检验其是否达标。

3.1.3连接PLC后信号跳动且波动不大

可能原因:磁致伸缩位移传感器或者机器未接地;供给电压不稳定。

解决方法:检查供电电压是否稳定,若不稳定则换电压并使位移传感器与机器良好的接地。

3.1.4信号无规则乱跳

可能原因:有干扰源存在;传感器本身电路设计有问题。

3.2 T-8系列弹拉传感器配CPA425REI0LB绝对值编码器型开度仪

3.2.1 无信号

可能原因:钢丝绳断线,编码器损坏(由于风吹日晒,不可抗拒外力等);传感器信号断线。

解决方法:定期检查,发现问题及时处理更换。

3.2.2 信号失真、信号跳变

可能原因:钢丝绳变形、锈蚀,编码器短路;信号线松动、老化。

解决方法:定期检查、测试,对发现损坏的编码器、钢丝绳及时更换,对松动、老化的信号线进行紧固、更换等,发现问题及时处理更换。

4、结语

    通过对嶂山闸两种不同开度仪指标、结构特点、工作原理、及常见问题及处理措施的研究,需要注意首次安装、更换开度仪时,全开度及全关位必须确保准确,这将直接影响到液压启闭机的正常工作及对工作人员对设备的状态准确把握;同时,在日常巡查过程中,着重检查钢丝绳是否断裂变形,闸门启闭过程中开度信号是否正常;重点注意开度值是否在允许范围内,试车过程中两只油缸超差是否符合规范要求等。


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