闸门 启闭机 安全保护技术分析

闸门 启闭机 安全保护技术分析 闸门启闭机安全保护技术分析2010-05-2815:42引黄涵闸远程监控系统是黄河水量调度管理系统的重要组成部分，是提高水量调度快速反应能力，确保黄河不断流的重要手段。系统从2002年始建，截止到2005年5月共完成77座引黄涵闸的远程监控系统的建设任务。其中山东黄河51座。黄河下游引黄涵闸远程监控系统具有监测、监控和监视三项功能，由远程监控软件、视频服务器、数据库服务器及监控终端等软硬件组成。系统建成后，黄委、省局、市局、县局和现地站五级机构按级别的高低层次享有控制权，对涵闸运行情况进行远程监测、监控和监视。其中系统在运行过程中，根据系统发出的指令自动启闭涵闸闸门应用非常频繁，确保涵闸闸门启闭过程中的安全问题显得尤为重要。因此，涵闸闸门启闭安全保护技术是系统的关键技术之一。 一、技术原理与作用 对山东黄河而言，引黄涵闸多建于70年代，设备比较陈旧，在此基础上建设远程监控系统，现地站的改造任务比较大，闸门起闭安全保护技术的研究和设备改造，是系统建设中的重点和难点。山东黄河需要建设远程监控系统的51座涵闸，安装有固定式卷扬启闭机的为47座，移动式卷扬式启闭机的为3座，螺杆式启闭机的为1座。其中移动式启闭机的涵闸没有远程启闭功能，不需要安装新的启闭保护。螺杆启闭机数量少，安全保护实现的方式单一，条件比较成熟。在此，重点介绍卷扬式启闭机安全保护技术的研究与设备安装。 涵闸闸门启闭过程中安全与否是通过对闸门开度的检测和限位、荷重的保护来实现的。正常情况下，远程启闭涵闸闸门时，系统中的PLC控制程序根据安装在启闭机上的开度传感器所提供的信号，通过计算机指令将闸门升/降到预设开度后停机。当闸门启闭过程中出现超过上升/下降设定开度、最大/最小行程或者因外力造成闸门启闭过载等异常情况，给涵闸 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 安全带来威胁时，监控系统将检测到的闸门行程信息和启闭机荷载变化信息，及时反馈给控制程序以采取补救 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，达到确保涵闸工程安全的目的。 (一)行程保护 行程保护应用的主要设备为行程开关，行程开关又称为限位开关,是一种由物体的位移来决定电路通断的开关，分接触式和非接触式，主要起连锁保护作用。接触式的比较直观，安装在机械设备的运动部件上，并在与其相对运动的固定部件上安装极限位置控制挡块。当行程开关的机械触头碰上挡块时，切断了(或改变了)控制电路，机械就停止运行或改变运行。由于机械的惯性运动，这种行程开关有一定的"超行程"以保护开关不受损坏。 固定式卷扬启闭机在提升涵闸时，如果超过上限位，将会把闸门提出闸槽，危及工程安全。闸门下降过程中，如果在已经落地的情况下(下限位)继续降落， 钢丝绳就会松弛并缠绕在动滑轮上，造成涵闸再提升时无法正常运行。另外如果钢丝绳完全落下，仍不能停止降落，卷扬机将会把钢丝绳反向卷起提升闸门，进而危及涵闸工程安全。移动式卷扬机的工作原理等同于固定时卷扬机。对于螺杆式启闭机而言，在提升闸门的过程中，如果超出上限位，闸门会顶托机架桥，超出下限位，螺杆会顶托启闭机，都会危及涵闸工程安全。限位保护就是在闸门启闭机械装置的传动部件上安装启闭机运行范围的高限和低限限位开关，一旦启闭装置运行到这两个位置时，这两个限位开关将立即通知测控单元，切断启闭机电源，以避免启闭机超出运行范围，从而达到对涵闸工程的保护(详见控制电路图)。 根据涵闸运行的实际，一般要求限位开关具有一定节点容量且具有一定的机械寿命。因此，限位开关均选为节点容量为AC230V5A的，且上、下限位开关各有1对常开接点和1对常闭接点，机械寿命:2000万次;动作速度:1.5ms。 (二)荷重保护 闸门启闭过程中的荷重保护是通过荷重传感器测试闸门启闭过程中启闭机荷载的变化情况来实现的，当荷重异常增大或减小时，PLC监控程序判定启闭异常，及时发出停机命令，停止电机运转，终止闸门的启闭动作，从而保护涵闸工程的安全。对卷扬式启闭机而言，在提升闸门时，如果出现淤积、卡塞等情况，闸门出现提不动或者上升受阻等异常情况，启闭荷载就会增大，荷载持续增大不但会损坏启闭设备，当荷载超过涵闸机架桥的承载能力，还会造成工程结构受损。荷重传感器就是将检测到启闭机荷载的数据变化，将数据送入PLC，由监控软件进行分析判断，如出现荷载异常增大，监控程序就会发出停机指令，停止闸门的提升。在闸门下降时，如闸门出现卡塞或者是闸门下面有淤积物，致使闸门不能下降到位时，启闭荷载异常减小，此时荷重传感器就会将检测到启闭机荷载异常数据送入PLC，PLC通过监控程序综合分析荷载和闸门开度的变化情况后作出判断，并发出停机指令以停止闸门降落，避免出现因启闭机继续转动，钢丝绳缠绕动滑轮，造成闸门无法正常启闭，出现危险事故。 二、保护设备安装 (一)限位开关 在远程启闭涵闸过程中，当启闭机运行有可能超过限定范围时，限位开关要确保能够发挥作用，保证工程安全。为此安装时利用活性连接器与卷扬机转轴相连,保证了设备和卷扬机转动同步。活性连接器另一端连接丝杠，丝杠上面安装滑块，把卷扬机的旋转运动转化为滑块的水平位移，滑块两端接有挡板，限位开关固定在丝杠两侧，滑块运动到限位位置，挡板就会触动限位开关，切断动力电路，停止启闭机的转动，对启闭设备起到限位保护作用(详见限位开关安装结构图)。 (二)荷重传感器 根据各闸实际情况，不同结构的启闭机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 不同的荷重取力点和与之相对应的荷重传感器。选型的原则是:1、确定取力点要做到真实反映启闭力，数据换算简单明了;2、不破坏原启闭机设计结构，安装在室内，做到易安装，易维护且造价低。荷重传感器主要选取两种类型:1、轴销式传感器，2、柱压式传感器。其安装简图如下: 传感器在闸门工作时发生机械弹性变形，贴在受力切点位置的应变电桥随受力变形量的增大，信号幅度做线性变化输出，这时电桥输出的信号就是闸门荷重的原始信号，此信号为很弱的mV信号，传输距离近并且易受电机干扰，需要把这个信号送到装在传感器附近的信号转换盒里，直接转换成标准信号4~20mA，增加了传输距离同时提高了抗干扰能力，然后送入PLC进行采集。转换盒所使用的电源为DC24V，直接取自PLC电源，功耗为0.1A。 1.轴销式传感器安装 首先将闸门落到底，使钢丝绳完全放松，确认钢丝绳不再受力，然后用扳手拆下固定滑轮轴两头档板的螺丁，再将手拉葫芦装在特制的支架板上，用钢棒穿在两只滑轮的工艺孔内，用钢丝绳将钢棒两端拴牢挂在葫芦勾上，拉动葫芦将滑轮上拉使滑轮轴不再承受滑轮自身重量，在档板螺孔上装上特制丝杠，即为拉马的顶力架，装上相关附件，将轴拉出。 用此拉马的逆过程将轴销传感器推向轴位后，将轴两头的档板复位并紧死螺钉即安装完毕。最后根据PLC型号对应接好信号线，反复开动启闭机做升降 实验，对荷重数据进行率定，调整到传感器输出信号与滑轮轴实际荷载一致，拆下葫芦整线清扫卫生即安装结束。 2.压力式传感器安装 压力式传感器的安装比较简单，把原装的机械荷载开关取下，换上压力式传感器即可。 3.安装信号转换盒 将该盒安装在传感器附近的适当位置，取下传感器的信号线，按 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 要求与转换盒的信号输入端对应接好，在将转换盒信号输出端与PLC柜上的DC24V电源接通，即可对传感器进行过程检验与调试。 4.荷重数据率定 在不提闸门时因为滑轮组及钢丝绳等重量的作用使传感器信号的输出大于4mA，此时由PLC系统根据实际需要处理为0位，即认为此时受力为零。 在提闸门时，因闸门重量加水压力一般情况下也达不到设计的启闭力(因系统设计考虑了最大水压力和相当能力余量)，这时传感器信号的输出会小于20mA，此时可根据测量的电流值由PLC系统根据实际情况处理为合理数值。当闸门提起时，传感器输出信号值为闸门重量与传感器满量程比例所对应的电流值，例如:传感器满量程T=15吨，当闸门提起时传感器受力t=10吨，此时，输出信号值为I=(10/15)×(20-4)+4=14.6666667mA。 三、结语 (一)限位开关、荷重传感器结构简单，安装方法科学得当，安装位置选择合理，易安装，易维护，造价低，效益明显。荷重传感器还具有取力点选择合理得当，反映情况真实，易维护，采集数据准确，数据换算简单等特点。 (二)充分利用原有的启闭设备特点，保护了工程原貌。限位开关的改造安装中，对启闭设备基本未作改造，仅在卷扬机的转轴上连接了一个活性连接器，把卷扬机的转动转换成了水平位移，最大限度的保护了涵闸工程启闭设备，不 对涵闸工程设备原有的功能、性能造成影响。荷重传感器的安装改造，对定滑轮的中轴进行了替换,替换后的中轴强度高，增加了卷扬机的强度，保持了原有启闭设备的结构，功能、性能。 (三)限位、荷重保护技术的研究与应用，能够及时发现涵闸启闭过程中出现的异常情况，极大地提高了远程监控系统运行过程中涵闸启闭的安全系数，为涵闸管理人员利用系统安全地启闭闸门提供了保障，从而大大提升了涵闸管理的科技含量。 (四)限位、荷重保护技术的研究与应用，为今后推广应用提供了成熟的做 法，积累了宝贵的经验。(