专利名称：水力发电厂水流量的远距离控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种水流量的控制装置，特别涉及的是水力发电厂水流量的远距离控制装置，具体的是涉及中小型水力发电厂水流量的远距离控制装置。
背景技术：
目前，中小型水力发电厂的水流量控制有90％是用人工来控制的，它控制时，需要操作人员走到启闭机机房，开动电机，目视启闭机的开启高度和关闭情况，每天要来回跑多次，操作相当麻烦。打开闸门后，人到发电厂发电时，水也基本流到储水池了，这样也可以顺利发电；停止发电时，要先关闭水轮机，然后再跑去关大坝的闸门，且不说人有多累，单在这段时间里就造成极大的水资源浪费。还有10％的用户是利用时间继电器来控制水闸门的开启和关闭，因为时间继电器的精度不高，只能将水闸门开大些，多浪费一点水，如果开小了，水流量不够，又影响发电量，且不能随时调整水流量的大小。在水资源缺乏的我国，如何将中小型水力发电厂的水流量准确无误的控制，定量安全的开启和关闭，操作又方便简单，是本领域内的技术人员一直想解决而未解决的难题。
实用新型内容鉴于公知技术存在的问题，本实用新型的目的旨在提供一种结构合理，设计科学，能准确无误、随时对水流量进行控制，操作方便简单，并能节约水资源的水力发电厂水流量的远距离控制装置。为达到上述目的，本实用新型是采取如下方案来完成的这种水力发电厂水流量的远距离控制装置，其远端包括有电机和启闭机，其近端包括有可编程控制器、输入按钮、显示屏和交流接触器，所述启闭机由蜗杆、蜗轮、螺杆及闸门组成，所述蜗杆上设有皮带轮，所述皮带轮通过皮带与电机转轴传动连接，所述皮带轮上设有光电开关遮光板，在光电开关遮光板的下方设有光电传感器，所述光电传感器、输入按钮与所述可编程控制器电连接，所述电机通过交流接触器与所述可编程控制器电连接。
为了保护电机的安全运行，防止电机缺相时造成的混乱转动，故将所述电机的电源控制端子均与可编程控制器电连接，用以控制电机的正确传动。
为了使启闭机的闸门在有效行程内上升和下降，所以在所述蜗杆顶端设有限位挡板，在所述限位挡板的两边分别设有上限行程开关和下限行程开关，所述上、下限行程开关与可编程控制器电连接，可编程控制器可随时接收行程开关的信号并来控制电机传动。
为了更好地保护启闭机和电机，在蜗杆上还设有上挡块和下挡块，在电机的电源输入端还连接有热继电器。
由于本实用新型中的可编程控制器的工作电压在200V～400V之间，可编程控制器在低于工作电压或高于工作电压时，均容易失控，并可能产生误动作，因此在可编程控制器的电源输入端连接有欠压继电器和过压继电器。
为了在近端水轮机发电的噪声中能使操作人员对本装置中有故障的情况下能迅速警觉，所以在近端还设有声光报警器，所述声光报警器与可编程控制器电连接。
为了在有雷电的天气下，本装置仍能正常工作，所以在所述可编程控制器的电源输入端还设有光藕隔离板，以保护可编程控制器的正常运行和安全。
本实用新型中，皮带轮上光电开关遮光板和光电传感器的设置，使在近端的操作人员能够随时控制启闭机闸门的开启程度，并可通过输入按钮随时控制水流量的大小，各种指令通过可编程控制器的发送和接收，方便地控制电机的传动，来达到控制水流量的目的，解决了远距离信号的传输，减轻了操作人员的劳动强度，并有效地节约了水资源，而且对本装置设置各种保护功能，使其能在五公里内准确、无误、随时、定量、安全地对启闭机闸门进行开启和关闭，按照本实用新型设计主题所制作的水力发电厂水流量的控制装置，必将给中小型水力发电厂带来积极的使用效果。
本实用新型有如下附图图1为本实用新型远端的机械结构示意图；图2为本实用新型图1的左视结构示意图；图3为本实用新型的整体控制原理图。
具体实施方式附图表示了本实用新型的结构及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节以及工作原理。该水力发电厂水流量的远距离控制装置，其远端包括有电机(图中未示出)和启闭机，其近端包括有可编程控制器、输入按钮、显示屏和交流接触器(上述零部件图中未示出)，所述输入按钮和显示屏形成人机界面，也即是触摸屏，操作方便简单，所述启闭机由蜗杆10、蜗轮11、螺杆3及闸门8组成，所述蜗杆10上设有皮带轮6，所述皮带轮6通过皮带与电机带轮传动连接，所述蜗轮11上套有螺母5，螺母5随蜗轮11同步旋转，并带动螺杆3做上下直线运动，所述皮带轮6上设有光电开关遮光板12，光电开关遮光板12随着皮带轮6的转动而转动，在光电开关遮光板12的下方设有光电传感器7，所述光电传感器12、输入按钮与所述可编程控制器电连接，所述电机通过交流接触器与所述可编程控制器电连接；本实用新型工作时，首先通过输入按钮输入脉冲信号数，该脉冲信号数即是闸门的开度，输入按钮的输入数字可以在显示屏上显示出来，同时可编程控制器也接收到脉冲信号数，按输入按钮的上升或下降键，可编程控制器发出信号到交流接触器，交流接触器的触点闭合，使远端的电机通电运转，电机带轮通过皮带带动皮带轮6，皮带轮6的转动带动蜗杆10转动，蜗杆10传动蜗轮旋转11，套在蜗轮11上的螺母5随蜗轮11同步旋转，使螺杆3做上下直线运动，启闭机的闸门8随至开启或关闭，同时蜗杆皮带轮6上的光电开关遮光板12随着蜗杆10转动，当光电遮光板12挡住光电传感器7一次，光电传感器7就发出一个脉冲信号，该信号经过放大器放大后传送到可编程控制器，当可编程控制器接收到的脉冲信号等于输入按钮上输入的数字时，可编程控制器发出指令到交流接触器，使交流接触器断电，远端的电机即停止传动，该接收和发送的过程见图3。本实施例中，蜗杆10、蜗轮11的传动比为1∶28，螺杆3的导程为16毫米，当蜗杆10旋转一周，蜗轮11旋转1/28周，螺杆3上升或下降的距离里为16毫米乘以1/28等于0.57毫米。如果需要启闭机的闸门升高114毫米，首先在输入按钮上输入200个脉冲信号，同时显示屏就能显示出200的数字符号，可编程控制器发出指令使电机传动，并驱动启闭机闸门开启，当可编程控制器接收到光电传感器发出的200个脉冲信号时，可编程控制器又发出信号使电机停止传动，这时，螺杆3升高的距离为0.57×200＝114毫米，由于闸门8与螺杆3是硬连接的，因此螺杆3升高的高度就等于闸门8升高的高度。这样就能准确地来控制启闭机闸门的开度。本实用新型还在储水池上设置了水位监控装置，同时也可以在水坝上设置水位监控装置，启闭机开启时，经发电厂的水轮机运行一段时间后，发现储水池的水位太低，说明启闭机的闸门8开启度不够，此时就需通过输入按钮再输入若干个脉冲数，然后点击上升按钮，使启闭机闸门再度上升，加大水流量，同理，如果发现储水池水位太高，说明水流量过大，此时，也只需点击下降按钮，来达到减少水流量的目的，可随时对水流量进行调节控制。本实用新型还可在利用可编程控制器的记忆功能，将一天内调整的脉冲信号记忆下来，以便下次操作。电机在缺相工作时，有可能烧坏电机，严重时还损坏启闭机，中小型水力发电厂的启闭机驱动电机一般都是小功率电机，电机在缺相的情况下尚能运转，但一旦缺相，顺转的电机可能会倒转，启闭机闸门原本上升的反而变成下降，如果闸门在关闭的状态下准备开启，因电源缺相电机倒转反而再关闭，必然引起整个装置的混乱，因此将电机的电源控制端子均与可编程控制器电连接，当电源缺相时，将缺相信号马上发送给可编程控制器，可编程控制器马上指令电机停止运行，以保护整个装置的正常状态。为了保护启闭机，在所述螺杆13顶端设有限位挡板2，在所述限位挡板2的两边分别设有上限行程开关1和下限行程开关4，所述上、下限行程开关与可编程控制器电连接；当限位挡板2上升到极限位置时，限位挡板2碰到上限行程开关1，上限行程开关1发送信号到可编程控制器，可编程控制器即发指令使电机停止运转，同理，当螺杆3下降到下限位置时，限位挡板2碰到下限行程开关4，下限行程开关4发送信号到可编程控制器，可编程控制器即发指令使电机停止运转，本实用新型还可在显示屏上设置模拟图象，操作者可在显示屏上看清螺杆3是否达到上限或下限的位置，如果行程开关出现故障，可按输入按钮的紧急停止按钮使电机停止运转，以保护启闭机。也正因为如此，为了使启闭机在使用过程中万无一失，还在螺杆3上设有上挡块9和下挡块9，在所述电机的电源输入端连接有热继电器(图中未示出)；当螺杆3上升或下降时，行程开关失灵后，上、下挡块将上、下限固定卡死，此时，电机必然过载发热，发热继电器将动作，切断电机通电，以保证启闭机能正常工作。在所述可编程控制器的电源输入端连接有欠压继电器和过压继电器；这是因为可编程控制器的工作电压在200V～400V之间，不在工作电压范围内的电压有可能使可编程控制器失控而产生误动作，影响整个操作程序，因此，欠压继电器和过压继电器的设置是为了保证可编程控制器的正常工作。当本装置在发生故障时，为了能使近端的操作者在水轮机的轰鸣声中及时发现故障，并能及时处理，所以所述近端还设有声光报警器，所述声光报警器与可编程控制器电连接，发生故障也由可编程控制器发出指令报警。由于可编程控制器价格较贵，一旦损坏，整个装置就无法工作，既影响了正常生产，同时又要付出维修费用，因此，在有雷电的天气下，就难免遭受雷击，故在可编程控制器的电源输入端还设有光藕隔离板，以保证可编程控制器的安全。
上述储水池上和水坝上水位监控装置，也就是在近端安装了电视机，在储水池和水坝上安装电视监控探头，在近端的发电厂内可以一目了然地看清水坝的水位，并可以看清储水池的水位以及渠道的水流量大小，给操作者控制启闭机闸门的开度提供了较为直观的依据。
需要说明的是，本实用新型中的电机是需要供电的，如果利用本装置的发电厂是并网运行的，那么在该发电厂不发电时，电机也由电网供电；如果在有些地方没有并入电网是单独发电的，那么，电机的供电是靠储水池的水在没有负载的状态下发电首先供给电机，以打开启闭机的闸门。如果储水池需要清淤，水轮机发电时就没有水源供给了，在这种特殊的情况下，先关闭渠道与储水池出的闸门，待清淤完毕后，渠道内的水再放入储水池，即可转入正常状态。本实用新型能够准确无误、随时定量、安全地开启和关闭启闭机，并能够进行远距离控制，操作方便简单，从一定程度上减轻了操作着的劳动强度，并且对节约水资源起了关键的作用，与现有技术相比，具有实质性特点和进步。
权利要求1.一种水力发电厂水流量的远距离控制装置，其远端包括有电机和启闭机，其近端包括有可编程控制器、输入按钮、显示屏和交流接触器，所述启闭机由蜗杆(10)、蜗轮(11)、螺杆(3)及闸门(8)组成，所述蜗杆(10)上设有皮带轮(6)，所述皮带轮(6)通过皮带与电机带轮传动连接，其特征在于所述皮带轮(6)上设有光电开关遮光板(12)，在光电开关遮光板(12)的下方设有光电传感器(7)，所述光电传感器(7)、输入按钮与所述可编程控制器电连接，所述电机通过交流接触器与所述可编程控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的水力发电厂水流量的远距离控制装置，其特征在于所述电机的电源控制端子均与可编程控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的水力发电厂水流量的远距离控制装置，其特征在于所述螺杆(3)顶端设有限位挡板(2)，在所述限位挡板(2)的两边分别设有上限行程开关(1)和下限行程开关(4)，所述上、下限行程开关(1，4)与可编程控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的水力发电厂水流量的远距离控制装置，其特征在于螺杆(3)上设有上挡块(9)和下挡块(9)，在所述电机的电源输入端连接有热继电器。
5.根据权利要求1所述的水力发电厂水流量的远距离控制装置，其特征在于可编程控制器的电源输入端连接有欠压继电器和过压继电器。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的水力发电厂水流量的远距离控制装置，其特征在于所述近端还设有声光报警器，所述声光报警器与可编程控制器电连接。
7.根据上述各项权利要求所述的水力发电厂水流量的远距离控制装置，其特征在于所述可编程控制器的电源输入端还设有光藕隔离板。
专利摘要本实用新型公开了一种水力发电厂水流量的远距离控制装置，其远端包括有电机和启闭机，其近端包括有可编程控制器、输入按钮、显示屏和交流接触器，所述启闭机由蜗杆(10)、蜗轮(11)、螺杆(3)及闸门(8))组成，所述蜗杆上设有皮带轮(6)，所述皮带轮通过皮带与电机带轮传动连接，其特征在于所述皮带轮上设有光电开关遮光板(12)，在光电开关遮光板的下方设有光电传感器(7)，所述光电传感器、输入按钮与所述可编程控制器电连接，所述电机通过交流接触器与所述可编程控制器电连接。本实用新型的设计要点就是解决远距离信号的传输，使其能准确、无误、随时、定量、安全地开启和关闭闸门，使操作者在远离发电厂五公里之内能准确无误地控制启闭机关闭，并随时可调节水流量的大小。
文档编号G05D3/12GK2660572SQ20032012503
公开日2004年12月1日 申请日期2003年12月2日 优先权日2003年12月2日
发明者陈显斌, 陈松涛 申请人:陈显斌