专利名称：电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于闸门启闭机自动控制技术领域，更具体地说它是一种电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置，它可实现电动螺杆启闭机闸门全关位或运行卡阻自动停机控制，对防止顶闸事故起到了有效的保护。
背景技术：
在水利工程中，螺杆式启闭机以其结构简单、安装简便、价格便宜等优点，被广泛应用于涵闸及引水枢纽工程的闸门启闭。目前使用的一些螺杆启闭机没有有效的顶闸事故保护措施。造成螺杆启闭机顶闸事故主要原因是闸门运行到全关位或运行卡阻时不能迅速自动停机。由于限位开关精度和可靠性的问题造成闸门实际运行到达全关位时，无有效停机信号，启闭机电机继续运行，直到顶闸造成电机堵转保护动作而停机。这样将会导致压弯螺杆、顶碎启闭机端盖或顶断启闭机梁等严重事故，甚至造成人员伤亡。在远方计算机控制·系统中，现地闸站通常是“无人值班、少人值守”，螺杆启闭机的顶闸事故将严重影响闸门的正常运行。目前，水利工程设计中一般通过设置机械碰撞式限位开关和电子式闸门开度检测仪等装置来判断闸门运行的全关位。但受水利枢纽布置、闸门金属结构、运行水位等条件的约束，闸门全关位通常处于水下，机械碰撞式限位开关只能布置在闸上，通过测量螺杆的行程，判断全关位置，这种检测原理因检测开关的安装误差和机械特性，其精度误差一般2cm以上，无法对螺杆受压后微小变形进行有效检测。有的工程项目中采用安装在水上的绝对型轴角编码器闸门开度仪检测水下全关位，但该类闸门开度仪存在重复精度误差，误差一般在Icm以上，因此也无法满足电动螺杆启闭机闸门全关位判断的精度要求。实际工程应用中，上述两种位置检测开关即使偶尔调整合适了，其设定也会随着时间和外部环境变化而改变，从而造成闸门提前限位动作或者闸门运行到全关位而限位开关不动作等故障工况，其可靠性也无法满足电动螺杆启闭机闸门全关位判断的要求。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置。本实用新型的目的是通过如下措施来达到的电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置，它包括380V的三相交流电源，螺杆电机M，接触器KM，其特征在于它还包括PLC编程控制器，图形控制面板，变送器、电流互感器，所述的图形控制面板与PLC编程控制器连接，PLC编程控制器与变送器连接，所述的变送器上连接有二个用于感应螺杆电机上的输出电流的电流互感器，所述的PLC编程控制器上有用于控制接触器开闭的命令输出接口。本实用新型通过对螺杆启闭机电动机(简称螺杆电机)电流的采集和分析，结合闸门开度仪的位置信号判断闸门是否运行到全关位或运行中卡阻。对于螺杆启闭机，闸门运行到全关位或卡阻时，即电机处于临界堵转工况，电机工作电流迅速增大，根据这一特性，以可编程控制器PLC为控制核心的闸门控制系统可在20ms内对闸门工作电流进行分析，并根据预先编制逻辑流程进行判断发出闸门到位停机信号，这样系统在电动机堵转前自动保护停机。在闸门传动回路中设置电流互感器及变送器，采集电机电流；控制回路中设置高性能PLC编程控制器对电机工作电流特性进行分析和判读，设置图形控制面板进行电机电流特性参数显示和电动机电流控制阈值的设定。 本实用新型通过对电动机运行电流的采集和分析，可方便为电动螺杆启闭机全关位及运行卡阻状态进行检测，它解决了闸门全关到位及运行卡阻自动停机问题，有效地防止顶闸事故发生。
图I为本实用新型的结构原理方框图。图2为电流与位置曲线的对应图。图中I. PLC编程控制器，2.图形控制面板，3.变送器，4.电流互感器，5.命令输出接口，M.螺杆电机，KM.接触器，Iy.启门或闭门运行电流，tl.起动电流峰值时刻，t2.运行稳定电流始点时刻，t3.停机电流时刻，t4.堵转电流时刻。
具体实施方式
下面对结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已，同时通过说明本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。本实用新型的工作原理为闸门安装完毕后，在闸门正常运行工况下，操作闸门启闭2-3次，通过PLC编程控制器模拟量输入回路检测记录启闭闸门时电动机启动电流和工作电流，若连续3次的电动机启动电流、启门电流、闭门电流的误差值在1%内，此时闸门启闭机的机械和电气控制设备已处于稳定状态；设置闸门启门运行卡阻电流阈值为启门电流的I. I倍，全关位和闭门运行卡阻电流阈值为闭门电流的I. I倍(注电机堵转电流一般为额定电流的I. 2倍)；在闸门运行时，PLC编程控制器采集电动机电流，并记忆本次运行启(闭)门工作电流值；在闸门运行中(躲过电机启动电流)或接近底坎时(可通过闸门开度仪判断，接近底坎2cm时)，启动闸门电机电流判断程序，当电动机电流超过设定的电流阈值时，PLC编程控制器即发停机信号；电流阈值系数可通过安装在控制柜面上的图形控制面板方便设置和调整，调整范围应在电机运行保护值范围内，如图2所示。参阅附图可知本实用新型电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置，它包括380V的三相交流电源，螺杆电机M，接触器KM，其特征在于它还包括PLC编程控制器1，图形控制面板2，变送器3、电流互感器4，所述的图形控制面板2与PLC编程控制器I连接，PLC编程控制器I与变送器3连接，所述的变送器3上连接有二个用于感应螺杆电机M上的输出电流的电流互感器4，所述的PLC编程控制器I上有用于控制接触器KM开闭的命令输出接口，如图I所示。其它未详细说明的部分均为现有技术。
权利要求1.电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置，它包括380V的三相交流电源，螺杆电机CM),三相开关(KM)，其特征在于它还包括PLC编程控制器(I),图形控制面板(2)，变送器(3)和电流互感器(4)，所述的图形控制面板(2)与PLC编程控制器(I)连接，PLC编程控制器(I)与变送器(3)连接，所述的变送器(3)上连接有二个用于感应螺杆电机(M)上的输出电流的电流互感器(4)，所述的PLC编程控制器(I)上有用于控制接触器(KM)开闭的命令输出接口。
专利摘要电动螺杆启闭机顶闸事故自动控制装置，它包括380V的三相交流电源，螺杆电机(M)，三相开关(KM)，其特征在于它还包括PLC编程控制器(1)，图形控制面板(2)，变送器(3)和电流互感器(4)，所述的图形控制面板(2)与PLC编程控制器(1)连接，PLC编程控制器(1)与变送器(3)连接，变送器(3)上连接有二个用于感应螺杆电机(M)上的输出电流的电流互感器(4)，PLC编程控制器(1)上有用于控制接触器(KM)开闭的命令输出接口。本实用新型通过对电动机运行电流的采集和分析，可方便为电动螺杆启闭机全关位及运行卡阻状态进行检测，解决了闸门全关到位及运行卡阻自动停机问题，有效地防止顶闸事故发生。
文档编号G05B19/05GK202794953SQ20122040837
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者曹阳, 易先举, 段波, 方焱郴, 唐勇, 范锴, 卢爱菊, 秦雅岚, 尹光泉, 李家毅 申请人:长江勘测规划设计研究有限责任公司