闸门液压启闭机电气控制系统设计

水闸门液压启闭控制系统作者：张晓华范子星来源：《城市建设理论研究》2013年第14期摘要:闸门升降通常控制采用具有体积小、起重量大、负载刚性大、自动化程度高、安全可靠性好等特点的液压启闭机控制闸门升降，本文介绍了液压控制系统工作原理和控制要求，同时针对液压启闭过程中同步策略进行了研究，给出了一种解决方案，实现了闸门的可靠升降控制。

关键词：水闸液压自动控制中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：在水利工程中，闸门启闭作业具有起重大(闸门自重达几百吨)，跨距长(闸门的跨度可达十几米以上)，外界环境恶劣，闸门启闭时受水的冲击力和风速影响使提升系统负载变化大等特点，所以在国内外的水利工程建设中，闸门启闭机一般采用液压双缸工作来实现闸门的提升控制。

之所以采用液压控制，是因为同机电控制系统相比，液压系统具有以下突出的优点：(l)体积小，起重量大，与相同起重量的其它设备相比，液压提升设备的体积仅为它们的1/4-1/10，而提升重量却能达到其自重的40倍甚至更多；(2)液压系统的负载刚性大，具有较好的抗负载特性，定位精度受负载变化的影响小；(3)安全可靠性好。

液压系统可以安全、可靠并快速地实现频繁的带载起动和制动。

1液压启闭系统介绍液压启闭系统包括油泵电动机组，液压控制回路、液压元器件及辅助设备等。

此外，还设有功能齐全、动作可靠的安全运行保护装置，包括超压和欠压保护、备用泵自动投切、油箱内液面液温报警、滤油器堵塞报警等。

（1）油泵电动机组每套系统设有两套油泵电动机组，一套油泵电动机组工作，一套备用。

（2）控制回路a、油泵空载启动及压力控制回路。

由三位四通电磁换向阀和2个压力阀组成双调压控制回路，设定压力。

油泵电动机组启动过程如下:液压油先经三位四通阀中位直接流回油箱，延时约10s后，根据所需执行操作动作的需要，使相应的电磁阀得电，系统随即建压。

b、方向控制回路。

采用三位四通电液比例换向阀，目的是减少换向阀动作时引起的系统压力冲击，使启闭运行启、停更平稳。

题目液压启闭机设计姓名余楠学号授课教师龚国芳魏建华专业机械电子专业(混合班)1.（1（2）本机操作闸门至上、下极限位置或设定的任一开度位置时，液压泵电动机应自动切断电源，特别是当闸门到达下极限位置时，应确保安全运行。

（3）闸门在全开或设定的任一局部开启位置时，启闭机的液压系统中的保压锁锭回路能可靠地将闸门固定在上极限或设定的位置处。

（4）闸门自全开位置或局部开启预置位置下滑150mm时，或双缸同步偏差超过20mm时，液压泵电动机自动投入运行，将闸门提升恢复原位。

若继续下滑至160mm，液压泵电动机尚未投入运行时，应自动接通另一组液压泵电动机，将闸门提升恢复原位；若继续下沉至200mm时，在集控室及现场均应有声光报警信号。

2.液压系统原理图该设计原理图由Eplan-fluent软件设计，如下图所示。

根据该图可以看出，本液压设计原理图可分为八部分，分别为，动力模块，总控模块，分流机构，阀门A启闭机构，阀门A锁紧机构，阀门B启闭机构，阀门B锁紧机构与极限位置保护机构。

3.设计功能说明首先对各模块依次说明，从左下角的动力模块开始，此模块包括主泵组，备用泵组，溢流阀，过滤器。

在正常运行时，主泵组的两个45KW电机运转，输出90KW功率，若压力表检测到系统失压，会通过电控模块开启备用泵组，并发出检修信号，提示检修主泵组。

动力模块提供的流量进入下面的总控模块，总控模块包括保护阀，总控制阀与节流分流机构。

保护阀供能在最后的极限位置保护机构部分会着重解释，总控阀实现油缸A、B的同步运行或异步运行。

总控模块后接分流机构，分流机构在此处着重说明，在初步设计时我查阅了相关的论文与设计，了解到了现今主流的同步回路主要有下面三种实现方法： 1、油路并联，且每路各接一个节流阀，实现各路流量一致。

2、利用伺服阀、传感器与电控系统，通过电控系统的控制算法实现精确分流。

3、使用分流集流阀，利用其机械结构按比例分流集流，实现同步。

对比上面三种方法，利用多节流阀的方法是最简单的方法，但是在实际应用中会遇到一定问题，多个节流阀之间往往很难保证一致性，故调试与安装较为复杂，且稳定性不高。

机电信息工程瓦托水电站弧形闸门液压启闭机液压系统的设计容军蔡鹏陈亮张丹郑志国王熙（中船重工中南装备有限责任公司，湖北宜昌443000）摘要：瓦托水电站是一座以发电为主、兼顾旅游等综合利用的水电枢纽工程，表孔弧形工作闸门由2X800kN双缸悬挂式液压启闭机动水操作，该液压启闭液压系统采用计算机监控系统，瓦托水电站金属结构由施工导流、泄洪、引水发电3部分金属结构设备组成。

关键词：液压启闭机;技术参数;设计特点工程孔设2形工作闸门，每扇闸门由1台QHLY-2X800kN液压启闭机操作，启机通轴与闸门吊耳相连。

机可实现现地控制并预留远控接口，启闭机为双吊点，即一孔表孔弧形工作门由一套双缸启闭机油缸同步操作，采用“一机一泵”方式驱动和控制。

在纽工程中，表孔弧形工作门一般是由一套双缸启闭机油缸控制,对液压机结构组成及，最后分析液压机设计及动作说明。

1液压启闭机设备结构组成及布置形工作共安装2套液压机，操作启闭2扇弧形工作闸门。

每扇弧门由1套2X800kN液压启闭机启闭,2支油缸分别悬挂在左右闸墩侧墙上的悬臂餃支座上。

油缸的前端与的下 梁上吊连。

每套机设一泵和一现地控制统。

液压机泵站和控制在闸墩上泵房内。

主要技术参数序号名称参数备注1启闭机型式两端較支双吊点后拉斜吊式液压启闭机2额定启门力2X800kN3额定闭门力闸门自重4工作行程7.0m5最大行程7.2m6启门/闭门速度0.5〜06m/min7活塞杆直径*200mm 陶瓷活塞杆8油缸内径*320mm9有杆腔/无杆腔计算压力16.3/1.0MPa 10电动机额定功率〜37kW 1.1液压控制系统设计液压系统设计主要依据《NB/T35020-2013水电水利工程液压启闭机设计规范》。

液压泵站的组成部分如下:油泵电机组、油箱（不锈钢12C18N19）、温度控制器、液位控制器、空气滤清器（具有除水干燥功能'器））等。

1.2油泵电机组每套压泵2套泵机，一用一，油泵与设有避震接头连接。

液压启闭机的组成和工作原理液压启闭机也称之为闸门液压启闭机,它是指利用液体的压力能来传递能量，从而控制闸门的开启或关闭的一种启闭机。

它包括液压传动系统和电气控制系统。

由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及附件、电气柜及操作檯等五部分组成。

液压启闭机其工作原理是：当液压泵把原动机输出的机械能变为液体压力能，经过油管道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞桿把液体的压力能转变为工作机的机械能，从而驱使闸门完成开启或关闭等动作。

与其它启闭机相比，液压启闭机具有以下优点：(1)它结构简单，布置紧凑，体积小，重量轻；(2)液压启闭机比其它的启闭机的承载能力更大，并能够远距离传递动力；(3)缓冲效能好，传动平稳，调速和换向方便；(4)液压传动与电气控制相结合，便于实现自动化；(5)液压元件已经系列化、标準化，设计简单，製造週期短；(6)液压元件可以自行润滑，经久耐用；(7)易于防止过载，工作安全可靠。

液压启闭机的缺点主要是：液压缸与活塞桿配合精度高，加工成本较高；另外，密封质量较差时液压油容易渗漏。

1液压启闭机的特点闸门液压启闭机是指利用液体的压力能来传递能量，从而控制闸门的开启或关闭的一种启闭机。

它包括液压传动系统和电气控制系统。

由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及附件、电气柜及操作檯等五部分组成。

其工作原理是：液压泵把原动机输出的机械能变为液体压力能，经过油管道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞桿把液体的压力能转变为工作机的机械能，从而驱使闸门完成开启或关闭等动作。

与其它型式相比，液压启闭机具有以下优点：(1)结构简单，布置紧凑，体积小，重量轻；(2)承载能力大，并能够远距离传递动力；(3)缓冲效能好，传动平稳，调速和换向方便；(4)液压传动与电气控制相结合，便于实现自动化；(5)液压元件已经系列化、标準化，设计简单，製造週期短；(6)液压元件可以自行润滑，经久耐用；(7)易于防止过载，工作安全可靠。

液压启闭机的缺点主要是：液压缸与活塞桿配合精度高，加工成本较高；另外，密封质量较差时液压油容易渗漏。

以PLC为基础的控制系统在闸门液压自动启闭机上的应用探讨一、闸门液压自动启闭机的基本原理闸门液压自动启闭机是一种常用于水利工程中的设备，其主要功能是通过液压系统控制闸门的启闭动作。

通常情况下，闸门的启闭需要通过操作人员手动控制，这不仅工作效率低下，而且存在一定的安全隐患。

采用液压自动启闭机能够提高闸门的启闭效率，同时也能够保证操作人员的安全。

液压自动启闭机的基本原理是通过液压缸来实现闸门的启闭动作。

液压缸的工作原理是利用液压传动的力和运动，将能量转换成机械能。

当液压油通过油泵送入液压缸内部时，液压缸的活塞就会向前或者向后运动，从而使得闸门实现启闭动作。

而在这个过程中，控制系统将起着至关重要的作用。

二、以PLC为基础的控制系统以PLC为基础的控制系统主要由PLC控制器、输入/输出模块、人机界面、执行元件等组成。

PLC控制器是控制系统的核心部分，它通过程序控制来实现对液压自动启闭机的控制和调节。

输入/输出模块用于连接传感器和执行器，实现与外部设备的通信。

人机界面则是为了方便操作人员进行监控和操作。

而执行元件则是根据PLC控制器的指令来进行动作的执行。

1. 实现闸门的精确控制在闸门液压自动启闭机中，由于工作环境的复杂性，要求对闸门的启闭动作进行精确控制。

而PLC控制系统可以通过程序设计和逻辑控制，实现对液压缸的精确控制，从而准确实现闸门的启闭动作。

PLC控制系统还可以实时监测液压缸的运行状态，及时发现问题并进行处理，确保闸门的安全和稳定运行。

2. 实现自动化操作液压自动启闭机的主要目的就是实现对闸门启闭动作的自动化操作。

而PLC控制系统能够基于预设的程序和逻辑进行自动控制，无需人工干预，大大提高了操作效率。

可以通过PLC控制系统实现对闸门的定时启闭，根据特定的时间和条件来自动进行启闭动作，无需人工参与。

3. 实现远程监控随着现代化技术的发展，远程监控已经成为工业控制的一个重要趋势。

而PLC控制系统具有较好的通信能力，可以实现与上位机或者工业自动化系统进行连接。

闸门启闭机自动化控制与监控研究设计一、研究背景与意义闸门启闭是水利工程中的一项重要工作，通过控制闸门的启闭，可以调节水流的通量，控制水位，保证水利工程的正常运行。

传统的闸门启闭操作主要靠人工操作，操作周期长，效率低，同时还存在一定的危险性。

为了提高工作效率和安全性，实现闸门启闭操作的自动化和远程监控，进行闸门启闭机自动化控制和监控的研究具有重要意义。

二、研究内容和方法1. 自动化控制设计通过对闸门启闭机结构和原理的研究，设计一套完整的自动化控制系统。

该系统可以通过外部信号控制闸门的启闭，实现自动化操作。

具体而言，系统需要实现以下功能：（1）闸门的自动启闭控制：通过控制闸门启闭机的电机，实现闸门的自动启闭，可通过按钮或触摸屏进行控制。

（2）闸门位置监测：安装位移传感器，实时监测闸门的位置，保证闸门的准确启闭。

（3）电机驱动控制：通过电机驱动控制系统，实现闸门的平稳启闭，控制启闭速度和力度。

（4）安全保护功能：在闸门启闭过程中，对于出现异常情况，比如超载、过速等，系统需要自动停止运行，保护设备和人员的安全。

设计方案中可以选择合适的控制器和传感器，利用PLC、单片机等进行电气设计，实现闸门自动化控制功能。

2. 远程监控设计通过在自动化控制系统中增加远程监控模块，实现对闸门启闭机运行状态的远程监控。

具体而言，系统需要实现以下功能：（1）数据采集与传输：通过传感器采集闸门启闭机的实时数据，包括位置、速度、力度等，将数据通过无线信号传输到远程监控中心。

（2）远程监控界面设计：在远程监控中心，设计一个可视化的监控界面，实时显示闸门启闭机的运行状态，包括位置、速度、力度等。

（3）报警功能设计：当闸门启闭机出现异常情况时，比如超出设定范围、设备故障等，监控中心可以及时接收报警并进行相应处理。

设计方案中可以选择合适的传感器和无线通信技术，利用计算机和网络技术，实现闸门启闭机的远程监控功能。

三、研究计划和预期成果1. 研究计划（1）文献调研：对于闸门启闭机的自动化控制和远程监控相关的理论和技术进行广泛调研，了解国内外研究现状和发展趋势，为研究设计提供参考和借鉴。

一、工程概况本工程为某水库溢洪道闸门设备及安装工程，主要内容包括：闸门、启闭机、电气控制系统、液压系统等设备的采购、安装和调试。

该工程位于我国某省，工程规模较大，施工周期紧，对工程质量要求高。

二、施工准备1. 施工组织成立项目组，明确各岗位责任，制定施工方案和施工进度计划，确保工程顺利进行。

2. 施工材料根据工程需要，采购符合国家标准的闸门、启闭机、电气控制系统、液压系统等设备，并确保材料质量。

3. 施工设备配备必要的施工设备，如吊车、卷扬机、切割机、焊接设备等，确保施工过程中设备正常运行。

4. 施工人员组织具有丰富经验的施工队伍，进行岗前培训，提高施工技能和安全生产意识。

三、施工工艺1. 闸门安装（1）清理闸门槽，确保槽内无杂物、积水，达到安装要求。

（2）将闸门放置在槽内，调整闸门位置，使其与槽内预埋件对齐。

（3）使用螺栓将闸门与预埋件连接牢固。

（4）检查闸门启闭情况，确保闸门运行顺畅。

2. 启闭机安装（1）根据施工图纸，安装启闭机基础。

（2）将启闭机放置在基础上，调整启闭机位置，使其与闸门对齐。

（3）使用螺栓将启闭机与基础连接牢固。

（4）检查启闭机运行情况，确保启闭机运行顺畅。

3. 电气控制系统安装（1）根据施工图纸，安装电气控制系统基础。

（2）将电气控制系统放置在基础上，调整电气控制系统位置，使其与启闭机、闸门等设备连接。

（3）安装电气线路，确保线路连接牢固、无短路现象。

（4）调试电气控制系统，确保其运行正常。

4. 液压系统安装（1）根据施工图纸，安装液压系统基础。

（2）将液压系统放置在基础上，调整液压系统位置，使其与启闭机、闸门等设备连接。

（3）安装液压管道，确保管道连接牢固、无泄漏现象。

（4）调试液压系统，确保其运行正常。

四、施工质量控制1. 严格按照国家相关标准和规范进行施工，确保工程质量。

2. 对施工过程中发现的问题及时整改，确保工程质量。

3. 加强施工过程中的质量检查，确保各道工序符合要求。