弧形门开度检测改造技术方案

弧形门开度检测改造技术方案
摘要：本文针对弧门开度检测装置中阀门操作存在的问题进行了分析并提出了
一些可行的建议，对两种检测方式进行了对比分析，可作为类似工程的设计参考。

关键词：液压弧形门；传感器
正文
一、原弧形门开度检测概况
新政航电枢纽冲砂泄洪闸弧形闸门为双缸液压弧形门，且弧形门液压启闭机
开度检测装置为油缸活塞位移传感器，在副油缸内安装有ZS系列磁致伸缩式位
移传感器，该位移传感器将副油缸活塞的位移值线性转换成4-20mA的电流信号，该电流信号通过PLC A/D模块输入PLC，PLC获得副油缸的位移值后，通过公式间
接计算主油缸活塞的位移，进而推算弧门开度。

闸门主要技术参数
油缸全行程 11800mm
工作行程 11657mm
闸门板面曲率半径 24m
闸门启闭速度 0.7m/min
传感器行程 1200mm
二、相关技术规范标准及要求
1、技术规范
DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
DL/T621《交流电气装置的接地》
GB1497《低压电气基本标准》
GB4064《电气设备安全设计导则》
GB 50054《低压配电设计规范》
GB 50055《通用用电设备配电设计规范》
GB/T13534《电气颜色标志的代号》
SDGJl4《导体和电器选择设计技术规定》
SL73《水利水电工程制图标准（电气图）》
DL/T575.1《控制室人机设计导则视野与视区划分》
GB5017《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》
2、具体要求：
油缸同步控制要求：两油缸行程偏差超过20毫米开始纠编，超过40毫米停
止运行。

三、存在的问题及原因分析：
1、自动纠偏无法正常投入运行，影响闸门正常操作，对闸门的运行产生很大的不良影响。

原因分析：1．选型时，未充分考虑结构所产生的非线性变比带来的精度偏差。

磁致伸缩式位移传感器的测量行程1.2米，实际闸门油缸的全行程为11.8米，之
间的平程变比为10，分析其行程，发现副缸的运动轨迹与主缸不一样，不同部分
的变比不一样。

经初步计算（见后表附件二），最大变比达到46倍。

原传感器
误差0.05%FS，按传感器1200MM的行程，折算到油缸，平均测量误差6毫米，
最大误差达23毫米。

油缸自动纠偏要求是超过20毫米开始纠偏，超过40毫米
停止运行，该值已超过自动纠编起调值与调节值，。

由于误差较大，无法较好实
现自动纠偏，造成闸门自投运后，基本是人工纠偏，操作过程中很难保证其纠偏效果，对液压系统及闸门运行产生不利影响。

据了解，目前基本上都不采用该方式测量。

2、传感器故障率高，维护维修成本高。

传感器为合资产品，但故障率较高，更换一只需2万多元，每次更换后需落检修门，将工作门全行程操作进行重新标定，极不方便，时间长，费用高。

四、方案试验情况：
鉴于上述原因，在2018年提出的改造方案选取了另外两种方式的传感器配置方案，进行方案比选。

2018年6～7月，在2#冲沙闸和5#泄洪闸的开度检测系统实施了改造，在2#冲沙闸和5#泄洪闸上分别采用了拉绳式位移传感器、角度式传感器两种不同的测量技术。

1、可行性分析：
拉绳式位移传感器：直接测量油缸行程。

但由于油缸的安装位置较低，容易受下游水的影响，故将安装点向上移动，实为间接测量油缸行程。

角度传感器：安角度传感器安装在闸门支臂上，通过测量闸门开度，换算为闸门行程再将闸门行程换算为油缸行程，各部位偏差较小，平均测量误差：2毫米。

测量最大误差4.5毫米，详见计算表。

2、两种检测技术对比
3、关于用闸门开度代替油缸行程的说明。

经计算，闸门在轨道行走时的水平位移量4MM，转换为油缸行程产生的最大位移量为0.00106MM，几乎可以忽略不计，并且根据附表的计算，闸门的高度行程是油缸行程的2倍多，用闸门行程，可以做到更确准。

五、结论
综上所述，5#泄洪闸门采用的倾角式开度传感器检测技术，技术先进，优点突出，性能优异，优于2#冲沙闸门采用的拉绳式开度检测技术，可应用在我公司后续冲沙泄洪闸弧形门自动纠偏改造
参考文献：
[1]周凯.泄水闸弧形闸门开度检测及同步控制系统设计与实现[D].武汉理工大学，2015.
[2]彭丽英，陈威，卢毓颖.芦苞水闸弧形闸门的开度检测[J].广东水利水电，2000（05）：34。