双吊点启闭机电气同步装置制造方法及图纸

一种双吊点启闭机电气同步装置，包括变频电机、变频电机通过制动联轴装置与减速机的输入轴连接，减速机的输出轴通过连接机构与卷扬装置连接，变频器的输出端与变频电机电连接，卷扬装置通过滑轮组与闸门的一个吊点连接，闸门另一个吊点连接有一套同样的装置，在低速的轴上安装有绝对值编码器，绝对值编码器的输出信号与ＰＬＣ的输入端电连接，ＰＬＣ的输出端与变频器的输入端电连接。采用了电气同步纠偏技术，实现在启闭机运行过程中自动调整控制双吊点同步。保证闸门在门槽内上下运行过程中始终水平，不会因偏斜产生卡阻，保证了启闭机设备安全可靠的运行。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

双吊点启闭机电气同步装置
本技术涉及水利水电工程双吊点闸门启闭控制，特别是一种双吊点启闭机 电气同步装置。
技术介绍
水利水电工程卷扬式启闭机是用于启闭闸门的起重机械，根据闸门的宽度分双 吊点和单吊点启闭机。双吊点启闭机同步控制方法主要是采用机械轴同步。双吊点启闭 机起升机构采用分别驱动，电动机带动减速器、开式齿轮变速后驱动卷筒旋转，通过缠 绕在卷筒、动滑轮、定滑轮和平衡滑轮上钢丝绳的收放，带动间门上升或下降。或者通 过抓梁的连接提升闸门。两套驱动机构中间设置机械同步轴。由于钢丝绳的弹性误差， 启闭机的安装误差及制造误差等引起的同步运行误差时，这时只能停机，拆掉机械同步 轴，靠人工手动调节纠偏。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种双吊点启闭机电气同步装置，可以 实现在启闭机运行过程中自动调整控制双吊点同步。保证闸门在门槽内上下运行过程中 始终水平，不会因偏斜产生卡阻，保证了启闭机设备安全可靠的运行。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是一种双吊点启闭机电 气同步装置，包括变频电机、变频电机通过制动联轴装置与减速机的输入轴连接，减速 机的输出轴通过连接机构与卷扬装置连接，变频器的输出端与变频电机电连接，卷扬装 置通过滑轮组与闸门的一个吊点连接，闸门另一个吊点连接有一套同样的装置，在低速 的轴上安装有绝对值编码器，绝对值编码器的输出信号与PLC的输入端电连接，PLC的 输出端与变频器的输入端电连接。在变频电机与变频器之间还设有增量编码器。在闸门液压抓梁的中间还安装有倾角传感器，倾角传感器的输出信号与PLC的 输入端电连接。PLC还与制动联轴装置中的制动装置电连接。所述的制动装置为液压推杆瓦块式制动器。本技术提供的一种双吊点启闭机电气同步装置，克服了机械同步方法需停 机人工调整同步的缺点，采用了电气同步纠偏技术，实现在启闭机运行过程中自动调整 控制双吊点同步。保证闸门在门槽内上下运行过程中始终水平，不会因偏斜产生卡阻， 保证了启闭机设备安全可靠的运行。设备现场调试运行时，当启闭机两吊点起升高度不一致时，通过同步纠偏控 制，使两个吊点达到电气同步运行，启闭机的两吊点始终处于水平状态。对双吊点启闭 机在没有机械同步轴的情况下进行电气同步控制是十分必要的，同步控制运行实验结果 也是成功的，而且同步控制精度完全满足设计要求。附图说明以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术方法的流程图。具体实施方式一种双吊点启闭机电气同步装置，包括变频电机1、变频电机1通过制动联轴装 置3与减速机4的输入轴连接，减速机4的输出轴通过连接机构与卷扬装置7连接，卷扬 装置7通过滑轮组与闸门8的一个吊点连接，闸门8另一个吊点连接有一套同样的装置， 变频器5的输出端与变频电机1电连接，PLClO通过Profibus-DP总线方式与变频器5连 接，以控制变频电机1的转速；在卷筒低速轴上安装有绝对值编码器6，所述的低速的轴 为减速机4输出轴，或者卷筒的轴，绝对值编码器6的输出信号与PLClO的输入端电连 接。在变频电机1与变频器5之间还设有增量编码器2。增设增量编码器2，以确保 设备在低速运行时的稳定性。在闸门8液压抓梁的中间还安装有倾角传感器9，倾角传感器9的输出信号与 PLClO的输入端电连接。PLClO还与制动联轴装置3中的制动装置电连接。制动联轴装置3为一带制动 轮联轴器，在制动轮上安装有制动装置，即液压推杆瓦块式制动器。一种使上述装置电气同步的方法，包括以下步骤1)设一个吊点上的装置为主机，即1号卷筒，另一个吊点上的装置为从机，即 2号卷筒，将2号卷筒调节值清零；2)根据绝对值编码器6获取X=I号卷筒高度值，Y=2号卷筒高度值，运算 Z=X-Y ；3)当|Ζ一设定值，例如10时，不调节；当|Ζ| >设定值10时，将该值作为2 号卷筒调节值，通过PLC5控制变频电机2的转速，调节2号卷筒高度值；通过上述的方法，实现双吊点启闭机电气同步。优化的方案是，根据倾角传感器9的输出信号，对比预先设定的差值大小，正 负，输出控制信号。优化的方案是，当获取倾角传感器9输出信号的值超出预先设定的差值，则屏 蔽绝对值编码器6来的信号，同时将2号卷筒调节值清零，再输入新的高度调节值，直至 倾角传感器9输出信号的值在预先设定的差值范围内。采用倾角传感器9是从最终端获 取信号，实现了完全的闭环控制，但是，应该考虑到的是，倾角传感器9从终端获取信 号，从信号到获得调整结果需要较长的时间，调节速度较慢，同时倾角传感器9的运行 环境较恶劣，与半闭环控制的绝对值编码器6反馈控制配合可以弥补互相之间的缺点， 确保系统运行的稳定性和容错性，延长设备的使用寿命，避免因控制系统的原因出现误 动作。优化的方案是，倾角传感器9启用的I设定值I > |Z| >倾角传感器9停用的I设定值|。通过差异性的设定值，可以避免出现叠加控制而引起的系统振荡。实施例1 某水电站装有10台套2X4000kN固定卷扬式启闭机，此起吊闸门的水平误差要 求不得大于20mm，扬程50米。2X4000KN启闭机的控制是采用“触摸屏+PLC+变频调速”的控制方式。变 频器选用2台日本安川公司CIMR-G7A110系列产品，PLC选用西门子S7-300，触摸屏 选用TP277-10，增量编码器2选用2台图尔克EH88P1024，绝对值编码器6选用2台德 国海德汉ROQ425。ROQ425绝对值编码器，分辨率8192线/圈，量程4096圈，输出 SSI接口，工作电压5-30V。从机械计算查得，卷筒钢丝绳缠绕共53.8圈对应50米，卷筒直径Φ=1.7ιη，每圈长度 L=2 π R= ji φ=3.14Χ 1.7=5.338 m，分辨率=5.338/8192=0.00065m=0.65 mm。即精确度完全可以满足水平误差不得大于20mm的要求，同步调节时，设定1号 卷筒为主机，2号卷筒为从机，从机跟随主机作动态调整。闸门在起升中，绝对值编码器 ROQ425作为起升机构高度测量的反馈，其输出数据信号送入PLC的位置模块SM338， 由位置模块进行数据处理，求出同步偏差值，根据预先设定的差值大小例如|Z|=10，在 触摸屏上设定、正负，输出控制信号，控制变频器U2进行同步纠偏，使闸门的两吊点始 终处于同步状态。本例的特点是调节、纠偏速度快，但是只能消除电机速度不一致造成的误差， 适用于扬程不高，起吊闸门不采用液压抓梁连接的方式。实施例2 某水电站尾水调压室装有1台套2X2000kN单向桥式启闭机，要求水平误差不得 大于20mm，扬程98米。2X2000kN单向桥式启闭机的控制是采用“触摸屏+PLC+变频调速”的控制方 式。变频器选用2台西门子公司6SE70系列产品，PLC选用西门子S7-300，触摸屏选用 TP277-10,增量编码器选用2台图尔克EH88P1024，绝对值编码器选用2台德国P+F公 司 AVM58。起吊闸门采用液压抓梁连接的方式，在液压自动抓梁中间装有1台伺服式倾角 传感器DAS-15/V。DAS-15/V双轴倾角传感器。类型双轴倾角传感器；量程士 15°，精确 度0.01 ；输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双吊点启闭机电气同步装置，包括变频电机（１），其特征在于：变频电机（１）通过制动联轴装置（３）与减速机（４）的输入轴连接，减速机（４）的输出轴通过连接机构与卷扬装置（７）连接，变频器（５）的输出端与变频电机（１）电连接，卷扬装置（７）通过滑轮组与闸门（８）的一个吊点连接，闸门（８）另一个吊点连接有一套同样的装置，在低速的轴上安装有绝对值编码器（６），绝对值编码器（６）的输出信号与ＰＬＣ（１０）的输入端电连接，ＰＬＣ（１０）的输出端与变频器（５）的输入端电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：覃建青，王孝鲁，陈明东，彭景亮，黄定春，李丽丽，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]