GEMPLE用于水電站溢流壩閘門開度傳感器改造

     本文經(jīng)由我司客戶江蘇武進(jìn)液壓啟閉機(jī)廠是如何將拉繩位移傳感器用于水電廠溢流壩閘門開度傳感器的工作原理，并進(jìn)行改造的實(shí)施方案。通過改造，不僅能準(zhǔn)確測量閘門實(shí)際開度，而且使閘門操作方式更簡捷，減少了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，消除了設(shè)備隱患，提高了水電站溢流壩閘門開度測量度及泄洪，保證了控制系統(tǒng)的安全性、可靠性。

      水電站位于上游貢江支流的桃江流域，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、養(yǎng)殖為綜合效益的小型水電樞紐工程。其溢流壩上共有8扇弧形閘門，液壓啟閉油缸及液壓系統(tǒng)均由江蘇武進(jìn)液壓制造，油缸內(nèi)徑340mm，工作行程為7700mm，閘門開度測量系統(tǒng)是采用德國進(jìn)口的磁致線性位移傳感器。由于大壩水庫庫容屬于日調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的水位范圍小，每年的汛期閘門啟閉操作十分頻繁。經(jīng)過幾年的運(yùn)行，閘門開度儀測量的不準(zhǔn)確性致使操作工作更加繁重，設(shè)備投運(yùn)以來不斷發(fā)生故障。為此，水電廠在2014年對(duì)溢流壩弧形閘門開度的測量及遠(yuǎn)控控制系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。實(shí)現(xiàn)液壓式泄洪閘門的集中遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，從而保證了汛期泄洪閘門快速安全準(zhǔn)確動(dòng)作、提高了閘門啟閉效率。

1.閘門開度傳感器測量誤差較大

一方面，溢流壩弧形閘門的開啟和關(guān)閉是通過主油缸活塞桿的縮回和伸出實(shí)現(xiàn)的，閘門左、右缸活塞桿工作全行程7700mm，而對(duì)應(yīng)于副油缸1030mm全行程，安裝位置如圖1所示，內(nèi)置式線性位移傳感器安裝于副油缸內(nèi)。

通過計(jì)算公式得出閘門開度計(jì)算值與實(shí)際存在偏差，所以閘門開度測量的準(zhǔn)確性難于達(dá)到。

另一方面，閘門開度信號(hào)采取4-20mA模擬量傳輸，信號(hào)傳輸過程中易受同在一個(gè)電纜槽中的強(qiáng)電信號(hào)的干擾，造成錯(cuò)誤的檢測信號(hào)或意外干擾，檢測信號(hào)經(jīng)過PLC模擬量輸入AD轉(zhuǎn)換，由于檢測精度收到一定影響，由其是對(duì)于左右兩側(cè)油缸需要糾偏的控制影響更為明顯，所以在閘門實(shí)際操作過程中，左右兩側(cè)油缸的測量開度不準(zhǔn)確，從而影響閘門兩端啟閉速度，造成速度差異，甚至越糾越偏，從而發(fā)生閘門傾斜現(xiàn)象。

針對(duì)以上存在的問題，水電廠決定對(duì)齊進(jìn)行技術(shù)改造。

2.閘門開度傳感器改造

為解決上述存在的問題，將原來的磁致線性位移傳感器更換為主油缸位置拉繩式位移傳感器GWS512-S。核心檢測元件為一個(gè)適合戶外應(yīng)用的型編碼器，GMX425 RE10 SGB編碼器的檢測信號(hào)采用SSI協(xié)議傳輸。檢測精度相對(duì)于模擬量檢測也大為提高。閘門開度傳感器采用鋼絲繩與值編碼器控制，閘門運(yùn)動(dòng)時(shí)，測量輪在恒張力彈簧和鋼絲繩的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，將油缸活塞桿線位移轉(zhuǎn)換成測量卷筒的角位移，值編碼器將卷筒的角位移送至PLC的SSI模塊，通過SSI模塊采集編碼器數(shù)值從而準(zhǔn)確的測出油缸的位移量。因主油缸行程與鋼絲繩之比為1:1，從根本上解決了原來的磁致線性位移傳感器測量和計(jì)算帶來的綜合誤差。