CN104533702A

CN104533702A - 一种筒阀的启闭控制方法

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Publication number: CN104533702A
Application number: CN201410750886.1A
Authority: CN
Inventors: 徐德新; 贺臻; 胡金飞; 刘启文
Original assignee: Huaneng Lancang River Hydropower Co Ltd
Current assignee: XIAOWAN HYDRAULIC POWER PLANT OF HUANENG LANCANG RIVER HYDROPOWER CO.,LTD.
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: CN104533702B

Abstract

本发明涉及一种筒阀的启闭控制方法，包括以下步骤：S1在筒阀开启过程中，首先对筒阀进行延时平压操作，然后在筒阀提升至全开过程中，采用比例电磁阀进行同步调节，最后将筒阀保持在全开位置；S2在筒阀关闭过程中，首先对筒阀进行延时平压操作，然后在筒阀回落至全闭过程中，采用比例电磁阀进行同步调节，最后将筒阀保持在全闭位置。本发明在筒阀开启和关闭过程中，运行平稳，各接力器位移偏差较小(最大偏差在3mm以内)，比例电磁阀调节次数减小，调节效果较好，确保接力器下腔压力平衡。

Description

一种筒阀的启闭控制方法

技术领域

本发明涉及一种水电站的筒阀控制领域，尤其涉及一种筒阀的启闭控制方法。

背景技术

目前，一般在电站筒阀下落的初始阶段和开启的初始阶段，为了防止油路系统的油锤效应，在临近全开(97.5％)、全关位置(2.5％)时，关闭分油器，切断筒阀接力器的主供油路，将液压比例电磁阀开至最大开度，使圆筒阀达到全开或全关位置。到达全关位置后，延迟10秒后，将比例电磁阀阀芯移到中间位置。到达全开位置后，继续将液压比例电磁阀开至最大开度，使圆筒阀保持在全开位置。

为了防止油路的冲击，开启过程处于底部开的2.5％和关闭过程处于顶部开度的97.5％，关闭分油器，切断圆筒阀接力器的主供油路，将液压比例电磁阀开至最大开度，使筒阀开启或关闭。

因连接在筒阀上的六个接力器不同步，导致接力器位移存在较大偏差(相邻接力器位移偏差超过12mm报警并停止)，筒体发生倾斜，严重时会卡在水轮机流道内或顶盖腔体内，经常性出现筒阀发卡现象，接力器偏差超过12mm报警并停止。筒阀发卡时，筒阀接力器偏差较大，各接力器下腔的压力不平衡，有的出现压力过大(超过10MPa，额定6.3MPa)，有的压力偏小甚至接近0MPa。

筒阀在全开和全关后，结构上的不完全平衡，导致筒阀产生结构应力，同时，液压系统中存在一定的内泄，致使接力器下腔压力不一致。在筒阀动作的一瞬间，应力释放，导致筒体倾斜。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种克服现有筒阀启闭容易出现发卡现象的筒阀的启闭控制方法，保证筒阀的正常平稳运行。

(二)技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种筒阀的启闭控制方法，包括以下步骤：

S1在筒阀开启过程中，首先对筒阀进行延时平压操作，然后在筒阀提升至全开过程中，采用比例电磁阀进行同步调节，最后将筒阀保持在全开位置；

S2在筒阀关闭过程中，首先对筒阀进行延时平压操作，然后在筒阀回落至全闭过程中，采用比例电磁阀进行同步调节，最后将筒阀保持在全闭位置。

其中，步骤S1和S2中，首先对筒阀进行延时3～4秒的平压操作。该技术方案的技术效果在于，在很短时间内完成平压操作，提供了工作效率。

进一步，对筒阀进行延时平压操作的具体方法如下：

开启液控阀，在筒阀开启方向调节比例电磁阀；开启分流器，延时设定时间再关闭分流器。该技术方案的技术效果在于，通过调节比例电磁阀和分流器，消除筒阀产生的结构应力，平衡各接力器下腔压力。

其中，所述步骤S1中，筒阀提升至全开过程包括以下具体步骤：

S11筒阀开启初段，开启分流器，采用比例电磁阀以设定比例开度朝筒阀开启方向开启；

S12筒阀中间过程，朝筒阀开启方向开启分流器，同步调节比例电磁阀；

S13筒阀开启末端，关闭分流器和主供油路；比例电磁阀以设定比例开度开启，直至全开，并保持开度给接力器有杆腔供油，最后筒阀保持在全开位置。该技术方案的技术效果在于，通过分阶段驱动筒阀，使筒阀在不同阶段稳定提升，受力均衡。

进一步，步骤S11中，筒阀开启初段为占筒阀全开开度的0％～0.5％阶段；步骤S12中，筒阀中间过程为占筒阀全开开度的0.5％～99％阶段；步骤S13中，筒阀开启末端为占筒阀全开开度的99％～100％阶段。通过采用上述筒阀开度的阶段划分，有效地对各阶段筒阀的受力进行调节。

再进一步，在步骤S11和S13中，筒阀开启初段和筒阀开启末端，比例电磁阀均以该比例电磁阀的全开开度的25％比例开度开启。该技术方案的技术效果在于通过比例电磁阀开度调整有效、稳定控制筒阀的提升操作。

其中，所述步骤S2中，筒阀回落至全闭过程具体包括以下步骤：

S21筒阀回落初始阶段和中间过程，朝筒阀关闭方向启动分流器，同步调节比例电磁阀；

S22筒阀关闭末端，关闭分流器和主供油路，比例电磁阀朝筒阀关闭方向设定比例开度关闭，直至全关，并保持给接力器上腔供油，最后将筒阀保持在全关位置。该技术方案的技术效果在于，通过分阶段驱动筒阀，使筒阀在不同阶段稳定回落，受力均衡。

进一步，步骤S21中，筒阀回落初始阶段和中间过程为筒阀开度占筒阀全开开度的100％～1％阶段；步骤S22中，筒阀关闭末端为筒阀开度占筒阀全开开度的1％～0％阶段。通过采用上述筒阀开度的阶段划分，有效地对各阶段筒阀的受力进行调节。

再进一步，所述步骤S22中，所述筒阀关闭末端，比例电磁阀以该比例电磁阀的全开开度的75％关闭。该技术方案的技术效果在于通过比例电磁阀的开度调整有效、稳定控制筒阀的闭合操作。

(三)有益效果

与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：

本发明在筒阀开启和关闭过程中，运行平稳，各接力器位移偏差较小(最大偏差在3mm以内)，比例电磁阀调节次数减小，调节效果较好，确保接力器下腔压力平衡。

附图说明

图1为本发明筒阀的液压系统图；

图2为本发明中筒阀开启的步骤方框示意图；

图3为本发明中筒阀关闭的步骤方框示意图。

图中标记：1-接力器；2、3-比例电磁阀；4-筒阀；5-分流器；6-液控单向阀；7-液控阀；8-主供油电磁阀；9、10-电磁阀；11、12-位置开关；13、14-位移传感器；15、16、17、18-插装阀；20-主供油路。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本实施例提供一种水电站筒阀的启闭控制方法，包括以下步骤：

S1如图1所示，在筒阀4开启过程中，首先对筒阀4进行延时平压操作，然后在筒阀4提升至全开过程中，采用比例电磁阀2和3进行同步调节，并将筒阀4全开保持在全开位置。筒阀的驱动系统设有六个接力器1，通过液压系统控制。本实施例中，采用筒阀电气控制柜通过液压系统对六个接力器1控制，从而驱动筒阀4开启和关闭。筒阀电气控制柜中设有可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。将PLC中的程序存储卡进行更换，应用新的程序存储卡对筒阀进行控制。

其中，首先对筒阀4进行延时3～4秒的平压操作，具体方法为：开启液控阀7，在筒阀4开启方向调节比例电磁阀2和3；开启分流器5，延时设定时间再关闭分流器5，防止液压管路的油压冲击。

如图2所示，该步骤S1筒阀开启过程包括以下具体步骤：

S11筒阀4开启初段，开启分流器5，采用比例电磁阀2和3以该比例电磁阀的全开开度的25％比例开度朝筒阀开启方向开启；其中，优选地，筒阀4开启初段为占筒阀全开开度的0％～0.5％阶段；筒阀的接力器1对应的比例电磁阀2和3只进行偏差调节。

S12筒阀中间过程，朝筒阀开启方向开启分流器5，同步调节比例电磁阀2和3；其中，筒阀4中间过程为占筒阀全开开度的0.5％～99％阶段；

S13筒阀4开启末端，关闭分流器5和主供油路20，比例电磁阀2和3以该比例电磁阀的全开开度的25％比例开度开启，直至全开，最后保持开度给接力器1有杆腔供油，将筒阀保持在全开位置。其中，优选地，筒阀4开启末端为占筒阀全开开度的99％～100％阶段。

具体地，如图1所示，筒阀提升至全开工作过程如下：

1)收到开启命令；

2)把液控阀7控制的电磁阀10设到a位置，则液控阀7开启，位置开关11显示为开；

3)把比例电磁阀2和3设到a位置25％开度；主供油电磁阀8电磁阀b位置，分流器5开启使筒阀关闭；液控单向阀6控制电磁阀9至a位置，液控单向阀6开启；

4)从开启命令开始延时4秒后，把液控阀7控制电磁阀10设到中位置，液控阀7关闭，位置开关11、12显示为关；比例电磁阀2和3保持25％开度；

5)当筒阀开度＞0.5％，则：开启分流器5；分流器5开启，把筒阀4开启/关闭；主供油电磁阀8电磁阀a位置＝>插装阀15、18关＝>插装阀16、17开，主供油路20开启筒阀4；

6)当主供油电磁阀8指示“开”则：把比例电磁阀2和3设到中位＝〉分流器5带同步控制，如果有一个接力器1行程超出基准值(平均值±2mm死区)，则通过比例电磁阀2和3进行校正；若接力器移动过快：比例电磁阀2和3往b方向移动；

若接力器1移动过慢：比例电磁阀2和3往a方向移动；

7)当位移传感器13或14测量值大于或等于99.0％时:液控阀7控制电磁阀10保持在b位，则液控阀7关闭，位置开关11显示为关；主供油电磁阀8回复中位，然后插装阀16、17关闭，主供油管路20关闭；比例电磁阀2和3分别在a位，25％开度；

8)当位移传感器13或14测量值大于或等于99.0％时，延时1s后检查限位开关全部到位后发全开信号；

9)当筒阀全开后，保持比例电磁阀2和3趋向a位25％开度，但无同步控制。

S2在筒阀4关闭过程中，首先对筒阀4进行延时平压操作，然后在筒阀4回落至全闭过程中，采用比例电磁阀2和3进行同步调节，并将筒阀4保持在全闭位置。

其中，首先对筒阀4进行延时3～4秒的平压操作，具体方法为：开启液控阀，在筒阀4开启方向调节比例电磁阀2和3；开启分流器5，延时设定时间再关闭分流器5，防止液压管路的油压冲击。

如图3所示，筒阀4关闭过程具体包括以下步骤：

S21筒阀回落初始阶段和中间过程，朝筒阀4关闭方向启动分流器，同步调节比例电磁阀2和3；优选地，筒阀4回落初始阶段和中间过程为筒阀4开度占筒阀4全开开度的100％～1％阶段；筒阀的接力器1对应的比例电磁阀2和3只进行偏差调节。

S22筒阀4关闭末端，关闭分流器4和主供油路，比例电磁阀2和3朝筒阀关闭方向以该比例电磁阀的全开开度的75％开度关闭，直至全关，并保持给接力器1上腔供油，最后筒阀保持在全关位置。优选地，筒阀4关闭末端为筒阀4开度占筒阀全开开度的1％～0％阶段。

具体地，如图1所示，筒阀关闭的工作过程如下：

1)收到关闭命令；

2)使电磁阀9在a位，液控单向阀6打开，收到反馈信号后继续；

3)使电磁阀10在a位，则液控阀7开启，位置开关11、12显示为开；

4)保持比例电磁阀2和3在a位25％开度；

5)从收到关闭命令3秒后；

6)启动分流器5：用于控制筒阀开启/关闭的主供油电磁阀8在b位置＝>插装阀15和插装阀18打开,插装阀16和插装阀17关闭，主供油路20开启，筒阀关4；

7)当主供油电磁阀8反馈开时；使比例电磁阀2和3在中位＝>分流器5控制，如果一个接力器1不同步，则通过相应的比例电磁阀2和3调节；

接力器1过快：不需要修正；

接力器1过慢：比例电磁阀2和3调到b位；

8)当筒阀4开度<1.0％：停止分流器5，主供油电磁阀8在中位＝>插装阀15和18关闭，主供油路20关闭；电磁阀10保持在b位，则液控阀7关闭，位置开关11和12显示为关；

9)比例电磁阀2和3开到75％开度；

10)筒阀4全关后：比例电磁阀2和3在b位置，开度75％；液控单向阀6控制的电磁阀9在b位，液控单向阀6关闭；

11)当接力器1位移传感器13或14显示结果在<0.5％时，输出筒阀全关信号；

12)筒阀4全关后，保持比例电磁阀2或3在b位的75％开度；

13)如果在筒阀关闭期间停电，截止阀自动关闭，筒阀4保持在当前位置。

本实施例提供的筒阀启闭的控制方法，在筒阀4动作前，对筒阀4的液压系统进行平压，消除筒阀4产生的结构应力，平衡各接力器1下腔压力。而且，改变筒阀4动作的初始阶段逻辑，增加了原初始阶段的比例电磁阀2和3调节功能，大大减小了初始阶段的发卡的几率。

经过长时间运行，手动和自动提落筒阀上千次，未出现发卡现象。提落过程中，运行平稳，各接力器位移偏差较小(最大偏差在3mm以内)，比例电磁阀调节次数减小，调节效果较好，接力器下腔压力平衡。

以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种筒阀的启闭控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，步骤S1和S2中，首先对筒阀进行延时3～4秒的平压操作。

3.根据权利要求1或2所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，对筒阀进行延时平压操作的具体方法如下：

开启液控阀，在筒阀开启方向调节比例电磁阀；开启分流器，延时设定时间再关闭分流器。

4.根据权利要求1所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，

所述步骤S1中，筒阀提升至全开过程包括以下具体步骤：

S13筒阀开启末端，关闭分流器和主供油路；比例电磁阀以设定比例开度开启，直至全开，并保持开度给接力器有杆腔供油，最后筒阀保持在全开位置。

5.根据权利要求4所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，步骤S11中，筒阀开启初段为占筒阀全开开度的0％～0.5％阶段；步骤S12中，筒阀中间过程为占筒阀全开开度的0.5％～99％阶段；步骤S13中，筒阀开启末端为占筒阀全开开度的99％～100％阶段。

6.根据权利要求4所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，在步骤S11和S13中，筒阀开启初段和筒阀开启末端，比例电磁阀均以该比例电磁阀的全开开度的25％比例开度开启。

7.根据权利要求1所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，筒阀回落至全闭过程具体包括以下步骤：

S22筒阀关闭末端，关闭分流器和主供油路，比例电磁阀朝筒阀关闭方向设定比例开度关闭，直至全关，并保持给接力器上腔供油，最后将筒阀保持在全关位置。

8.根据权利要求7所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，步骤S21中，筒阀回落初始阶段和中间过程为筒阀开度占筒阀全开开度的100％～1％阶段；步骤S22中，筒阀关闭末端为筒阀开度占筒阀全开开度的1％～0％阶段。

9.根据权利要求7所述的筒阀的启闭控制方法，其特征在于，所述步骤S22中，所述筒阀关闭末端，比例电磁阀以该比例电磁阀的全开开度的75％关闭。