CN108087357B - 双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法。通过持门液压缸对闸门左右两侧实时高度姿态的控制、空载液压缸行程闭环同步控制以及接力过程挂脱钩同步控制。本发明解决了双吊点闸门采用接力式液压启闭机操作时的双吊点同步偏差控制问题，以确保超大孔口闸门平稳可靠的启闭运行。

Description

双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法

技术领域

本发明涉及一种双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法。

背景技术

双吊点闸门启闭过程均需对双吊点启闭高度偏差进行控制，以确保闸门启闭全程的平稳可靠运行。当采用常规双缸液压启闭机操作时，每个吊点设置一套液压缸，启闭过程将两套液压缸作为同步控制对象，全程同步偏差信号均取自两液压缸的行程检测偏差值，根据该偏差的方向和偏差值的大小，通过调节两液压缸的供、排油流量，实现双吊点闭环同步控制，最终达到闸门的全程平稳启闭运行。

接力式液压启闭机每个吊点配置两套短行程液压缸，运行时，经多次交替接力完成闸门启闭，同步控制对象为交替变换的持门液压缸，如同步偏差信号仍取自液压缸的行程检测偏差值，在启闭运行全过程，该偏差信号需在多次接力转换前后，交替地作为持门液压缸的纠偏控制依据，对闸门姿态进行控制，同时由于闸门上设有多个吊点轴，各吊点轴之间不可避免的位置偏差和各液压缸的安装偏差等因素必将对闸门的实时姿态产生难以控制的影响。因此，采用接力式液压启闭机操作时，对最终实现闸门全程平稳启闭运行而言，每组液压缸的行程检测偏差值已不再合适作为闭环同步控制信号，采用的同步偏差控制信号为闸门左右两侧定点实时高度检测偏差信号，在启闭运行全过程，使每组持门缸均按同一个连续的偏差信号进行同步控制运行，才能有效控制闸门的姿态。

由于接力式液压启闭机的运行方式、同步控制对象及同步偏差信号来源与常规双缸液压启闭机的差异，使双吊点闸门采用接力式液压启闭机操作时，实施双吊点闭环同步偏差控制的难度远大于常规双缸液压启闭机，因此，在此前实际工程中，接力式液压启闭机均采用简单的开环控制方案，尚无双吊点闸门同步闭环控制技术的应用。

上述两种与本发明接近或类似的现有方案存在以下不足和缺陷：

（1）双缸液压启闭机闭环同步偏差控制方案，启闭全过程采用两套液压缸行程偏差信号，控制两套液压缸的行程同步运行，不能满足接力式液压启闭机双吊点共4套液压缸交替持门运行的要求。

（2）接力式液压启闭机开环控制方案，由液压控制阀组一次调定同步控制阀的通过流量实现双吊点基本同步运行，由于无实时偏差信号反馈调节控制功能，同步控制精度低，偏差积累将影响闸门启闭运行的安全可靠性，更难以满足远程自动控制的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决双吊点闸门采用接力式液压启闭机操作时的双吊点同步偏差控制问题，以确保超大孔口闸门平稳可靠的启闭运行，提供一种双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法，提供有一双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制系统，包括第一弧形闸门、第二弧形闸门、设置于两弧形闸门左右两侧且用于检测两弧形闸门实时高度偏差的实时高度偏差检测装置、用于带动两个弧形闸门启闭的随动拉杆、用于控制随动拉杆伸缩动作的液压缸、用于检测液压缸行程的液压缸行程检测装置，所述液压缸由液压系统控制动作；所述随动拉杆为4个，其中第一弧形闸门由第一、第二随动拉杆带动，第二弧形闸门由第三、第四随动拉杆带动；所述液压缸为4个，第一至第四液压缸分别控制第一至第四随动拉杆的伸缩动作；所述液压系统包括第一至第二同步控制阀组、方向控制阀组、低压泵组油源阀组、低压泵组、高压泵组、高压泵组油源阀组，高压泵组向液压缸有杆腔供油，低压泵组向液压缸无杆腔供油；所述第一同步控制阀组与所述第一、第四液压缸连接，所述第二同步控制阀组与所述第二、第三液压缸连接，所述第一至第二同步控制阀组均连接至所述方向控制阀组，所述方向控制阀组还分别与低压泵组油源阀组、低压泵组、高压泵组、高压泵组油源阀组连接；所述方法具体实现如下，

（1）开启闸门：

第一、第四液压缸在下极限位，第二、第三液压缸在上极限位，低压泵组、高压泵组启动，方向控制阀组动作，第一、第四液压缸下腔进油，提升两弧形闸门至液压缸行程上极限停止动作，提升两弧形闸门过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制的偏差信号来自所述实时高度偏差检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第一同步控制阀组自动调整第一、第四液压缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；同时第二、第三液压缸上腔进油，空载下降至所述液压缸行程检测装置设定行程停止动作，空载下降过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制的偏差信号来自所述液压缸行程检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第二同步控制阀组自动调整第二、第三液压缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；提升缸与下降缸到位停止动作后，方向控制阀组动作，第二、第三液压缸下腔进油，空载提升至有杆腔压力大于2MPa，完成第一轮接力，第二、第三液压缸继续持门提升，而后将两弧形闸门的实时高度偏差检测装置的偏差信号切换到第二、第三液压缸的同步纠偏控制程序中，第一、第四液压缸上腔进油，根据第一、第四液压缸的液压缸行程信号进行空载下降过程的实时同步纠偏，开始新一轮行程，多次交替直至开启到预置高度；

（1）关闭闸门：

第一、第四液压缸在上极限位，第二、第三液压缸在下极限位，低压泵组、高压泵组启动，方向控制阀组动作，第一、第四液压缸上腔进油，持门先下降几秒时间，第二、第三液压缸再下腔进油，空载提升，以确保随动拉杆脱钩成功；第一、第四液压缸持门下降至液压缸行程检测装置设定行程停止动作，待第二、第三液压缸空载提升至有杆腔压力大于2MPa后继续下降至液压缸行程下极限，确保随动拉杆翻钩时闸门荷载已不作用在吊钩上；第一、第四液压缸持门下降过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制偏差信号来自所述实时高度偏差检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第一同步控制阀组自动调整第一、第四液压缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；第二、第三液压缸空载提升过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自所述液压缸行程检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第二同步控制阀组自动调整第二、第三液压缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；下降缸与提升缸停止动作后，完成第一轮接力，方向控制阀组动作，第二、第三液压缸持门先下降几秒后，第一、第四液压缸空载提升，此时将两弧形闸门的实时高度偏差检测装置的偏差信号切换到第二、第三液压缸的同步纠偏控制程序中，空载缸的偏差信号切换至第一、第四液压缸的行程检测装置，开始新一轮行程，多次交替直至关闭到预置高度。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明解决双吊点闸门采用接力式液压启闭机操作时的双吊点同步偏差控制问题，以确保超大孔口闸门平稳可靠的启闭运行。

附图说明

图1为闸门结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的I部分放大图。

图4为本发明液压系统原理框图。

图5为本发明开启闸门电气控制流程图。

图6为本发明关闭闸门电气控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明的一种双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法，提供有一双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制系统，包括第一弧形闸门、第二弧形闸门、设置于两弧形闸门左右两侧且用于检测两弧形闸门实时高度偏差的实时高度偏差检测装置、用于带动两个弧形闸门启闭的随动拉杆、用于控制随动拉杆伸缩动作的液压缸、用于检测液压缸行程的液压缸行程检测装置，所述液压缸由液压系统控制动作；所述随动拉杆为4个，其中第一弧形闸门由第一、第二随动拉杆带动，第二弧形闸门由第三、第四随动拉杆带动；所述液压缸为4个，第一至第四液压缸分别控制第一至第四随动拉杆的伸缩动作；所述液压系统包括第一至第二同步控制阀组、方向控制阀组、低压泵组油源阀组、低压泵组、高压泵组、高压泵组油源阀组，高压泵组向液压缸有杆腔供油，低压泵组向液压缸无杆腔供油；所述第一同步控制阀组与所述第一、第四液压缸连接，所述第二同步控制阀组与所述第二、第三液压缸连接，所述第一至第二同步控制阀组均连接至所述方向控制阀组，所述方向控制阀组还分别与低压泵组油源阀组、低压泵组、高压泵组、高压泵组油源阀组连接；所述方法具体实现如下，

（1）开启闸门：

第一、第四液压缸在下极限位，第二、第三液压缸在上极限位，低压泵组、高压泵组启动，方向控制阀组动作，第一、第四液压缸下腔进油，提升两弧形闸门至液压缸行程上极限停止动作，提升两弧形闸门过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制的偏差信号来自所述实时高度偏差检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第一同步控制阀组自动调整第一、第四液压缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；同时第二、第三液压缸上腔进油，空载下降至所述液压缸行程检测装置设定行程停止动作，空载下降过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制的偏差信号来自所述液压缸行程检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第二同步控制阀组自动调整第二、第三液压缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；提升缸与下降缸到位停止动作后，方向控制阀组动作，第二、第三液压缸下腔进油，空载提升至有杆腔压力大于2MPa，完成第一轮接力，第二、第三液压缸继续持门提升，而后将两弧形闸门的实时高度偏差检测装置的偏差信号切换到第二、第三液压缸的同步纠偏控制程序中，第一、第四液压缸上腔进油，根据第一、第四液压缸的液压缸行程信号进行空载下降过程的实时同步纠偏，开始新一轮行程，多次交替直至开启到预置高度；

（1）关闭闸门：

第一、第四液压缸在上极限位，第二、第三液压缸在下极限位，低压泵组、高压泵组启动，方向控制阀组动作，第一、第四液压缸上腔进油，持门先下降几秒时间，第二、第三液压缸再下腔进油，空载提升，以确保随动拉杆脱钩成功；第一、第四液压缸持门下降至液压缸行程检测装置设定行程停止动作，待第二、第三液压缸空载提升至有杆腔压力大于2MPa后继续下降至液压缸行程下极限，确保随动拉杆翻钩时闸门荷载已不作用在吊钩上；第一、第四液压缸持门下降过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制偏差信号来自所述实时高度偏差检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第一同步控制阀组自动调整第一、第四液压缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；第二、第三液压缸空载提升过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自所述液压缸行程检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第二同步控制阀组自动调整第二、第三液压缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；下降缸与提升缸停止动作后，完成第一轮接力，方向控制阀组动作，第二、第三液压缸持门先下降几秒后，第一、第四液压缸空载提升，此时将两弧形闸门的实时高度偏差检测装置的偏差信号切换到第二、第三液压缸的同步纠偏控制程序中，空载缸的偏差信号切换至第一、第四液压缸的行程检测装置，开始新一轮行程，多次交替直至关闭到预置高度。

以下为本发明的具体实施例。

如图1-3所示，本实施例为双吊点弧形闸门接力式液压启闭机电液同步控制技术，具有液压缸（1）、随动拉杆（2）、闸门左右两侧实时高度偏差检测系统（3）、液压缸行程检测装置（13）、弧形闸门（4）、液压泵站（5）和电气控制系统（6）。

如图4所示，液压系统主要由同步控制阀组（7）、方向控制阀组（8）、低压泵组油源阀组（9）、低压泵组（10）、高压泵组（11）高压泵组油源阀组（12）组成。高压泵组向液压缸有杆腔供油，低压泵组向液压缸无杆腔供油。电气控制流程如下：

1）开启闸门（图5所示）

持门液压缸1、4在下极限位，接力液压缸2、3在上极限位，低压泵组（10）、高压泵组（11）启动，方向控制阀组（8）动作，缸1、4下腔进油，提升闸门至液压缸行程上极限停止动作，提升闸门过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自闸门左右两侧实时高度偏差检测系统（3），当偏差值超过最大允许值，液压系统通过同步控制阀组（7）自动调整1、4缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；同时缸2、3上腔进油，空载下降至液压缸行程检测装置设定行程停止动作，空载下降过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自2、3液压缸的行程检测装置（13），当偏差值超过最大允许值，液压系统通过同步控制阀组（7）自动调整2、3缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止。提升缸与下降缸到位停止动作后，方向控制阀组（8）动作，缸2、3下腔进油，空载提升至有杆腔压力大于2MPa，完成第一轮接力，缸2、3继续持门提升，电控系统自动将闸门左右两侧实时高度偏差检测系统（3）的偏差信号切换到2、3缸同步纠偏控制程序中（纠偏程序同上1、4缸），缸1、4上腔进油，电控系统根据1、4液压缸的行程检测装置（13）给出的信号进行空载下降过程的实时同步纠偏（纠偏程序同上2、3缸），开始新一轮行程，多次交替直至开启到预置高度。

2）关闭闸门（图6所示）

持门液压缸1、4在上极限位，接力液压缸2、3在下极限位，低压泵组（10）、高压泵组（11）启动，方向控制阀组（8）动作，缸1、4上腔进油，持门先下降几秒时间，缸2、3再下腔进油，空载提升，以确保脱钩成功。缸1、4持门下降至液压缸行程检测装置设定行程停止动作，待缸2、3空载提升至有杆腔压力大于2MPa后继续下降至液压缸行程下极限，确保翻钩时闸门荷载已不作用在吊钩上。缸1、4持门下降过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自闸门左右两侧实时高度偏差检测系统（3），当偏差值超过最大允许值，液压系统通过同步控制阀组（7）自动调整1、4缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；缸2、3空载提升过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自2、3液压缸的行程检测装置（13），当偏差值超过最大允许值，液压系统通过同步控制阀组（7）自动调整2、3缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止。下降缸与提升缸停止动作后，完成第一轮接力，方向控制阀组（8）动作，缸2、3持门先下降几秒后，缸1、4空载提升，此时电控系统自动将闸门左右两侧实时高度偏差检测系统（3）的偏差信号切换到2、3缸同步纠偏控制程序中（纠偏程序同上1、4缸），空载缸的偏差信号切换至1、4液压缸的行程检测装置（13）（纠偏程序同上2、3缸），开始新一轮行程，多次交替直至关闭到预置高度。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制方法，其特征在于：提供有一双吊点闸门接力式液压启闭机闭环同步控制系统，包括第一弧形闸门、第二弧形闸门、设置于两弧形闸门左右两侧且用于检测两弧形闸门实时高度偏差的实时高度偏差检测装置、用于带动两个弧形闸门启闭的随动拉杆、用于控制随动拉杆伸缩动作的液压缸、用于检测液压缸行程的液压缸行程检测装置，所述液压缸由液压系统控制动作；所述随动拉杆为4个，其中第一弧形闸门由第一、第二随动拉杆带动，第二弧形闸门由第三、第四随动拉杆带动；所述液压缸为4个，第一至第四液压缸分别控制第一至第四随动拉杆的伸缩动作；所述液压系统包括第一至第二同步控制阀组、方向控制阀组、低压泵组油源阀组、低压泵组、高压泵组、高压泵组油源阀组，高压泵组向液压缸有杆腔供油，低压泵组向液压缸无杆腔供油；所述第一同步控制阀组与所述第一、第四液压缸连接，所述第二同步控制阀组与所述第二、第三液压缸连接，所述第一至第二同步控制阀组均连接至所述方向控制阀组，所述方向控制阀组还分别与低压泵组油源阀组、低压泵组、高压泵组、高压泵组油源阀组连接；所述方法具体实现如下，

（1）开启闸门：

第一、第四液压缸在下极限位，第二、第三液压缸在上极限位，低压泵组、高压泵组启动，方向控制阀组动作，第一、第四液压缸下腔进油，提升两弧形闸门至液压缸行程上极限停止动作，提升两弧形闸门过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制的偏差信号来自所述实时高度偏差检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第一同步控制阀组自动调整第一、第四液压缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；同时第二、第三液压缸上腔进油，空载下降至所述液压缸行程检测装置设定行程停止动作，空载下降过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制的偏差信号来自所述液压缸行程检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第二同步控制阀组自动调整第二、第三液压缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；提升缸与下降缸到位停止动作后，方向控制阀组动作，第二、第三液压缸下腔进油，空载提升至有杆腔压力大于2MPa，完成第一轮接力，第二、第三液压缸继续持门提升，而后将两弧形闸门的实时高度偏差检测装置的偏差信号切换到第二、第三液压缸的同步纠偏控制程序中，第一、第四液压缸上腔进油，根据第一、第四液压缸的液压缸行程信号进行空载下降过程的实时同步纠偏，开始新一轮行程，多次交替直至开启到预置高度；

（2）关闭闸门：

第一、第四液压缸在上极限位，第二、第三液压缸在下极限位，低压泵组、高压泵组启动，方向控制阀组动作，第一、第四液压缸上腔进油，持门先下降几秒时间，第二、第三液压缸再下腔进油，空载提升，以确保随动拉杆脱钩成功；第一、第四液压缸持门下降至液压缸行程检测装置设定行程停止动作，待第二、第三液压缸空载提升至有杆腔压力大于2MPa后继续下降至液压缸行程下极限，确保随动拉杆翻钩时闸门荷载已不作用在吊钩上；第一、第四液压缸持门下降过程中进行实时同步纠偏控制，该同步纠偏控制偏差信号来自所述实时高度偏差检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第一同步控制阀组自动调整第一、第四液压缸的出油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；第二、第三液压缸空载提升过程中进行实时同步纠偏控制，偏差信号来自所述液压缸行程检测装置；当偏差值超过最大允许值，液压系统通过第二同步控制阀组自动调整第二、第三液压缸的进油量，偏差值达到允许设定值后，纠偏调节停止；下降缸与提升缸停止动作后，完成第一轮接力，方向控制阀组动作，第二、第三液压缸持门先下降几秒后，第一、第四液压缸空载提升，此时将两弧形闸门的实时高度偏差检测装置的偏差信号切换到第二、第三液压缸的同步纠偏控制程序中，空载缸的偏差信号切换至第一、第四液压缸的行程检测装置，开始新一轮行程，多次交替直至关闭到预置高度。