CN114607548B - 水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法 - Google Patents
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Abstract
一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,步骤为:将数字量化缸式筒形阀操作至全关位置;确认机械零点已到位;将筒形阀的所有接力器在全关位置压紧;将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;将计算出的接力器位移偏差,分别填入接力器零点校定数据,开始校验;校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。本方法无需依赖最大油口复零脉冲数,也不会因为液压控制装置的解体检修而导致校准液压零点出现误差。
Description
技术领域
本发明属于阀门零点校准技术领域,特别涉及一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法。
背景技术
水电机组数字量化缸式筒形阀各个接力器有三个零点,分别是是机械零点,电气零点、液压零点,这三个零点完全一致,系统才能安全、可靠地工作。机械零点可以直观地用工具测量校准,电气零点可在机械零点确认后,可据此校准各接力器的位移编码器值测量零点值,该测量零点也就是电气零点。当然机械零点和电气零点也可以通过先确定各自的满点,然后再用满点的位置减去接力器全行程从而反算出零点的位置。要让数字量化缸式筒形阀保持同步运动,还需要关注液压零点,安装在接力器顶部的液压控制装置,其内部阀芯的开口,在各筒形阀接力器开启、关闭过程中即需要换向,同时也需要控制流量。当阀芯的开口处于中间关闭的状态,数字阀就不会输出控制流量,接力器就会维持当前位置不变,阀芯开口关闭状态的位置,即是液压零点。
由于数字量化缸式筒形阀液压控制装置阀芯安装在内部,且没有直接的测量工具,为了校准液压零点,传统的校准方法存在的缺点在于:
1)严重依赖各个接力器数字量化缸设备出厂时的测试的开启(关闭)方向最大油口复零脉冲数。若相关出厂测试数据丢失,则无法用上述方法实现液压零点的校准。
2)当数字量化缸式筒形阀的也压控制装置经过长时间运行,内部位移反馈锥形齿轮产生了一定的磨损或变形,或者经过多次解体检修,增加了垫片,调整了齿轮间隙等工作后,出厂测试的开启(关闭)方向最大油口复零脉冲数与实际的复零脉冲数会发生变化。若继续用现有技术采用出厂测试的复零脉冲数校准筒形阀的液压零点就会出现一定的误差,从而对筒形阀的同步性能造成不良影响。
3)现有技术进行液压零点校准操作,需要依次进行筒形阀6个接力器的零点校准工作,耗时较长。期间需要反复地分合液压控制器电源开关,对液压控制装置驱动器造成了一定的冲击,影响了设备的正常使用寿命。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题,本发明所提供的水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,本方法避免了现有技术的上述缺点,无需依赖最大油口复零脉冲数,也不会因为液压控制装置的解体检修而导致校准液压零点出现误差。
为了解决上述技术问题,本发明采取了如下技术方案来实现:
一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,包括以下步骤:
SA1:将数字量化缸式筒形阀操作至全关位置;确认机械零点已到位;
SA2:进入调试模式:筒形阀的所有接力器在全关位置压紧;
SA3:进入电气零点设定页面:
将此位置标定为筒形阀各位移编码器测量的电气零点;
SA4:再次进入调试模式:
将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;
SA5:进入液压控制装置零点校定页面,将步骤SA4计算出的接力器位移偏差,分别填入接力器零点校定数据,开始校验;
SA6:校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。
优选的方案中,所述的步骤SA2中,当压紧到位时,接力器下腔压力接近系统压力,上腔压力接近零;判断方法如下:
当筒形阀在全关位置压紧后,压力判断公式为:
式中:i为接力器编号;
Ps为系统压力;
Kf为接近系统压力时的计算系数,该压力系数接近且小于1.0;
Kz为接近零压力时的计算系数,该压力系数接近但大于0.0;
Pui为各接力器上腔压力;
Pdi为各接力器下腔压力;
上述压力条件满足后,为了避免偶然的压力波动造成的误动,应在测量压力值稳定后,施加时长为T1的滤波延时;满足压力判断公式后接通。
优选的方案中,所述的在步骤SA4中,将调试目标位移量设置为某一试验值ΔLSP,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀;
操作完毕后,为了避免筒形阀位移机械结构动作的滞后性带来的计算误差,应该增加六个滤波延时定时器,定时时长为T2,T2依据现场试验得出,该定时器启动的条件为6个接力器各自的最近T3秒内的位移最大差值和最小差值均不超过某一允许值ΔX,ΔX依据现场试验确定;
在调试模式下,当筒形阀在全关位置向开启方向操作筒形阀,则各个接力器与目标位移之间的偏差计算公式为:
ΔLi=ΔLSP-Li
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
ΔLi为各接力器与目标移动量之间的偏差;
ΔLSP为调试模式下筒形阀设定的开向位移量;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈。
优选的方案中,所述的在步骤SA6中,校定完成后,液压零点校准合格判定标准可用以下公式描述:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈;
S为偏差合格判定标准,该值必须小于筒形阀失步报警值,同时该值还须大于机电设备实际运行的同步精度。
优选的方案中,所述的在步骤SA1中,若将数字量化缸式筒形阀操作至全开位置,则校准步骤如下:
SB1:将数字量化缸式筒形阀操作至全开位置,确认机械满点已到位;
SB2:进入调试模式:筒形阀的所有接力器在全开位置压紧;
SB3:进入电气零点设定页面:
用满点的位置减去接力器全行程从而反算出零点的位置,并将反算出的零点位置标定为筒形阀各位移编码器测量的电气零点;
SB4:再次进入调试模式:
将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向关闭方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过某一时长的延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;
SB5:进入液压控制装置零点校定页面,将步骤SB4计算出的所有接力器位移偏差,分别填入接力器零点校定数据,开始校准;
SB6:校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。
优选的方案中,所述的在步骤SB2中,当筒形阀在全开位置压紧后,压力判断公式为:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Ps为系统压力;
Kf为接近系统压力时的计算系数,该压力系数接近且小于1.0;
Kz为接近零压力时的计算系数,该压力系数接近但大于0.0;
Pui为各接力器上腔压力;
Pdi为各接力器下腔压力;
上述压力条件满足后,为了避免偶然的压力波动造成的误动,应在测量压力值稳定后,施加一定时长的滤波延时;定时时长为T1,T1依据现场试验得出,该定时器启动的条件为步骤SB2所述压力判断公式满足后接通。
优选的方案中,所述的在步骤SB4中,将调试目标位移量设置为某一试验值ΔLSP,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀;
操作完毕后,为了避免筒形阀位移机械结构动作的滞后性带来的计算误差,应该增加六个滤波延时定时器,定时时长为T2,T2依据现场试验得出,该定时器启动的条件为6个接力器各自的最近T3秒内的位移最大差值和最小差值均不超过某一允许值ΔX,ΔX依据现场试验确定;
在调试模式下,当筒形阀在全开位置向关闭方向操作筒形阀,则各个接力器与目标位移之间的偏差计算公式为:
ΔLi=ΔLSP+Li-LN
式中:LN为筒形阀接力器全行程长度;
i为接力器编号,取i=1~6;
ΔLi为各接力器与目标移动量之间的偏差;
ΔLSP为调试模式下筒形阀设定的开向位移量;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈;
优选的方案中,所述的在步骤SB6中,校定完成后,液压零点校准合格判定标准可用以下公式描述:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈;
S为偏差合格判定标准,该值必须小于筒形阀失步报警值,同时该值还须大于机电设备实际运行的同步精度,S依据筒形阀设计资料及现场试验来确定。
本专利可达到以下有益效果:
1、本方法避免了现有技术的上述缺点,无需依赖设备出厂时测试的数字量化缸式筒形阀各接力器液压控制装置开启(关闭)方向的最大油口复零脉冲数,也不会因为液压控制装置的解体检修而导致校准液压零点出现误差。
2、本方法可一次性校准6个接力器的液压零点,从而缩短了零点校准工作的耗时。且本方法无需分合液压控制器电源开关,从而避免现有技术给设备带来的冲击,延长了设备的正常使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明校准流程图(包括将数字量化缸式筒形阀操作至全关位置或全开位置两种方案);
图2为本发明实施例1的流程图;
图3为本发明实施例2的流程图。
具体实施方式
本发明公开的一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,是在现有技术的基础上进行的改进。传统的校准方法为:
1)将数字量化缸式筒形阀操作至全关(全关)位置,并施加一定的预紧压力;
2)断开液压控制器(即数字电机驱动器)电源开关;
3)水电站维护人员用专用手柄,缓慢逆时针(顺时针)转动1#接力器顶部伸出轴,直到手感有阻力旋转不动为止;
4)合上液压控制器(即数字电机驱动器)电源开关,复归相关故障。
5)按每个接力器上液压控制装置编号,查找出液压控制装置出厂时测试的关闭方向最大油口复零脉冲数(开启方向最大油口复零脉冲数),根据该复零脉冲数计算出该液压控制装置的零点校准位移,相应计算公式如下:
ΔX(i,j)=Kemi·N(i,j)
式中:i为接力器编号,取i=1~6;j为-1表示关闭方向,为+1表示开启方向。
ΔX(i,-1)为各接力器全关位置的液压零点校准位移值,单位:毫米(mm);
ΔX(i,+1)为各接力器全开位置的液压零点校准位移值,单位:毫米(mm);
Kemi为各接力器液压控制器每个脉冲产生的位移量,单位:毫米/脉冲(mm/pulse);
N(i,-1)为该液压控制装置出厂时测试的关闭方向最大油口复零脉冲数,单位:脉冲(pulse);
N(i,+1)为该液压控制装置出厂时测试的开启方向最大油口复零脉冲数,单位:脉冲(pulse)。
6)进入液压控制装置零点校准界面,在1#接力器的对应位置填上零点校定位移,其余2~6#接力器对应位置的零点校定位移填写为零;
7)在液压控制装置零点校准界面上,操作开启方向校准(关闭方向校准),驱动1#接力器液压控制器的数字电机,数字电机伸出轴顺时针(逆时针)转动直至停止;
8)1#接力器液压控制装置零点校准完毕,即1#接力器液压控制装置阀口调到零点位置;
9)用同样的方法,依次校准2~6#液压控制装置的液压零点。
针对现有技术的缺点,本发明提出的改进如下:
实施例1:
优选的方案如图1至图2所示,一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,包括如下步骤:
SA1:将数字量化缸式筒形阀操作至全关位置;确认机械零点已到位;
SA2:进入调试模式:
筒形阀的所有接力器(1~6#接力器)在全关位置压紧;当压紧到位时,接力器下腔压力约等于或接近系统压力,上腔压力约等于或接近零;
具体判断方法如下:
当筒形阀在全关位置压紧后,压力判断公式为:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Ps为系统压力,单位:兆帕斯卡(MPa);
Kf为接近系统压力时的计算系数,该压力系数接近且小于1.0,根据现场试验测压传感器及相关回路的精度等因素来确定,典型值为0.968;
Kz为接近零压力时的计算系数,该压力系数接近但大于0.0,根据现场试验测压传感器及相关回路的精度等因素来确定,典型值为0.032;
Pui为各接力器上腔压力,单位:兆帕斯卡(MPa);
Pdi为各接力器下腔压力,单位:兆帕斯卡(MPa);
上述压力条件满足后,为了避免偶然的压力波动造成的误动,应在测量压力值稳定后,施加一定时长的滤波延时;具体为:避免偶然压力波动导致的误动,应该增加一滤波延时定时器,定时器类型为通电延时接通型(TON),定时时长T1可依据现场试验得出,暂定5秒。该定时器启动的条件为步骤SB2所述压力判断公式满足后接通。
SA3:进入电气零点设定页面:
将此位置标定为筒形阀各位移编码器测量的电气零点;
SA4:再次进入调试模式:
将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过某一时长的延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;
例如:将调试目标位移量设置为某一试验值ΔLSP,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀。操作完毕后,为了避免筒形阀位移机械结构动作的滞后性带来的计算误差,应该增加六个滤波延时定时器,定时器类型为通电延时接通型(TON),定时时长T2可依据现场试验得出,暂定7秒。该定时器启动的条件为6个接力器各自的最近T3秒(暂定3秒)内的位移最大差值和最小差值均不超过某一允许值ΔX,该值依据现场试验确定,暂定0.02mm。
在调试模式下,当筒形阀在全关位置向开启方向操作筒形阀,则各个接力器与目标位移之间的偏差计算公式为:
ΔLi=ΔLSP-Li
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
ΔLi为各接力器与目标移动量之间的偏差,单位:毫米(mm);
ΔLSP为调试模式下筒形阀设定的开向位移量,单位:毫米(mm);
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈,单位:毫米(mm);
SA5:进入液压控制装置零点校定页面,将步骤SA4计算出的1~6#接力器位移偏差,分别填入1~6#接力器零点校定数据,点击开启方向校定按钮;所述的“#”表示“号”。
SA6:校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与6个接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。
校定完成后,液压零点校准合格判定标准可用以下公式描述:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈,单位:毫米(mm);
S为偏差合格判定标准,该值必须小于筒形阀失步报警值,同时该值还须大于机电设备实际运行的同步精度,具体可依据筒形阀设计资料及现场试验来确定。单位:
毫米(mm);
实施例2:
优选的方案如图1和图3所示,一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,包括如下步骤:
SB1:将数字量化缸式筒形阀操作至全开位置,确认机械满点已到位;
SB2:进入调试模式:
筒形阀的所有接力器在全开位置压紧,当压紧到位时,接力器的下腔压力约等于或接近零,上腔压力约等于或接近系统压力;
具体判断方法如下:
当筒形阀在全开位置压紧后,压力判断公式为:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Ps为系统压力,单位:兆帕斯卡(MPa);
Kf为接近系统压力时的计算系数,该压力系数接近且小于1.0,根据现场试验测压传感器及相关回路的精度等因素来确定,典型值为0.968;
Kz为接近零压力时的计算系数,该压力系数接近但大于0.0,根据现场试验测压传感器及相关回路的精度等因素来确定,典型值为0.032;
Pui为各接力器上腔压力,单位:兆帕斯卡(MPa);
Pdi为各接力器下腔压力,单位:兆帕斯卡(MPa);
上述压力条件满足后,为了避免偶然的压力波动造成的误动,应在测量压力值稳定后,施加一定时长的滤波延时;具体为:避免偶然压力波动导致的误动,应该增加一滤波延时定时器,定时器类型为通电延时接通型(TON),定时时长T1可依据现场试验得出,暂定5秒。该定时器启动的条件为步骤SB2所述压力判断公式满足后接通。
SB3:进入电气零点设定页面:
用满点的位置减去接力器全行程从而反算出零点的位置,并将反算出的零点位置标定为筒形阀各位移编码器测量的电气零点;
SB4:再次进入调试模式:
将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向关闭方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过某一时长的延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;
例如:将调试目标位移量设置为某一试验值ΔLSP,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀。操作完毕后,为了避免筒形阀位移机械结构动作的滞后性带来的计算误差,应该增加六个滤波延时定时器,定时器类型为通电延时接通型(TON),定时时长T2可依据现场试验得出,暂定7秒。该定时器启动的条件为6个接力器各自的最近T3秒(暂定3秒)内的位移最大差值和最小差值均不超过某一允许值ΔX,该值依据现场试验确定,暂定0.02mm。
在调试模式下,当筒形阀在全开位置向关闭方向操作筒形阀,则各个接力器与目标位移之间的偏差计算公式为:
ΔLi=ΔLSP+Li-LN
式中:LN为筒形阀接力器全行程长度,单位:毫米(mm)。
i为接力器编号,取i=1~6;
ΔLi为各接力器与目标移动量之间的偏差,单位:毫米(mm);
ΔLSP为调试模式下筒形阀设定的开向位移量,单位:毫米(mm);
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈,单位:毫米(mm);
SB5:进入液压控制装置零点校定页面,将步骤SB4计算出的1~6#接力器位移偏差,分别填入1~6#接力器零点校定数据,点击开启方向校定按钮;所述的“#”表示“号”;
SB6:校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与6个接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。
校定完成后,液压零点校准合格判定标准可用以下公式描述:
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈,单位:毫米(mm);
S为偏差合格判定标准,该值必须小于筒形阀失步报警值,同时该值还须大于机电设备实际运行的同步精度,具体可依据筒形阀设计资料及现场试验来确定。单位:毫米(mm)。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案,而不应视为对于本发明的限制,本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案,包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进,也在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,其特征在于包括以下步骤:
SA1:将数字量化缸式筒形阀操作至全关位置;确认机械零点已到位;
SA2:进入调试模式:筒形阀的所有接力器在全关位置压紧;
SA3:进入电气零点设定页面:
将此位置标定为筒形阀各位移编码器测量的电气零点;
SA4:再次进入调试模式:
将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;
SA5:进入液压控制装置零点校定页面,将步骤SA4计算出的接力器位移偏差,分别填入接力器零点校定数据,开始校验;
SA6:校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。
3.根据权利要求2所述的水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,其特征在于:在步骤SA4中,将调试目标位移量设置为某一试验值ΔLSP,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀;
操作完毕后,为了避免筒形阀位移机械结构动作的滞后性带来的计算误差,应该增加六个滤波延时定时器,定时时长为T2,T2依据现场试验得出,该定时器启动的条件为6个接力器各自的最近T3秒内的位移最大差值和最小差值均不超过某一允许值ΔX,ΔX依据现场试验确定;
在调试模式下,当筒形阀在全关位置向开启方向操作筒形阀,则各个接力器与目标位移之间的偏差计算公式为:
ΔLi=ΔLSP-Li
式中:i为接力器编号,取i=1~6;
ΔLi为各接力器与目标移动量之间的偏差;
ΔLSP为调试模式下筒形阀设定的开向位移量;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈。
5.根据权利要求1所述的水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,其特征在于:在步骤SA1中,若将数字量化缸式筒形阀操作至全开位置,则校准步骤如下:SB1:将数字量化缸式筒形阀操作至全开位置,确认机械满点已到位;
SB2:进入调试模式:筒形阀的所有接力器在全开位置压紧;
SB3:进入电气零点设定页面:
用满点的位置减去接力器全行程从而反算出零点的位置,并将反算出的零点位置标定为筒形阀各位移编码器测量的电气零点;
SB4:再次进入调试模式:
将调试目标位移量设置为某一试验值,并设置运动速度设置为某一试验值,向关闭方向操作筒形阀,待操作完毕后,经过某一时长的延时等待后,在计算各个接力器与目标位移值之间的偏差;
SB5:进入液压控制装置零点校定页面,将步骤SB4计算出的所有接力器位移偏差,分别填入接力器零点校定数据,开始校准;
SB6:校定完成后,正常开启关闭筒形阀操作过程中各接力器的位移与接力器位移的平均值偏差应不大于检验标准差值,则判定本次液压零点校准。
7.根据权利要求5所述的水电机组数字量化缸式筒形阀液压零点校准方法,其特征在于:在步骤SB4中,将调试目标位移量设置为某一试验值ΔLSP,并设置运动速度设置为某一试验值,向开启方向操作筒形阀;
操作完毕后,为了避免筒形阀位移机械结构动作的滞后性带来的计算误差,应该增加六个滤波延时定时器,定时时长为T2,T2依据现场试验得出,该定时器启动的条件为6个接力器各自的最近T3秒内的位移最大差值和最小差值均不超过某一允许值ΔX,ΔX依据现场试验确定;
在调试模式下,当筒形阀在全开位置向关闭方向操作筒形阀,则各个接力器与目标位移之间的偏差计算公式为:
ΔLi=ΔLSP+Li-LN
式中:LN为筒形阀接力器全行程长度;
i为接力器编号,取i=1~6;
ΔLi为各接力器与目标移动量之间的偏差;
ΔLSP为调试模式下筒形阀设定的开向位移量;
Li为各接力器运动完毕后的位置反馈。
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Citations (6)
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