CN217157134U - 一种双向x型流道的泵站闸门操作模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统，包括：工控机、PLC控制柜、闸门启闭控制柜和充电单元；PLC控制柜预设有多个工况的闸门动作信号和抱刹动作信号；工控机连接PLC控制柜，工控机设有显示终端，工控机用于在远程模拟某个工况时发送远程操作指令对PLC控制柜进行信号控制并生成相对应的闸门动作信号和抱刹动作信号；闸门启闭控制柜连接PLC控制柜，闸门启闭控制柜用于根据闸门动作信号和抱刹动作信号模拟闸门动作并将闸门的实时状态返回至显示终端。形象直观地表现出X型流道两侧进出水闸门的动作过程，有利于使用者深入理解并掌握双向X型流道的泵站闸门的工作原理，了解不同故障状态下的检修维护，适用于员工培训和故障模拟。

Description

一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，更具体地，涉及一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统。

背景技术

双向X型流道是抽水泵站常用的一种进出水结构，具有泵排、自排、泵灌、自灌四大功能。泵站机组主要依靠两侧闸门启闭系统的相互配合，进行相应工况的运行。

因泵站机组运行涉及到励磁系统、供水系统、保护系统等多个系统，且均为日常运行设备，造价昂贵，无法经常性地用于员工培训和故障模拟。

因此，需要设计一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统，实现工控机远程或现场实地模拟操作控制X型流道两侧进出水闸门启闭动作和故障排查处理。

实用新型内容

本实用新型提供一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统，经工控机对PLC控制柜和闸门启闭控制柜进行信号控制，模拟泵站闸门动作并将闸门的实时状态以及出现故障时的故障状态返回至工控机的显示终端，有利于使用者深入理解并掌握双向X型流道的泵站闸门的工作原理，了解电气设备设施在不同故障状态下的检修维护，为实操奠定基础，适用于员工培训和故障模拟。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统，包括：

工控机、PLC控制柜、闸门启闭控制柜和充电单元；

所述PLC控制柜预设有多个工况的闸门动作信号和抱刹动作信号；

所述工控机连接所述PLC控制柜，所述工控机设有显示终端，所述工控机用于在远程模拟某个工况时发送远程操作指令对所述PLC控制柜进行信号控制并生成相对应的所述闸门动作信号和所述抱刹动作信号；

所述闸门启闭控制柜连接所述PLC控制柜，所述闸门启闭控制柜用于根据所述闸门动作信号和所述抱刹动作信号模拟闸门动作并将闸门的实时状态返回至所述显示终端；

所述闸门启闭控制柜包括：

主回路，所述主回路用于模拟闸门启闭电动机的启停；

控制回路，所述控制回路用于模拟各个进出水闸门动作以及对应的闸门故障状态；

抱刹回路，所述抱刹回路用于模拟各个进出水闸门的抱刹动作以及对应的抱刹故障状态；

所述充电单元连接所述闸门启闭控制柜，所述充电单元用于为所述闸门启闭控制柜提供工作电源。

优选的，所述闸门启闭控制柜设有现场模拟装置，所述现场模拟装置用于根据现场操作指令以模拟某个工况对应的闸门动作并将闸门的实时状态返回至所述显示终端，其中，现场模拟与远程模拟并行且能够交互运行。

优选的，所述主回路包括第一电机启闭电路、第二电机启闭电路、第三电机启闭电路、第四电机启闭电路；

所述第一电机启闭电路和所述第二电机启闭电路用于模拟外河侧进出水闸门电机启闭，所述第三电机启闭电路和所述第四电机启闭电路用于模拟内河侧进出水闸门电机启闭；

所述第一电机启闭电路、所述第二电机启闭电路、所述第三电机启闭电路和所述第四电机启闭电路均包括依次连接的第一低压断路器、电机互锁开关、热继电器和闸门电动机，其中，所述第一电机启闭电路和第二电机启闭电路并联后通过第二低压断路器连接于第一交流电源，所述第三电机启闭电路和第四电机启闭电路并联后通过第三低压断路器连接于第二交流电源。

优选的，所述控制回路包括并联的第一闸门控制电路、第二闸门控制电路、第三闸门控制电路、第四闸门控制电路，所述第一闸门控制电路和所述第二闸门控制电路用于模拟外河侧进出水闸门升降，所述第三闸门控制电路和所述第四闸门控制电路用于模拟内河侧进出水闸门升降；

每路闸门控制电路与对应的每路电机启闭电路通过开关电路连接；

每路闸门控制电路均包括并联的闸门开启电路和闸门关闭电路，所述闸门开启电路和所述闸门关闭电路通过第一闸门互锁开关进行互锁，所述闸门开启电路包括第一中间继电器、闸门开启开关组、第一交流接触器和第二开关，所述闸门关闭电路包括第二中间继电器、闸门关闭开关组、第二交流接触器和第一开关，其中，所述第一开关为所述第一交流接触器的常闭开关，所述第二开关为所述第二交流接触器的常闭开关；

所述闸门开启开关组包括并联的且均为常开的远程闸门开启开关、现场闸门开启开关和闸门开启自锁开关，所述闸门关闭开关组包括并联的且均为常开的远程闸门关闭开关、现场闸门关闭开关和闸门关闭自锁开关；

所述第一闸门控制电路的第一中间继电器用于根据外河侧进水门开信号模拟外河侧进水闸门开启，所述第一闸门控制电路的第二中间继电器用于根据外河侧进水门关信号模拟外河侧进水闸门关闭，所述第二闸门控制电路的第一中间继电器用于根据外河侧出水门开信号模拟外河侧出水闸门开启，所述第一闸门控制电路的第二中间继电器用于根据外河侧出水门关信号模拟外河侧出水闸门关闭，所述第三闸门控制电路的第一中间继电器用于根据内河侧进水门开信号模拟内河侧进水闸门开启，所述第三闸门控制电路的第二中间继电器用于根据内河侧进水门关信号模拟内河侧进水闸门关闭，所述第四闸门控制电路的第一中间继电器用于根据内河侧出水门开信号模拟内河侧出水闸门开启，所述第四闸门控制电路的第二中间继电器用于根据内河侧出水门关信号模拟内河侧出水闸门关闭。

优选的，每路闸门控制电路中的所述第一中间继电器和所述第二中间继电器均包括远程模拟触点开关和现场模拟触点开关，所述第一中间继电器和所述第二中间继电器的触点开闭状况模拟闸门动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

优选的，所述抱刹回路包括并联的第一抱刹控制电路、第二抱刹控制电路、第三抱刹控制电路、第四抱刹控制电路，所述第一抱刹控制电路和所述第二抱刹控制电路用于模拟外河侧进出水闸门抱刹制动，所述第三抱刹控制电路和所述第四抱刹控制电路用于模拟内河侧进出水闸门抱刹制动；

每路抱刹控制电路均包括抱刹开关组、第一直流接触器，所述抱刹开关组包括并联的且均为常开的远程抱刹紧急开关、现场抱刹紧急开关、第三开关和第四开关，所述第三开关为所述第一交流接触器的常开开关，所述第四开关为所述第二交流接触器的常开开关，互锁的所述第三开关和所述第四开关与互锁的所述第一开关和所述第二开关联动控制，用于模拟每路抱刹控制电路与对应的每路闸门控制电路同步动作。

优选的，所述控制回路还包括与所述第一闸门控制电路并联的主机停机电路，所述主机停机电路包括第三中间继电器和第四低压断路器，所述第三中间继电器的触点开闭状况用于模拟主机停机或事故停机动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

优选的，所述控制回路还包括与所述第一闸门控制电路并联的主机跳闸电路，所述主机跳闸电路包括第四中间继电器和第一时间继电器，所述第四中间继电器的触点开闭状况用于模拟主机跳闸动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

优选的，所述控制回路还包括与所述第一闸门控制电路并联的第一电源监视电路，所述电源监视回路包括第五中间继电器，所述第五中间继电器的触点开闭状况用于模拟所述控制回路的电源监视动作并反馈第控制回路电源故障状态。

优选的，所述控制回路还包括与所述第一抱刹控制电路并联的第二电源监视电路，所述第二电源监视电路包括第六中间继电器，所述第六中间继电器的触点开闭状况用于模拟所述抱刹回路的电源监视动作并反馈抱刹回路电源故障状态。

本实用新型的技术方案的有益效果在于：

本实用新型经工控机在远程模拟某个工况时发送远程操作指令对PLC控制柜进行信号控制并生成相对应的闸门动作信号和抱刹动作信号，闸门启闭控制柜根据闸门动作信号和抱刹动作信号模拟闸门动作并将闸门的实时状态以及出现故障时的故障状态返回至所述显示终端，形象直观地表现出X型流道两侧进出水闸门的动作过程，有利于使用者深入理解并掌握双向X型流道的泵站闸门的工作原理，了解电气设备设施在不同故障状态下的检修维护，为实操奠定基础，该操作模拟系统成本低、安全性高、集成度高、专业性强，适用于员工培训和故障模拟。

进一步地，本实用新型通过闸门启闭控制柜设有的现场模拟装置，使用者现场实地操作模拟某个工况对应的闸门动作并将闸门的实时状态返回至显示终端，闸门启闭控制柜的现场模拟装置与现场使用设备一致，并且与远程模拟能够交互运行，贴近实操。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的外河侧闸门电机启闭电路的电路控制图；

图3为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的内河侧闸门电机启闭电路的电路控制图；

图4为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的外河侧进出水闸门的电路控制图；

图5为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的内河侧进出水闸门的电路控制图；

图6为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的外河侧闸门抱刹的电路控制图；

图7为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的内河侧闸门抱刹的电路控制图；

图8为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的工况选择开关的接点示意图；

图9为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的闸门行程开关的动作示意图；

图10为本实用新型的一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统的双向X型流道示意图。

附图标记说明：

工控机1；PLC控制柜2；闸门启闭控制柜3；充电单元4；工况转换开关K；第一进水门上升按钮1K；第一进水门下降按钮2K；第一进水门停止按钮3K；第一出水门上升按钮4K；第一出水门下降按钮5K；第一出水门停止按钮6K；远程抱刹紧急开关7K、8K；第二进水门上升按钮1SB1；第二进水门下降按钮1SB2；第二进水门停止按钮1SB3；第二出水门上升按钮2SB1；第二出水门下降按钮1SB2；第二出水门停止按钮2SB3；现场抱刹紧急开关3SB1、3SB2；第一低压断路器QF1、QF2；热继电器1KH、2KH；闸门电动机1MS、2MS；第一交流接触器1KM；第二交流接触器2KM；第三交流接触器3KM；第四交流接触器4KM；第二低压断路器QF3；第三低压断路器QF4；第四低压断路器3QF；第一中间继电器2SQA、5SQA；第二中间继电器1SQA、4SQA；第三中间继电器3KA；第四中间继电器4KA；第五中间继电器2KA；第六中间继电器1KA；第一时间继电器2KT；第二时间继电器1KT,制动电磁铁1Y、2Y；第一直流接触器5KM、6KM；第一指示灯2GL；第二指示灯8RL；第三指示灯3GL；第四指示灯9RL；第五指示灯1RL；第六指示灯2RL；第七指示灯3RL；第八指示灯4RL。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

如图1、图4-图7所示，本实用新型提供一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统，包括：

工控机1、PLC控制柜2、闸门启闭控制柜3和充电单元4；

PLC控制柜2预设有多个工况的闸门动作信号和抱刹动作信号；

工控机1连接PLC控制柜2，工控机1设有显示终端，工控机1用于在远程模拟某个工况时发送远程操作指令对PLC控制柜2进行信号控制并生成相对应的闸门动作信号和抱刹动作信号；

闸门启闭控制柜3连接PLC控制柜2，闸门启闭控制柜3用于根据闸门动作信号和抱刹动作信号模拟闸门动作并将闸门的实时状态返回至显示终端；

闸门启闭控制柜3包括：

主回路，主回路用于模拟闸门启闭电动机的启停；

控制回路，控制回路用于模拟各个进出水闸门动作以及对应的闸门故障状态；

抱刹回路，抱刹回路用于模拟各个进出水闸门的抱刹动作以及对应的抱刹故障状态；

充电单元连接闸门启闭控制柜，充电单元用于为闸门启闭控制柜提供工作电源。

具体的，工控机1设有多个模拟开关，包括工况转换开关K、电机启动按钮、第一进水门上升按钮1K、第一进水门下降按钮2K、第一进水门停止按钮3K、第一出水门上升按钮4K、第一出水门下降按钮5K、第一出水门停止按钮6K，其中内河侧和外河侧的模拟开关设置相同。PLC控制柜2预设有多个工况的闸门动作信号和抱刹动作信号。工况包括有排涝、灌溉、引水、断开等工况，工况转换开关K的接点分别对应不同的工况，如图8所示。将每个工况对应的闸门动作信号和抱刹动作信号预设在PLC控制柜2中，通过继电器接收工控机1模拟某个工况时发送的远程操作指令，对闸门启闭控制柜3进行模拟操作。闸门启闭控制柜3包括：用于模拟闸门启闭电动机的启停的主回路、用于模拟各个进出水闸门动作的控制回路和用于模拟各个进出水闸门的抱刹动作的抱刹回路，闸门启闭控制柜3通过PLC控制柜2将闸门的实时状态以及出现故障时的故障状态返回至工控机1的显示终端。如图10所示，示出了显示终端的X型流道的泵站闸门软件模型，比如排涝工况是将内河的水排到外河，工况选择开关K打到排涝工况时，对应的闸门动作包括：主泵开关开启之前，按下工控机1上内河侧的第一进水门上升按钮1K和第一出水门上升按钮4K先将内河侧的进水门和出水门开启(开启出水门是为了泄压)，待主泵开关合闸后，时间继电器动作使外河侧出水门自动打开，之后按下第一出水门下降按钮5K使内河侧出水门下落到底，整个过程外河侧的进水门不动始终是关闭状态。通过操作该模拟系统能形象直观地表现出X型流道两侧进出水闸门的动作过程，有利于使用者深入理解并掌握双向X型流道的泵站闸门的工作原理，了解电气设备设施在不同故障状态下的检修维护，为实操奠定基础，该操作模拟系统成本低、安全性高、集成度高、专业性强，适用于员工培训和故障模拟。

优选地，充电单元4为直流充电柜，由直流充电机构成，用于将380V交流电转化为220V直流电。

一种优选的示例，闸门启闭控制柜3设有现场模拟装置，现场模拟装置用于根据现场操作指令以模拟某个工况对应的闸门动作并将闸门的实时状态返回至显示终端，其中，现场模拟与远程模拟并行且能够交互运行。

具体的，闸门启闭控制柜3设有的现场模拟装置与工况机1端设有的多个模拟开关相对应，比如现场控制的工况转换开关、第二进水门上升按钮1SB1、第二进水门下降按钮1SB2、第二进水门停止按钮1SB3、第二出水门上升按钮2SB1、第二出水门下降按钮1SB2、第二出水门停止按钮2SB3，该按钮都为带指示灯按钮开关，其中，对应进水门上升的第一指示灯2GL，与第一交流接触器1KM的常开触点开关串联连接；对应进水门下降的第二指示灯8RL，与第二交流接触器2KM的常开触点开关串联连接；对应出水门上升的第三指示灯3GL，与第三交流接触器3KM的常开触点开关串联连接；对应出水门下降的第四指示灯9RL，与第四交流接触器4KM的常开触点开关串联连接，用于模拟相应的闸门上升开启或下降关闭的状态显示。比如，在闸门全开的状态下，全开指示灯2GL或3GL不亮，模拟可能出现的以下几种故障：(1)、指示灯损坏；(2)、中间继电器的辅助触点没有闭合。(3)、行程开关问题(包括断电、保险丝烧毁、霍尔元件失灵、窜轴等)。(4)、指示灯电气回路问题，如接触不良等，有利于使用者在不同故障状态下了解电气设备设施的检修维护。闸门启闭控制柜3的现场模拟装置与现场使用设备一致，并且与工况机1远程模拟能够交互运行，贴近实操。

一种优选的示例，如图2、图3所示，主回路包括第一电机启闭电路、第二电机启闭电路、第三电机启闭电路、第四电机启闭电路；

第一电机启闭电路和第二电机启闭电路用于模拟外河侧进出水闸门电机启闭，第三电机启闭电路和第四电机启闭电路用于模拟内河侧进出水闸门电机启闭；

第一电机启闭电路、第二电机启闭电路、第三电机启闭电路和第四电机启闭电路均包括依次连接的第一低压断路器、电机互锁开关、热继电器和闸门电动机，其中，第一电机启闭电路和第二电机启闭电路并联后通过第二低压断路器连接于第一交流电源，第三电机启闭电路和第四电机启闭电路并联后通过第三低压断路器连接于第二交流电源。

具体的，第一电机启闭电路为外河侧进水门电机启闭电路，包括依次连接的第一低压断路器QF1、电机互锁开关、热继电器1KH和闸门电动机1MS，第一低压断路器的QF1触点开关设为常开，电机互锁开关为第一交流接触器1KM和第二交流接触器2KM的触点开关，并联且设为常开，实现进水门电机的正反转互锁。第二电机启闭电路为外河侧出水门电机启闭电路，包括依次连接的第一低压断路器QF2、电机互锁开关、热继电器2KH和闸门电动机2MS，第一低压断路器的QF2触点开关设为常开，电机互锁开关为第三交流接触器3KM和第四交流接触器4KM的触点开关，并联且设为常开，实现出水门电机的正反转互锁。第三电机启闭电路和第四电机启闭电路分别为内河侧的进水门电机启闭电路和出水门电机启闭电路，其设置同外河侧。第一电机启闭电路和第二电机启闭电路并联后通过第二低压断路器QF3连接于第一交流电源，用于模拟外河侧进出水闸门电机启闭，第一交流电源为380V。第三电机启闭电路和第四电机启闭电路并联后通过第三低压断路器QF4连接于第二交流电源，用于模拟内河侧进出水闸门电机启闭，第二交流电源为380V。每路启闭电路分别对应有电机启动按钮，电机启动按钮与第一低压断路器QF1、QF2的常开触点开关连接。

一种优选的示例，如图4、图5所示，控制回路包括并联的第一闸门控制电路、第二闸门控制电路、第三闸门控制电路、第四闸门控制电路，第一闸门控制电路和第二闸门控制电路用于模拟外河侧进出水闸门升降，第三闸门控制电路和第四闸门控制电路用于模拟内河侧进出水闸门升降；

每路闸门控制电路与对应的每路电机启闭电路通过开关电路连接；

每路闸门控制电路均包括并联的闸门开启电路和闸门关闭电路，闸门开启电路和闸门关闭电路通过第一闸门互锁开关进行互锁，闸门开启电路包括第一中间继电器、闸门开启开关组、第一交流接触器和第二开关，闸门关闭电路包括第二中间继电器、闸门关闭开关组、第二交流接触器和第一开关，其中，第一开关为第一交流接触器的常闭开关，第二开关为第二交流接触器的常闭开关；

闸门开启开关组包括并联的且均为常开的远程闸门开启开关、现场闸门开启开关和闸门开启自锁开关，闸门关闭开关组包括并联的且均为常开的远程闸门关闭开关、现场闸门关闭开关和闸门关闭自锁开关；

第一闸门控制电路的第一中间继电器2SQA用于根据外河侧进水门开信号模拟外河侧进水闸门开启，第一闸门控制电路的第二中间继电器1SQA用于根据外河侧进水门关信号模拟外河侧进水闸门关闭，第二闸门控制电路的第一中间继电器5SQA用于根据外河侧出水门开信号模拟外河侧出水闸门开启，第一闸门控制电路的第二中间继电器4SQA用于根据外河侧出水门关信号模拟外河侧出水闸门关闭，第三闸门控制电路的第一中间继电器2SQA用于根据内河侧进水门开信号模拟内河侧进水闸门开启，第三闸门控制电路的第二中间继电器1SQA用于根据内河侧进水门关信号模拟内河侧进水闸门关闭，第四闸门控制电路的第一中间继电器5SQA用于根据内河侧出水门开信号模拟内河侧出水闸门开启，第四闸门控制电路的第二中间继电器4SQA用于根据内河侧出水门关信号模拟内河侧出水闸门关闭。

具体的，每路闸门控制电路与对应的每路电机启闭电路通过开关电路连接，进水闸门控制电路连接的开关电路依次串联有热继电器1KH的常闭触点开关，常闭的第二进水门停止按钮1SB3、常闭的第一进水门停止按钮3K、第一低压断路器QF1的常开触点开关；出水闸门控制电路连接的开关电路依次串联有热继电器2KH的常闭触点开关、常闭的第二出水门停止按钮2SB3、常闭的第一出水门停止按钮6K、第一低压断路器QF2的常开触点开关。

每路闸门控制电路均包括并联的闸门开启电路和闸门关闭电路，例如，两侧的进水闸门开启电路均包括第一中间继电器2SQA、闸门开启开关组、第一交流接触器1KM和第二开关，两侧的进水闸门关闭电路均包括第二中间继电器1SQA、闸门关闭开关组、第二交流接触器2KM和第一开关，其中，第一开关为第一交流接触1KM器的常闭开关，第二开关为第二交流接触器2KM的常闭开关,闸门开启电路和闸门关闭电路通过第一闸门互锁开关进行互锁。

闸门开启开关组包括并联的且均为常开的远程闸门开启开关(第一进水门上升按钮1K)、现场闸门开启开关(第二进水门上升按钮1SB1)和闸门开启自锁开关(第一交流接触器1KM的常开触点开关)，闸门关闭开关组包括并联的且均为常开的远程闸门关闭开关(第一进水门下降按钮2K)、现场闸门关闭开关(第二进水门下降按钮1SB2)和闸门关闭自锁开关(第二交流接触器2KM的常开触点开关)。

两侧的出水闸门开启电路同进水闸门开启电路，不同的是，第一中间继电器为5SQA，第一交流接触器为3KM，第二开关为第二交流接触4KM器的常闭开关，闸门开启开关组包括远程闸门开启开关(第一出水门上升按钮4K)、现场闸门开启开关(第二出水门上升按钮2SB1)和闸门开启自锁开关(第一交流接触器3KM的常开触点开关)。两侧的出水闸门关闭电路同进水闸门关闭电路，不同的是，第二中间继电器为4SQA，第二交流接触器为4KM，第一开关为第一交流接触3KM器的常闭开关，闸门关闭开关组包括远程闸门关闭开关(第一出水门下降按钮5K)、现场闸门关闭开关(第二出水门下降按钮2SB2)和闸门关闭自锁开关(第二交流接触器4KM的常开触点开关)。可以看出，工控机1的模拟开关和闸门启闭控制柜3的现场模拟装置中的开关通过并联或串联的方式组合设置，实现现场模拟与远程模拟并行且能够交互运行。

第二中间继电器1SQA串联连接进水闸门行程开关的下限位开关接点1XXWD和1XXWJ，第一中间继电器2SQA串联连接进水闸门行程开关的上限位开关接点1XXWD和1XXWJ。同理，第二中间继电器4SQA串联连接出水闸门行程开关的下限位开关接点2XXWD和2XXWJ，第一中间继电器2SQA串联连接进水闸门行程开关的上限位开关接点2SXWD和2SXWJ，闸门位置行程开关接点动作图如图9所示。现场模拟装置中还包括多个并联的闸门开关到位的现场指示灯。对应进水闸门开到位的第五指示灯1RL，与第一中间继电器2SQA的常闭触点开关串联连接；对应进水闸门关到位的第六指示灯2RL，与第二中间继电器1SQA的常闭触点开关串联连接；对应出水闸门开到位的第七指示灯3RL，与第一中间继电器5SQA的常闭触点开关串联连接；对应出水闸门关到位的第八指示灯4RL，与第二中间继电器4SQA的常闭触点开关串联连接，用于模拟相应的闸门开到位或关到位的状态显示。

第一中间继电器(2SQA、5SQA)、第二中间继电器(1SQA、4SQA)对应的信号如下表(1)所示：

中间继电器	信号
		1SQA	进水门关信号
2SQA	进水门开信号
		4SQA	出水门关信号
5SQA	出水门开信号

表(1)

一种优选的示例，每路闸门控制电路中的第一中间继电器和第二中间继电器均包括远程模拟触点开关和现场模拟触点开关，第一中间继电器和第二中间继电器的触点开闭状况模拟闸门动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

具体的，以第一中间继电器2SQA为例(1SQA、4SQA、5SQA同理)，第一中间继电器2SQA共有2组、每组有上下2副触点。左边一组现场模拟触点开关用于现场模拟操作，右边一组远程模拟触点开关用于远程模拟控制。

该第一中间继电器2SQA的触点开闭状态模拟的闸门动作如下表(2)所示：

中间继电器的触点状态	模拟闸门动作及状态
		左边上面辅助触点闭合	现场和工控机闸门能操作
左边上面辅助触点分开	现场和工控机闸门不能操作
		左边下面辅助触点分开	现场指示灯不亮
左边下面辅助触点闭合	现场指示灯一直亮
		右边上面辅助触点闭合	工控机闸门一直显示全关
右边上面辅助触点分开	工控机闸门不显示全关

表(2)

该第一中间继电器2SQA的常见故障如下表(3)所示：

表(3)

一种优选的示例，如图6、图7所示，抱刹回路包括并联的第一抱刹控制电路、第二抱刹控制电路、第三抱刹控制电路、第四抱刹控制电路，第一抱刹控制电路和第二抱刹控制电路用于模拟外河侧进出水闸门抱刹制动，第三抱刹控制电路和第四抱刹控制电路用于模拟内河侧进出水闸门抱刹制动；

每路抱刹控制电路均包括抱刹开关组、第一直流接触器，抱刹开关组包括并联的且均为常开的远程抱刹紧急开关、现场抱刹紧急开关、第三开关和第四开关，第三开关为第一交流接触器的常开开关，第四开关为第二交流接触器的常开开关，互锁的第三开关和第四开关与互锁的第一开关和第二开关联动控制，用于模拟每路抱刹控制电路与对应的每路闸门控制电路同步动作。

具体的，第一抱刹控制电路和第三抱刹控制电路分别模拟外河侧和内河侧进水闸门抱刹制动，包括串接的抱刹开关组和第一直流接触器5KM，第一直流接触器5KM的两个常开触点开关设置在制动电磁铁1Y的两侧并并接在抱刹开关组和第一直流接触器5KM线路两端，该线路使用220V直流电。抱刹开关组包括并联的且均为常开的远程抱刹紧急开关7K、现场抱刹紧急开关3SB1、第三开关和第四开关分别为第一交流接触器1KM和第二交流接触器2KM的常开触点开关。第二抱刹控制电路和第四抱刹控制电路分别模拟外河侧和内河侧出水闸门抱刹制动，与进水闸门抱刹控制电路不同的是，第一直流接触器为6KM，远程抱刹紧急开关为8K、现场抱刹紧急开关为3SB2、第三开关和第四开关分别为第三交流接触器3KM和第四交流接触器4KM的常开触点开关，出水闸门的抱刹开关组还并接有第三中间继电器3KA的常开开关。第三开关和第四开关形成抱刹互锁开关与控制回路中互锁的第一开关和第二开关联动控制，模拟实现闸门控制电路中按下闸门升降按钮后，抱刹控制电路与闸门控制电路同步动作。

一种优选的示例，控制回路还包括与第一闸门控制电路并联的主机停机电路，主机停机电路包括第三中间继电器3KA和第四低压断路器3QF，第三中间继电器3KA的触点开闭状况用于模拟主机停机或事故停机动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

具体的，第四低压断路器3QF的常开触点开关为主泵开关，第四低压断路器3QF的常闭触点开关与第三中间继电器3KA串联。出水闸门控制电路连接的开关电路中，第三中间继电器3KA的常闭触点开关与热继电器2KH的常闭触点开关串联。第三中间继电器3KA模拟主机停机或事故停机的常见故障如下表(4)所示：

表(4)

一种优选的示例，控制回路还包括与第一闸门控制电路并联的主机跳闸电路，主机跳闸电路包括第四中间继电器4KA和第一时间继电器2KT，第四中间继电器4KA的触点开闭状况用于模拟主机跳闸动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

具体的，第一时间继电器2KT为自动触发，与第一时间继电器2KT并接的还有第二时间继电器1KT，第二时间继电器1KT为延时触发，设置为8秒。第四中间继电器4KA模拟主机跳闸动作的常见故障如下表(5)所示：

表(5)

一种优选的示例，控制回路还包括与第一闸门控制电路并联的第一电源监视电路，第一电源监视回路包括第五中间继电器2KA，第五中间继电器的触点开闭状况用于模拟控制回路的电源监视动作并反馈第控制回路电源故障状态。

具体的，第五中间继电器2KA模拟控制回路电源监视动作的常见故障如下表(6)所示：

中间继电器触点状况	电源监视状态及故障状态
		左边下面的触点没闭合	现场控制电源监视指示灯不亮
左边下面的触点闭合	现场控制电源监视指示一直亮
		左边上面的触点没闭合	工控机控制电源监视异常
左边下面的触点闭合	工控机控制电源监视正常

表(6)

一种优选的示例，控制回路还包括与第一抱刹控制电路并联的第二电源监视电路，第二电源监视电路包括第六中间继电器1KA，第六中间继电器的触点开闭状况用于模拟抱刹回路的电源监视动作并反馈抱刹回路电源故障状态。

具体的，第六中间继电器1KA模拟抱刹回路电源监视动作的常见故障如下表(7)所示：

中间继电器触点状况	电源监视状态及故障状态
		左边下面的触点没闭合	现场控制电源监视指示灯不亮
左边下面的触点闭合	现场控制电源监视指示一直亮
		左边上面的触点没闭合	工控机控制电源监视异常
左边下面的触点闭合	工控机控制电源监视正常

表(7)

使用者在进行模拟操作时，例如，工控机1正常开机后，进水侧的出水闸门关到位之后又重新开启，如此循环往复。此故障为在主机合闸瞬间，因通讯或中间接触器故障，工控机操作程序不停的发出操作指令而致，处理方法如下：

(1)、在确保主机安全运行的条件下，把工况选择开关K转至“引水”位置，按停止按钮，迅速将工况选择开关K转至“断开”位置，再按出水闸门抱刹紧急开关8K或3SB2，松出水闸门抱刹，使闸门匀速下降，直至关闭。

(2)、在主机停机之后，在工控机1做一次模拟开机，把上一次有错误的操作程序覆盖，联动试验正常之后，下次就能正常开机了。

综上所述，本实用新型经工控机在远程模拟某个工况时发送远程操作指令对PLC控制柜进行信号控制并生成相对应的闸门动作信号和抱刹动作信号，闸门启闭控制柜根据闸门动作信号和抱刹动作信号模拟闸门动作并将闸门的实时状态以及出现故障时的故障状态返回至所述显示终端，形象直观地表现出X型流道两侧进出水闸门的动作过程，有利于使用者深入理解并掌握双向X型流道的泵站闸门的工作原理，了解电气设备设施在不同故障状态下的检修维护，为实操奠定基础，该操作模拟系统成本低、安全性高、集成度高、专业性强，适用于员工培训和故障模拟。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种双向X型流道的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，包括：

工控机、PLC控制柜、闸门启闭控制柜和充电单元；

所述PLC控制柜预设有多个工况的闸门动作信号和抱刹动作信号；

所述工控机连接所述PLC控制柜，所述工控机设有显示终端，所述工控机用于在远程模拟某个工况时发送远程操作指令对所述PLC控制柜进行信号控制并生成相对应的所述闸门动作信号和所述抱刹动作信号；

所述闸门启闭控制柜连接所述PLC控制柜，所述闸门启闭控制柜用于根据所述闸门动作信号和所述抱刹动作信号模拟闸门动作并将闸门的实时状态返回至所述显示终端；

所述闸门启闭控制柜包括：

主回路，所述主回路用于模拟闸门启闭电动机的启停；

控制回路，所述控制回路用于模拟各个进出水闸门动作以及对应的闸门故障状态；

抱刹回路，所述抱刹回路用于模拟各个进出水闸门的抱刹动作以及对应的抱刹故障状态；

所述充电单元连接所述闸门启闭控制柜，所述充电单元用于为所述闸门启闭控制柜提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述闸门启闭控制柜设有现场模拟装置，所述现场模拟装置用于根据现场操作指令以模拟某个工况对应的闸门动作并将闸门的实时状态返回至所述显示终端，其中，现场模拟与远程模拟并行且能够交互运行。

3.根据权利要求1所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述主回路包括第一电机启闭电路、第二电机启闭电路、第三电机启闭电路、第四电机启闭电路；

所述第一电机启闭电路和所述第二电机启闭电路用于模拟外河侧进出水闸门电机启闭，所述第三电机启闭电路和所述第四电机启闭电路用于模拟内河侧进出水闸门电机启闭；

所述第一电机启闭电路、所述第二电机启闭电路、所述第三电机启闭电路和所述第四电机启闭电路均包括依次连接的第一低压断路器、电机互锁开关、热继电器和闸门电动机，其中，所述第一电机启闭电路和第二电机启闭电路并联后通过第二低压断路器连接于第一交流电源，所述第三电机启闭电路和第四电机启闭电路并联后通过第三低压断路器连接于第二交流电源。

4.根据权利要求1所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述控制回路包括并联的第一闸门控制电路、第二闸门控制电路、第三闸门控制电路、第四闸门控制电路，所述第一闸门控制电路和所述第二闸门控制电路用于模拟外河侧进出水闸门升降，所述第三闸门控制电路和所述第四闸门控制电路用于模拟内河侧进出水闸门升降；

每路闸门控制电路与对应的每路电机启闭电路通过开关电路连接；

每路闸门控制电路均包括并联的闸门开启电路和闸门关闭电路，所述闸门开启电路和所述闸门关闭电路通过第一闸门互锁开关进行互锁，所述闸门开启电路包括第一中间继电器、闸门开启开关组、第一交流接触器和第二开关，所述闸门关闭电路包括第二中间继电器、闸门关闭开关组、第二交流接触器和第一开关，其中，所述第一开关为所述第一交流接触器的常闭开关，所述第二开关为所述第二交流接触器的常闭开关；

所述闸门开启开关组包括并联的且均为常开的远程闸门开启开关、现场闸门开启开关和闸门开启自锁开关，所述闸门关闭开关组包括并联的且均为常开的远程闸门关闭开关、现场闸门关闭开关和闸门关闭自锁开关；

所述第一闸门控制电路的第一中间继电器用于根据外河侧进水门开信号模拟外河侧进水闸门开启，所述第一闸门控制电路的第二中间继电器用于根据外河侧进水门关信号模拟外河侧进水闸门关闭，所述第二闸门控制电路的第一中间继电器用于根据外河侧出水门开信号模拟外河侧出水闸门开启，所述第一闸门控制电路的第二中间继电器用于根据外河侧出水门关信号模拟外河侧出水闸门关闭，所述第三闸门控制电路的第一中间继电器用于根据内河侧进水门开信号模拟内河侧进水闸门开启，所述第三闸门控制电路的第二中间继电器用于根据内河侧进水门关信号模拟内河侧进水闸门关闭，所述第四闸门控制电路的第一中间继电器用于根据内河侧出水门开信号模拟内河侧出水闸门开启，所述第四闸门控制电路的第二中间继电器用于根据内河侧出水门关信号模拟内河侧出水闸门关闭。

5.根据权利要求4所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，每路闸门控制电路中的所述第一中间继电器和所述第二中间继电器均包括远程模拟触点开关和现场模拟触点开关，所述第一中间继电器和所述第二中间继电器的触点开闭状况模拟闸门动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

6.根据权利要求4所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述抱刹回路包括并联的第一抱刹控制电路、第二抱刹控制电路、第三抱刹控制电路、第四抱刹控制电路，所述第一抱刹控制电路和所述第二抱刹控制电路用于模拟外河侧进出水闸门抱刹制动，所述第三抱刹控制电路和所述第四抱刹控制电路用于模拟内河侧进出水闸门抱刹制动；

每路抱刹控制电路均包括抱刹开关组、第一直流接触器，所述抱刹开关组包括并联的且均为常开的远程抱刹紧急开关、现场抱刹紧急开关、第三开关和第四开关，所述第三开关为所述第一交流接触器的常开开关，所述第四开关为所述第二交流接触器的常开开关，互锁的所述第三开关和所述第四开关与互锁的所述第一开关和所述第二开关联动控制，用于模拟每路抱刹控制电路与对应的每路闸门控制电路同步动作。

7.根据权利要求4所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述控制回路还包括与所述第一闸门控制电路并联的主机停机电路，所述主机停机电路包括第三中间继电器和第四低压断路器，所述第三中间继电器的触点开闭状况用于模拟主机停机或事故停机动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

8.根据权利要求4所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述控制回路还包括与所述第一闸门控制电路并联的主机跳闸电路，所述主机跳闸电路包括第四中间继电器和第一时间继电器，所述第四中间继电器的触点开闭状况用于模拟主机跳闸动作并反馈闸门的实时状态以及故障状态。

9.根据权利要求4所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述控制回路还包括与所述第一闸门控制电路并联的第一电源监视电路，所述第一电源监视回路包括第五中间继电器，所述第五中间继电器的触点开闭状况用于模拟所述控制回路的电源监视动作并反馈第控制回路电源故障状态。

10.根据权利要求6所述的泵站闸门操作模拟系统，其特征在于，所述控制回路还包括与所述第一抱刹控制电路并联的第二电源监视电路，所述第二电源监视电路包括第六中间继电器，所述第六中间继电器的触点开闭状况用于模拟所述抱刹回路的电源监视动作并反馈抱刹回路电源故障状态。

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