CN218473062U - 一种水闸数控伺服启闭机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水闸数控伺服启闭机控制系统，包括安装座，所述安装座的正面固定连接有PLC控制柜，所述PLC控制柜的左侧固定连接有无线收发器，所述安装座的顶部固定连接有手电两用启闭机，所述手电两用启闭机远离安装座的左侧固定连接有电机接盘，所述手电两用启闭机的输出轴固定连接有与电机接盘转动配合的联轴器，所述电机接盘的另一侧固定连接有伺服电机。通过PLC控制柜、无线收发器、电机接盘、联轴器、电机轴、定子和编码器的配合，便于使用者对手电两用启闭机和伺服电机进行人机交互操作控制，从而基于数控自动化控制采用伺服传动技术，来实现水闸的安全保护、人机交互以及信号无线传输控制为一体的操作效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及水闸控制技术领域，尤其涉及一种水闸数控伺服启闭机控制系统。
背景技术
水闸是修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物，关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水，在水利工程中，水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛。
目前市面上所采用的水闸控制技术大多为螺杆式启闭机和卷扬式启闭机两种，而这两种设备主要还是倚靠交流接触器控制的复杂的正反转方式，此方式不仅电气回路复杂，元件多，节点多，安装后维修量多，而且还存在电机不能调速，启闭速度不能调节，在电机停止时，闸门和启闭机由于惯性，位置停不准，位置精度不高，运行稳定性较差的问题，而且螺杆式启闭机容易出现的顶闸，卷扬式启闭机容易出现的乱绳问题，无法基于数控自动化控制采用伺服传动技术，来实现水闸的安全保护、人机交互以及信号无线传输控制为一体的操作效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在无法基于数控自动化控制采用伺服传动技术，来实现水闸的安全保护、人机交互以及信号无线传输控制为一体的操作效果的缺点，而提出的一种水闸数控伺服启闭机控制系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种水闸数控伺服启闭机控制系统，包括安装座，所述安装座的正面固定连接有PLC控制柜，所述PLC控制柜的左侧固定连接有无线收发器，所述安装座的顶部固定连接有手电两用启闭机，所述手电两用启闭机远离安装座的左侧固定连接有电机接盘，所述手电两用启闭机的输出轴固定连接有与电机接盘转动配合的联轴器，所述电机接盘的另一侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机上转动连接有与联轴器转动配合的电机轴，所述伺服电机的内壁固定连接有与电机轴配合使用的定子，所述伺服电机的另一侧固定连接有电机后盖，所述电机后盖的内腔设置有与PLC控制柜配合使用的编码器。
优选的，所述编码器的接线端设置有与电机后盖配合使用的编码器电缆，所述电机后盖靠近编码器电缆的一侧设置有动力电缆。
优选的，所述伺服电机内腔靠近电机轴的一侧设置有与定子配合使用的磁钢压板。
优选的，所述磁钢压板的外侧设置有与电机轴配合使用的高强度垫板，所述伺服电机内腔靠近定子的四周均设置有三相绕组线圈。
优选的，所述手电两用启闭机的右侧一体成型有连接端部，且连接端部的内腔转动连接有与手电两用启闭机输出轴另一侧固定配合的转头。
优选的，所述转头的内腔开设有六边形插口，且六边形插口的内腔卡接有六边形插头，且六边形插头的右侧固定连接有摇把。
优选的，所述PLC控制柜的输出端与手电两用启闭机的输入端单向电连接，所述手电两用启闭机的输出端与伺服电机的输入端单向电连接，所述伺服电机的电机轴通过丝杆组件转动连接有闸门，所述闸门上安装有绝对值型位置传感器。
本实用新型中，所述一种水闸数控伺服启闭机控制系统，通过PLC控制柜、无线收发器、电机接盘、联轴器、电机轴、定子和编码器的配合，便于使用者对手电两用启闭机和伺服电机进行人机交互操作控制，也对手电两用启闭机和伺服电机实现数控自动化控制和数据无线收发效果，提升水闸升降状态的精准度和稳定性，同时也使伺服电机可以实现电压检测、电流检测器件、电源相位检测和缺相检测功能，替代了在传统控制方式所必须的交流接触器、电压表和电流互感器部件，可以精确控制伺服电机的扭矩输出以及采集反馈实时扭矩操作，实现灵敏感应荷载变化的效果，得益于精确的扭矩反馈和载荷计算，伺服电机也可在荷载达到设定值时及时自主停机，杜绝螺杆式启闭机容易出现的顶闸以及卷扬式启闭机容易出现的乱绳问题，起到安全保护作用，通过编码器，实现水闸当前状态的精确位置检测效果，取代传统控制方式的外置闸位计，从而基于数控自动化控制采用伺服传动技术，来实现水闸的安全保护、人机交互以及信号无线传输控制为一体的操作效果。
通过编码器电缆，为编码器起到电量输入和信号传输作用，利于编码器的正常工作，通过动力电缆，为伺服电机提供正常电量传输工作，通过磁钢压板和高强度垫板，加强伺服电机运行过程中的整体抗压强度，使伺服电机满足超负荷、大功率以及长时间的工作需求，通过三相绕组线圈，对伺服电机的旋转磁场力进行加强，提高电机轴的转动功率，通过连接端部、转头、六边形插口、六边形插头和摇把，在手电两用启闭机和伺服电机检修和故障时，可采用手动启闭方式对其进行操控，满足意外情况下，水闸的正常启闭工作需求。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种水闸数控伺服启闭机控制系统的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种水闸数控伺服启闭机控制系统的结构右视图；
图3为本实用新型提出的伺服电机的结构剖视图；
图4为本实用新型提出的一种水闸数控伺服启闭机控制系统的系统框图；
图5为本实用新型提出的一种水闸数控伺服启闭机控制系统的工作原理图。
图中：1、安装座；2、PLC控制柜；3、无线收发器；4、手电两用启闭机；5、电机接盘；6、联轴器；7、伺服电机；8、电机轴；9、定子；10、电机后盖；11、编码器；12、编码器电缆；13、动力电缆；14、磁钢压板；15、高强度垫板；16、三相绕组线圈；17、转头；18、摇把。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1-5，一种水闸数控伺服启闭机控制系统，包括安装座1，安装座1的正面固定连接有PLC控制柜2，PLC控制柜2的左侧固定连接有无线收发器3，安装座1的顶部固定连接有手电两用启闭机4，手电两用启闭机4远离安装座1的左侧固定连接有电机接盘5，手电两用启闭机4的输出轴固定连接有与电机接盘5转动配合的联轴器6，电机接盘5的另一侧固定连接有伺服电机7，伺服电机7上转动连接有与联轴器6转动配合的电机轴8，伺服电机7的内壁固定连接有与电机轴8配合使用的定子9，伺服电机7的另一侧固定连接有电机后盖10，电机后盖10的内腔设置有与PLC控制柜2配合使用的编码器11，通过PLC控制柜2、无线收发器3、电机接盘5、联轴器6、电机轴8、定子9和编码器11的配合，便于使用者对手电两用启闭机4和伺服电机7进行人机交互操作控制，也对手电两用启闭机4和伺服电机7实现数控自动化控制和数据无线收发效果，提升水闸升降状态的精准度和稳定性，同时也使伺服电机7可以实现电压检测、电流检测器件、电源相位检测和缺相检测功能，替代了在传统控制方式所必须的交流接触器、电压表和电流互感器部件，可以精确控制伺服电机7的扭矩输出以及采集反馈实时扭矩操作，实现灵敏感应荷载变化的效果，得益于精确的扭矩反馈和载荷计算，伺服电机7也可在荷载达到设定值时及时自主停机，杜绝螺杆式启闭机容易出现的顶闸以及卷扬式启闭机容易出现的乱绳问题，起到安全保护作用，通过编码器11，实现水闸当前状态的精确位置检测效果，取代传统控制方式的外置闸位计，从而基于数控自动化控制采用伺服传动技术，来实现水闸的安全保护、人机交互以及信号无线传输控制为一体的操作效果。
实施例二
在实施例一的基础上改进：一种水闸数控伺服启闭机控制系统，包括安装座1，安装座1的正面固定连接有PLC控制柜2，PLC控制柜2的左侧固定连接有无线收发器3，安装座1的顶部固定连接有手电两用启闭机4，手电两用启闭机4的右侧一体成型有连接端部，且连接端部的内腔转动连接有与手电两用启闭机4输出轴另一侧固定配合的转头17，转头17的内腔开设有六边形插口，且六边形插口的内腔卡接有六边形插头，且六边形插头的右侧固定连接有摇把18，在手电两用启闭机4和伺服电机7检修和故障时，可采用手动启闭方式对其进行操控，满足意外情况下，水闸的正常启闭工作需求，手电两用启闭机4远离安装座1的左侧固定连接有电机接盘5，手电两用启闭机4的输出轴固定连接有与电机接盘5转动配合的联轴器6，电机接盘5的另一侧固定连接有伺服电机7，伺服电机7上转动连接有与联轴器6转动配合的电机轴8，伺服电机7的内壁固定连接有与电机轴8配合使用的定子9，伺服电机7内腔靠近电机轴8的一侧设置有与定子9配合使用的磁钢压板14，磁钢压板14的外侧设置有与电机轴8配合使用的高强度垫板15，加强伺服电机7运行过程中的整体抗压强度，使伺服电机7满足超负荷、大功率以及长时间的工作需求，伺服电机7内腔靠近定子9的四周均设置有三相绕组线圈16，对伺服电机7的旋转磁场力进行加强，提高电机轴8的转动功率，伺服电机7的另一侧固定连接有电机后盖10，电机后盖10的内腔设置有与PLC控制柜2配合使用的编码器11，编码器11的接线端设置有与电机后盖10配合使用的编码器电缆12，为编码器11起到电量输入和信号传输作用，利于编码器11的正常工作，电机后盖10靠近编码器电缆12的一侧设置有动力电缆13，为伺服电机7提供正常电量传输工作，PLC控制柜2内预装有驱动电路板且驱动电路板上设有驱动电路，PLC控制柜2的输出端与手电两用启闭机4的输入端单向电连接，手电两用启闭机4的输出端与伺服电机7的输入端单向电连接，伺服电机7的电机轴8通过丝杆组件转动连接有闸门，闸门上安装有绝对值型位置传感器，通过PLC控制柜2、无线收发器3、电机接盘5、联轴器6、电机轴8、定子9和编码器11的配合，便于使用者对手电两用启闭机4和伺服电机7进行人机交互操作控制，也对手电两用启闭机4和伺服电机7实现数控自动化控制和数据无线收发效果，提升水闸升降状态的精准度和稳定性，同时也使伺服电机7可以实现电压检测、电流检测器件、电源相位检测和缺相检测功能，替代了在传统控制方式所必须的交流接触器、电压表和电流互感器部件，可以精确控制伺服电机7的扭矩输出以及采集反馈实时扭矩操作，实现灵敏感应荷载变化的效果，得益于精确的扭矩反馈和载荷计算，伺服电机7也可在荷载达到设定值时及时自主停机，杜绝螺杆式启闭机容易出现的顶闸以及卷扬式启闭机容易出现的乱绳问题，起到安全保护作用，通过编码器11，实现水闸当前状态的精确位置检测效果，取代传统控制方式的外置闸位计，从而基于数控自动化控制采用伺服传动技术，来实现水闸的安全保护、人机交互以及信号无线传输控制为一体的操作效果。
本实用新型中，在对水闸启闭操控时，使用者先通过PLC控制柜2对手电两用启闭机4进行人机交互式开启，则手电两用启闭机4再通过联轴器6对伺服电机7上的电机轴8进行联锁启闭控制，当手电两用启闭机4处于启动状态时，先设定水闸的开度给定要求，再由编码器11对安装在闸门上的绝对值型位置传感器进行位置感应控制，由编码器电缆12提供电力供应和信号指令传输补偿，则按照编码器11上预设的数控编程指令数据控制伺服电机7上电机轴8的转速和转矩，再由手电两用启闭机4的联轴器6对伺服电机7内的电机轴8进行联锁开启控制，动力电缆13对伺服电机7提供电力传输补偿，且定子9和三相绕组线圈16在伺服电机7内产生旋转磁场，并在定子9和三相绕组线圈16的旋转磁场力作用下，则旋转磁场力带动伺服电机7上的电机轴8按预设的转速和转矩带动闸门进行精准启闭控制，闸门在编辑器11预设位置范围内启闭控制后，伺服电机7再将转速、电流、转速以及闸门开度信息反馈至PLC控制柜2内，由无线收发器3对现场闸门的启闭位置和电机轴8的转速、电流和转矩数据经过PLC控制柜2发送至后台终端，若手电两用启闭机4和伺服电机7处于检修、故障以及断电状态时，由使用者握紧摇把18将六边形插头插入转头17上的六边形插口内，在顺时针转动摇把18，手动对手电两用启闭机4进行启闭控制，同理，再通过伺服电机7上的电机轴8手动闸门进行启闭操控。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水闸数控伺服启闭机控制系统，包括安装座(1)，其特征在于：所述安装座(1)的正面固定连接有PLC控制柜(2)，所述PLC控制柜(2)的左侧固定连接有无线收发器(3)，所述安装座(1)的顶部固定连接有手电两用启闭机(4)，所述手电两用启闭机(4)远离安装座(1)的左侧固定连接有电机接盘(5)，所述手电两用启闭机(4)的输出轴固定连接有与电机接盘(5)转动配合的联轴器(6)，所述电机接盘(5)的另一侧固定连接有伺服电机(7)，所述伺服电机(7)上转动连接有与联轴器(6)转动配合的电机轴(8)，所述伺服电机(7)的内壁固定连接有与电机轴(8)配合使用的定子(9)，所述伺服电机(7)的另一侧固定连接有电机后盖(10)，所述电机后盖(10)的内腔设置有与PLC控制柜(2)配合使用的编码器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种水闸数控伺服启闭机控制系统，其特征在于，所述编码器(11)的接线端设置有与电机后盖(10)配合使用的编码器电缆(12)，所述电机后盖(10)靠近编码器电缆(12)的一侧设置有动力电缆(13)。
3.根据权利要求1所述的一种水闸数控伺服启闭机控制系统，其特征在于，所述伺服电机(7)内腔靠近电机轴(8)的一侧设置有与定子(9)配合使用的磁钢压板(14)。
4.根据权利要求3所述的一种水闸数控伺服启闭机控制系统，其特征在于，所述磁钢压板(14)的外侧设置有与电机轴(8)配合使用的高强度垫板(15)，所述伺服电机(7)内腔靠近定子(9)的四周均设置有三相绕组线圈(16)。
5.根据权利要求1所述的一种水闸数控伺服启闭机控制系统，其特征在于，所述手电两用启闭机(4)的右侧一体成型有连接端部，且连接端部的内腔转动连接有与手电两用启闭机(4)输出轴另一侧固定配合的转头(17)。
6.根据权利要求5所述的一种水闸数控伺服启闭机控制系统，其特征在于，所述转头(17)的内腔开设有六边形插口，且六边形插口的内腔卡接有六边形插头，且六边形插头的右侧固定连接有摇把(18)。
7.根据权利要求1所述的一种水闸数控伺服启闭机控制系统，其特征在于，所述PLC控制柜(2)的输出端与手电两用启闭机(4)的输入端单向电连接，所述手电两用启闭机(4)的输出端与伺服电机(7)的输入端单向电连接，所述伺服电机(7)的电机轴(8)通过丝杆组件转动连接有闸门，所述闸门上安装有绝对值型位置传感器。
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