磁致伸缩位移传感器船闸系统组成

　　1、液压启闭机组成

　　某船闸于2018年建成投用，闸、阀门启闭机采用直推式液压机型，闸门启闭机布置在上下闸首边墩的空箱内，阀门启闭机布置在二层机房内，每个闸首一侧的闸门和阀门启闭机共用一台泵站，泵站内部阀件采用PARKER公司产品。闸、阀门电机为ABB三相变频电机，功率分别为15、11kW。闸、阀门油泵均为PARKER恒压变量柱塞泵，排量分别为32ml/r和46ml/r。闸、阀门油缸均带博尔森磁致伸缩位移传感器，油缸内径为250mm，活塞杆外径为180mm,最大行程为4200mm(工作行程:闸门为4100mm;阀门为4000mm)。博尔森磁致伸缩位移传感器为RFM4300MD601R03型，其长度为4300mm,供电电压为24VDC，输出信号为4~20mA模拟量，接口形式为直出三米电缆。

　　2、启闭机控制系统

　　根据直推式液压机型、人字闸门运行方式以及输水系统灌、泄水要求，闸、阀门启闭机以变速方式运行。启闭机控制系统由上位机及2套施耐德PLC组成，实现对上、下闸首闸，阀门等机械设备的控制。每套PLC系统由一个主站和一个远程站组成，其中主站采用Schneider TSX Quantum系列PLC,远程站采用Schneider TSX Quantum系列RIO,两者通过专用电缆相连。控制系统的网络结构如图1所示。

　　在闸门启闭机液压控制系统中，由ATV71HD15N4变频器控制电机频率改变电机和油泵的转速来实现无级变速，频率范围为18~50Hz。在启闭机启、闭过程中，变频器先以低频18Hz运行，并通过博尔森位移传感器实时检测油缸活塞杆运行位置;在闸门运行到某位置(总行程的10%，可调整)后，便开始逐步升至工频运行;待闸门运行到另一设定位置(总行程90%，可调整)后，再由高频逐步降至低频运行直至终点。正常情况下，闸门启、闭时间控制在3min以内。在运行过程中，博尔森磁致伸缩位移传感器实时检测油缸活塞杆行程情况，并通过组态软件在工控机上显示，以方便操作人员观测闸门运行状况。

　　在阀门启闭机液压控制系统中，由ATV71HD15N4变频器控制电机频率改变电机和油泵的转速来实现无级变速。阀门开启时，电机先以0.7m/min的速度(频率为21Hz)运行lmin;随后2min,运行速度从0.7m/min缓升至1.5m/min;再以1.5m/min速度运行到位。强制关闭阀门时，电机以1. 84m/min(可调)的速度运行。阀门平水关闭时，采用差动回路。通过油缸内安装的博尔森磁致伸缩位移传感器，操作员可随时观察阀门运行情况。