小浪底水利枢纽孔板洞工作门双门同步精确控制优化探讨.docx

小浪底水利枢纽孔板洞工作门双门同步精确控制优化探讨.docx小浪底水利枢纽孔板洞工作门双门同步精确控制优化探讨摘要:小浪底水利枢纽孔板洞偏心铰弧形工作门作为泄洪排沙系统的重要组成部分,其同步启闭控制要求很高,而现有启闭系统受结构本体、行程测量系统以及液压系统的影响,双门同步运动难以精确实现。本文通过对现有技术进行分析,得出通过采用先进行程测量系统和增设泵站旁路纠偏系统,可以有效增加控制精度和纠偏反馈精度,为双门同步启闭的解决提供思路,也为类似工程问题的解决提供借鉴。关键词:小浪底水利枢纽孔板洞同步启闭行程测量旁路纠偏中图分类号:TV34文献标识码:A文章编号:1674-098X(2017)10(c)-0037-02小浪底水利枢纽位于河南省洛阳市孟津县与济源市之间,,%,以防洪、防凌、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电。泄洪排沙系统由3条孔板洞、3条排沙洞、3条明流洞、6条发电洞及正常溢洪道组成。孔板洞的工作门和配套的液压启闭设备是泄洪排沙系统的关键设备,其孔洞形式特殊,工作门为双门结构,泄洪运用时要求两扇工作门实现同步启闭,但其设备设计、制造于1999年,受当时技术条件的限制,设备的运行情况不是很理想,双门难以精确同步,本文通过对其不同步原因进行分析,研究并提出同步精确控制的改造方案。1系统构成孔板洞的每个洞室均并排设置有A、B两扇偏心铰弧形工作闸门,每个闸门分别配备了一套独立的液压启闭设备和泵站控制系统;两个闸门由一套电气系统进行控制。每个闸门设置有主、副两个启闭机,主机控制启升和下降,副机控制前移和后撤。在设计上,要求A、B两扇闸门同时开启,启闭过程中同步偏差小不大于300mm。实际运行中,发现通过电气控制和液压系统的调控,可以实现两扇门的同时开启,但在启闭过程中同步要求难以精确实现,存在较大的过程偏差。2双门不同步原因分析(1)液压系统。闸门的受力情况复杂,偏心铰与副机为半刚性连接,系统未设置全自动同步伺服控制系统,仅仅依靠手动调节液压阀组控制流量进而影响启闭速度,但手动调节反馈较慢,同步反应慢,当单个闸门运行出现阻力时,更会影响启闭速度,难以迅速反馈。(2)行程测量装置的缺陷。现阶段,闸门启闭的开度测量通过IFM旋转编码器数据采集和主令控制器机械限位控制,能够直观反馈开度数据,但不具备数据处理功能。同时由于在制造安装上的误差,两个编码器的采集也存在数值上的偏差,难以精确保证双门的实际开度值完全同步,甚至在运行过程中会加大测量偏差。(3)闸门运行阻力。根据文献[1][2]可知,偏心铰弧门受力情况复杂,特别在双门不同步的运行条件下,两个闸门还受高水头和孔板消能环等因素的影响,受力情况相差更大,导致运行阻力偏差进一步增大,在没有自动调节手段的情况下,同步偏差也随之扩大。3液压同步控制技术简介随着技术的迅速发展,液压启闭机的精确测量技术在同步控制方面取得了较大的进步,近些年国内外在光电脉冲传感器、磁致位移传感器等领域的研究都实现了重大突破,为精确同步控制技术的发展奠定了基础[1]。目前来说,水利行业液压油缸普遍采用的同步系统主要有3种形式。(1)伺服变量泵的同步回路。两个启闭机由各自油泵供油,一台是定量泵,另一台是伺服变量泵;变量泵的额定流量比定量泵的大,以留有调整余量。启闭机工作时,变量泵对定量泵进行补油控制,使变量泵的排油随定量泵发生相应的变化,反馈调节来满