船闸阀门开度仪的改进和应用
刍议船闸闸门存在开度误差问题及解决措施
刍议船闸闸门存在开度误差问题及解决措施【摘要】闸门在频繁运行中时常会出现全关不到位和错位现象，为实现船闸准确和可靠的运行，必须找出闸门开度误差的原因，以便及时予以纠正。
本文笔者主要分析了某船闸闸门开度存在的误差问题，结合近年来的工作实践经验，提出了相应的解决措施，仅供参考。
【关键词】船闸；闸门；误差；措施引言近年来，随着交通基础设施建设力度的加大，我省内河航运事业的蓬勃发展，加之京杭运河上二线、三线及其他航道上船闸相继开工建设。
，内河航运事业发展前景广阔。
而一些船闸由于在频繁的运行过程中，渐渐出现闸门全关不到位和错位的现象，这就大大降低了船闸的使用寿命，因此，为了确保船闸的准备可靠的运行，就需要找出船闸闸门开度出现误差的原因，及时的进行纠正处理。
下文笔者就船闸闸门存在开度误差问题进行了分析研究，并提出相应的解决措施。
1 概述1.1 船闸闸门特性某船闸为人字门，闸门门体尺寸为13.1m×7.338m×0.9m，闸门顶底梁设置顶底枢，中缝和侧缝止水均为刚止水，闸门底梁设置P 型止水橡皮进行止水。
闸门关闭时的门扇轴线与闸眉横向轴线夹角为22.5°，闸门门座通过绞轴与液压启闭机活塞杆连接，闸门最大开度为2.93m。
上下游水位差为6m。
1.2 闸门电气制动化特性闸门开度测量采用ZSL- 2主全控制收绳式传感器，集数字与机械控制信号为一体，由绝对值型编码器、测量轮、测绳、贮绳轮、限位开关组件、凸轮组件、恒力弹簧组件等组成。
当闸门发生位移变化时，使恒力弹簧组转动，收进或放出测绳，测绳带动编码器旋转，发生角位移变化，角位移转动量通过电缆传输给当前闸门的开度并实施控制。
同时也带动凸轮组件旋转，当凸轮旋转至设定的上下限控制点时，凸轮触动限位开关动作，切断启闭机油泵电源。
自动化（PLC）系统提供输入模块和用单机芯片实现与闸门开度传感器的输入接口，实现串行数据与PLC 数值量输入模块连接的输出接口。
浅析船闸常见电气故障原因及对策
车辆工程技术98机械电子1 船闸常见电气故障原因1.1 限位开关所导致的闸阀门故障 限位开关对于船闸系统的运行影响比较直接，也是极为关键性的外设设备，限位开关是对闸阀门进行控制，确保运动有效的开展，同时将运行的信息反馈到控制系统内，确保闸门门体动作的安全性与启闭机械液压油缸行程的安全性。
但是限位开关往往都会因为加工质量比较差、寿命不足等，导致运动中会产生触点锁死或者中继养护等问题，造成系统的运行质量比较差，影响总体结构的性能。
比如，出现限位开关触电锁死而闸门不运行故障。
故障现象：阀门提落灯亮起，落阀到规定位置上，不能进行提阀运动。
故障排查：将启闭机故障与水下故障问题全部排除，初步确定故障是由于电气控制系统所导致，然后按照如下步骤逐步进行排查。
第一，阀门关闭到位时，在操作台进行按钮操作和控制柜阀门作业，没有任何动作反应；第二，使用上位机进行提阀门操作，组态软件显示阀门已经提到位置上；第三，检查确定电器柜中的信号灯变化情况，阀门回落到原有位置上，指示灯与提阀全部亮起，就表示中继或者行程开关中存在故障；第四，检查确定控制柜中继，阀门提阀到位，中继和落阀到位，中继实现电吸合，拨动摇臂，可以正常运行，提阀信号一直显示；第五，检查阀门是否可以回落到规定位置，形成开关与限位撞块落阀到开关摇臂，直接触发到位信号；第六，检测提阀开关的部件，根据需要调整摇臂，直接触发信号；第七，开启限位阀的外壳，如果内部有任何锈蚀、潮湿等现象，可以利用万用表进行触点的检查，有常闭的情况，会导致回路出现导通的情况，就会检测确定有提阀信号，不能开启阀门。
故障分析：限位开关在加工制造环节就有巨大的缺陷，导致不能正常的应用，密封圈也有严重的老化问题，导致水汽无法及时排出去，也可能是因为限位开关与连接电缆接口的部位密封性不足，雨水或者清扫中所产生的水进入到电缆内，导致生锈情况的出现，影响整体运行。
解决办法：限位开关全部更换，排除故障问题。
闸门自动化控制在水利工程中的应用与优化
闸门自动化控制在水利工程中的应用与优化摘要：本文介绍了闸门自动化控制在水利工程中的应用与优化。
通过对闸门自动化控制系统的原理、组成和功能的详细分析，探讨了其在水利工程中的应用现状和存在的问题。
提出了一些优化措施，包括采用先进的控制技术、加强系统的可靠性和稳定性、提高系统的智能化水平等，以进一步提高闸门自动化控制系统的性能和效率。
关键词：闸门自动化控制；水利工程；应用；优化引言水利工程在人类社会的发展中起着重要的作用。
它涵盖了水资源利用、水能开发、灌溉排水、防洪抗旱、水环境保护等方面，对国家经济和社会发展具有重要意义。
随着科技的进步和计算机技术的发展，自动化控制在水利工程中的应用得到了迅猛的发展。
闸门作为水利工程中重要的调节与控制设施，其自动化控制的实现将极大提高系统的稳定性、精确性和效率。
1、闸门自动化控制系统的原理和组成闸门自动化控制系统通过传感器获取闸门运行状态、水位、流量等实时数据，然后经过控制器的信号处理和计算，通过执行器实现对闸门的开闭和运行状态的调节和控制。
该系统由传感器和监测设备、控制器和执行器、通信和数据传输以及人机界面和监控系统等组成。
传感器用于获取数据并转化为电信号，控制器是核心部分，负责信号处理和计算控制策略，执行器实现对闸门的控制，通信和数据传输实现系统与中心监控系统的交互，人机界面和监控系统方便工程人员对系统进行操作、监控和故障诊断。
通过这些组件的相互配合和协调，闸门自动化控制系统可以实现对闸门的智能化控制，提高水利工程的运行效率和稳定性。
2、闸门自动化控制系统的功能和特点闸门自动化控制系统具备远程控制和监测、自动调节和优化、故障诊断和报警以及数据记录和分析等多种功能。
系统能够远程控制闸门的开闭，并实时监测闸门的运行状态，提高了操作的便利性和工作效率。
通过预设的控制策略和实时数据的输入，系统能够自动调节闸门的开闭程度，满足工程要求并优化系统运行效率。
系统还具备故障诊断和报警功能，能够实时监测闸门的运行状态，发现异常情况并及时报警，提高了设备的安全性和可靠性。
闸门开度检测
摘要：PLC以其固有的特性，在闸阀门智能化处理中得到了广泛的应用。
解决好PLC与闸阀门开度检测装置间的数据传输接口是实现闸阀门高效、可靠、安全运行的关键。
虽然，PLC提供SSI输入模块，但这类模块价格太高，需要配置专用电缆和处理软件。
利用单片机实现与闸阀门开度检测装置（SSI）的输入接口，实现串行数据转换成并行数据与PLC数值量输入模块连接的输出接口。
这样既降低了成本，又简化了PLC的编程。
关键词：单片机闸阀门检测方法闸阀门开度检测装置在淮安三线船闸工程中，是实现闸阀门安全、高效和智能化运行的主要设备之一。
该检测装置运用主要目的为：（1）在闸阀门启闭操作时，用于实时指示闸阀门的开度位置，以利于操作员及时掌握闸阀门的运行情况；（2）闸阀门开度参与闸阀门的运行控制，如使阀门开启至任意设定开度，实时监视阀门在这一设定开度时的下滑情况，并根据阀门下滑至不同关键位置时，立即采取相应的处理措施。
（3）控制左右人字闸门同步运行与平稳变速运行。
ROQ425是德国海德汉（HENDENHAIN）的（13位+12位）绝对编码器。
特别适合于高精度、大量程闸阀门行程测量和控制的场合，是构成闸阀门检测装置的主要部件。
具有如下主要特点：（1）分辨率高，最高可达8192线/转（13位）；（2）量程大，最高可达4096转（12位）；（3）掉电位置保护，无论开度仪掉电多少时间，系统上电后，ROQ425总能准确地测量出闸门当前的开度。
（4）数据输出接口，采用串行同步接口（SSI）传输数据。
PLC以其固有的特性，在闸阀门智能化处理中得到了广泛的应用。
解决好PLC与闸阀门开度检测装置间的数据传输接口是实现闸阀门高效、可靠、安全运行的关键。
虽然，PLC提供SSI输入模块，但这类模块价格太高，需要配置专用电缆和处理软件。
利用单片机实现与闸阀门开度检测装置（SSI）的输入接口，实现串行数据转换成并行数据与PLC数值量输入模块连接的输出接口。
这样既降低了成本，又简化了PLC的编程。
船闸电气自动化设备改造与技术创新研究
船闸电气自动化设备改造与技术创新研究
船闸是连接两个不同水平的河道或水体之间的水利工程设施，主要用于船只通过。
为
了提高船闸操作的效率和安全性，现在很多船闸开始采用电气自动化设备进行改造和升级。
本文将对船闸电气自动化设备改造与技术创新进行研究，探讨其实际应用和发展趋势。
船闸电气自动化设备改造的目的是提高船闸的操作效率和安全性。
传统的船闸操作需
要大量的人力和时间，而电气自动化设备可以实现对船闸门、水位和泵站等设备的远程监
控和控制，从而实现集中管理和快速响应。
通过自动化设备，船闸操作人员可以远程监测
船闸的状态，并及时采取措施进行调整，实现船闸的快速开闭和水位的平衡调节，提高船
只通过的效率。
自动化设备还可以实现对船闸的报警和故障诊断，提高了船闸的安全性。
船闸电气自动化设备改造还可以通过技术创新来提升其功能和性能。
随着信息技术的
发展，船闸电气自动化设备可以集成更多的功能和特性。
通过先进的传感器技术，可以实
现对船闸门的位置、速度和力量等参数的监测和控制；通过网络通信技术，可以实现对多
个船闸的联网管理和协调控制；通过数据分析和模型建立，可以实现对船闸运行的预测和
优化。
这些技术创新可以提高船闸的智能化水平，提升其功能和性能。
船闸电气自动化设备改造还面临一些挑战和问题。
船闸的操作条件和环境复杂多变，
需要考虑到不同船闸的差异性和特殊性。
船闸设备的更新和维护需要大量的资金和人力投入，需要船闸管理部门和运营企业的支持和合作。
船闸电气自动化设备的标准和规范还需
要进一步完善，以确保其操作和运行的安全性。
阀门技术改进实践的深入总结
阀门技术改进实践的深入总结。
一、阀门技术的意义阀门技术是工业设备的重要组成部分，其作用是控制流体的流动，调节流量和压力，实现工艺流程的安全运行。
要保证生产过程的可靠性和有效性，需要采用高度优化的阀门技术。
而且，随着工业化的不断发展，阀门的使用范围也在不断扩大，单纯的打开和关闭已经不能满足工业企业对阀门控制的需求。
因此，阀门技术的改进对于提高工业设备的自动化程度和生产效率具有重要意义。
二、阀门技术的改进方向阀门技术的改进方向主要围绕以下几个方面展开：1.阀门的自动化控制传统的阀门控制方式主要是手动和机械化控制，这种控制方式不仅效率低下，而且操作难度大。
在实际生产过程中，会出现频繁的操作失误、渗漏、泄漏等现象，从而导致流体的流动、稳定性和安全性都受到了极大的影响，而且工人的工作也很辛苦，难以保证生产效率和稳定性。
因此，阀门的自动化控制成为了提高工业设备自动化程度的主要手段之一。
目前，阀门自动化控制可采用Pneumatic、Electric或Hydraulic等多种驱动方式。
其中，Pneumatic驱动方式受到人们的广泛认可，主要原因是压缩空气是一种安全可靠、易于控制的能量源，能够确保阀门的控制速度和准确性。
而且，Pneumatic驱动方式具有开、关、调节、比例反馈等多种功能，能满足不同的控制需求。
2.阀门芯材料的改进阀门的芯材料在工业生产过程中扮演着举足轻重的角色，直接影响着阀门的耐腐蚀性、耐高温性、密封性和稳定性。
传统的阀门芯材料一般采用镍铜合金、铜、不锈钢、铸铁等材料，这些材料虽然可以满足一般需求，但是在特殊工艺和环境条件下，其使用寿命和稳定性都难以保证。
因此，阀门芯材料的改进成为了当今阀门技术的重要研究方向之一。
目前，阀门芯材料的改进主要采用钛合金、高强度陶瓷、黑陶瓷、聚四氟乙烯等新材料，这些材料具有优异的耐腐蚀性、耐热性和密封性，能够满足高温、高浓度酸碱溶液等特殊要求的阀门应用。
3.阀门密封材料的改进阀门的密封性是阀门技术的重要指标之一，其好坏直接决定了阀门的使用效果和性能。
数字型闸门开度控制仪的研制与应用
数字型闸门开度控制仪的研制与应用黄建国;郝巧云【摘要】如皋市焦港闸的闸门启闭自动化控制系统经常出现故障,存在安全隐患.本文针对升卧式闸门运行特点,研制了数字型闸门开度控制仪,解决了闸门运行过程中的诸多控制问题.经过两年多运行证明,该仪器运行可靠,控制精度高,能够满足启闭全过程的精准控制要求,可为类似工程提供借鉴.【期刊名称】《水利建设与管理》【年(卷),期】2018(038)007【总页数】3页(P59-60,58)【关键词】数字型;闸门;开度控制仪;研制【作者】黄建国;郝巧云【作者单位】如皋市焦港闸管理所,江苏如皋 226500;如皋市焦港闸管理所,江苏如皋 226500【正文语种】中文【中图分类】TV6641 工程概况如皋市焦港闸是2012年利用连申线扩大焦港河引江能力而扩建的水闸工程。
焦港闸共有5孔，总净宽44m；最大引潮流量497 m3/s，排涝流量242 m3/s。
焦港闸采用卷扬式启闭机，升卧式闸门，其中中孔净宽12m，闸门自重39.70t，边孔净宽均为8m，闸门净重26.50t。
2 闸门启闭运行控制情况焦港闸闸门启闭自动化控制系统与水闸建设同步完工，2013年3月，正式投入运行。
闸门开度控制分为开度数据采集和限位控制两个部分。
开度数据采集是在启闭机上安装有开度数字传感器，将数据读入可编程逻辑控制器(PLC控制系统)，供上位机采集、显示。
而闸门的位置控制是利用安装于启闭机上的3只行程开关来实现，3只行程开关分别控制闸门的上限、下限和搁门点。
闸门启闭操作是由上位机向安装于现地控制柜内的PLC控制系统发出升、降指令，PLC控制系统根据闸门所处的上限、下限、搁门位置，发出电机正反转控制信号。
3 存在的主要问题自动化控制系统经过一年多运行，存在以下问题：ⓐ开度数字传感器内置电池失效，导致闸门开度数据丢失，传感器上电清零，不能反映闸门开度真实情况；ⓑ启闭过程控制未实现数字化，依靠机械式行程限位开关，精度较差，经常会出现搁门位置不准，导致闸门搁置失灵搁不住、搁门器不能解锁、钢丝绳松驰脱移卷扬机滚筒等事故隐患；ⓒ常出现搁门器单侧解锁现象，导致闸门倾斜于门槽内的事故经常发生。
船闸人字门常见闸阀门运行故障与处理分析
船闸人字门常见闸阀门运行故障与处理分析发布时间：2021-06-01T10:31:46.153Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王伟[导读] 摘要：目前，我国工业的发展取得了巨大的进步，在这样的背景之下，交通运输发展起到极为关键的作用，其中船闸对于船舶交通运输的影响至关重要，因此我们需加大对船闸的运行故障的重视，以此为船闸的运行管理提供可靠的保证。
湖北宜昌长江三峡通航管理局葛洲坝船闸管理处湖北省宜昌市 443000摘要：目前，我国工业的发展取得了巨大的进步，在这样的背景之下，交通运输发展起到极为关键的作用，其中船闸对于船舶交通运输的影响至关重要，因此我们需加大对船闸的运行故障的重视，以此为船闸的运行管理提供可靠的保证。
本文分别针对当前常见的船闸人字们常见阀门运行故障的现象、原因、排查方式以及排除手段进行介绍，希望能够为从事相关行业工作的人员提供有效的参考。
关键词：人字们；闸阀门；故障分析；故障排除;处理分析船闸作为内河重要的水利枢纽,对保障航道通航效率及安全有着重要作用。
在船体结构当中，闸阀门是其中十分重要的组成部分之一，闸阀门的正常使用，将会对船舶的正常使用，带来深刻的影响，但在实际操作过程中，船闸人字们中闸阀门却经常出现各类故障，因此，了解一些常见闸阀门故障现象、原因、排查方法和故障排除技巧，便成为了相关工作人员所必须要掌握的重要技能之一。
一、限位开关导致的闸阀门故障分析（一）限位开关触点锁死导致阀门无动作故障现象：在船舶运行过程中，阀门提落绿灯处在常亮状态，落阀能够正常到位，但无法进行提阀。
故障原因：此类故障基本上都是因为限位开关本身质量问题或者相关零部件使用寿命到期，使得密封圈发生老化、进入水汽；部分限位开关外连接线缆接口处密封不严密，清扫过程中水气沿着密封线进入限位开关内部，引起触点锈蚀，导致回路形成。
故障排查：检修人员在排除启闭机故障和水下障碍因素以后，便能够初步判定故障源于电气控制系统，之后排查步骤为，第一，将阀门关至位室，选用值班室操作平台按键与手动按键对提阀门进行操作；第二，若系统没有动作，使用上位机中的提阀门，组态软件提示阀门已到位；第三，工作人员需要检查电器柜中的信号灯闪烁情况，阀门落到位，指示灯与提阀到位指示灯若保持闪烁状态，便能够直接判定故障源自于中继或者形成开关；第四，工作人员需要检查控制柜当中的提阀门、中继的到位情况，如果中继与提阀门均到位，中继均得电吸合，则排除中继故障，由此进一步确认行程开关和限位开关故障。
闸门开度检测传感器的安装改进
（） ４ 在经 常 有雷 电发 生 的工 程 中 ，对 进 入 控 制 柜 的 动 力 电 源线 加 装 交 流 防 雷 保 护 器 ，对 控 制 柜 外 部 控 制 电源 、信 号 回路 加 装 直 流 防雷 保 护 器 和 信 号 防 雷 保 护 器 ，对 不 导 电 的金 属 物 、屏 蔽 线 应 等 电 位 可 靠 接 地 。
理 ，其 连 接处 的 位 置 高 程 要 低 于 传 感 器 头 部 电 子 窗 的
位 置 ；（ ） ２ 电缆 的连 接 采 用 防 水 接 线 盒 ，在 接 线 盒 内采 用 端 子排 连 接 。 这 样 做 能 防 止 连 续 几 天 下 雨 ， 阻 止 水 份 随 电缆 内皮 （ 芯 间 的 空 隙 ） 透 进 入 传 感 器 头 部 电 多 渗
做 防水 处 理 ，致 使 雨 水 随 电 缆 渗 透 进 入 传 感 器 头 部 电
子 窗 内 ，引起 短 路 损 坏 。
图 １器 件安装 接入示意图
（ ） 测传 感 器 长期 安 装 在 室 外 ，为 了保 护 其 头 部 ２检
电子 窗增 设 了防 护 罩 ， 因 防 护 罩 底 部 设 置 不 合 理 ，没
关键 词 传 感 器 故 障 分 析 改 进
０ 引言
水 利 水 电工 程 中 的 闸 门 提 升 和 下 降 主 要 由 液 压 启
２ 传 感 器在 安 装 调试 时 的 改 进 措 施
找 到 检测 传 感 器 损 坏 的 原 因 后 ，立 即 对 工 程 采 取
改 进 措施 ：
闭机控制 ，为了检测 闸门的运行 位置 ，一般采 用进 口
应 拆 下 碰撞 机 构 ，焊 接 碰 块 ，再 把 碰 撞 机 构 用 螺 丝 固
闸门开度仪在三峡船闸中的应用
第11卷第10期中国水运V ol.11N o.102011年10月Chi na W at er Trans port O ct ober 2011收稿日期：3作者简介：罗飞，男，长江三峡通航管理局三峡船闸管理处电气工程师。
闸门开度仪在三峡船闸中的应用罗飞（长江三峡通航管理局三峡船闸管理处局，湖北宜昌443133）摘要：船闸闸门开度仪作为通航现场的重要传感器件，用于显示现场闸门实际开度，介绍了开度仪的基本原理，如何参与船闸闸门运行控制，提出开度仪使用中应注意的问题。
关键词：开度仪；船闸；应用中图分类号：TV 61文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）10-0128-02一、概述三峡船闸作为长江黄金航道的重要建筑物，它的设备运行工况实际上是对人字门和输水阀门的运行与控制，而位置传感器是确保人字门与输水阀门安全稳定运行的重要器件，三峡船闸自动化（PLC ）系统通过位置传感器采集现场人字门和输水阀门位置信息，输入中央处理器CPU 进行处理，从而输出转步信号，完成两线船闸的运行流程。
二、闸门开度仪的选用三峡船闸输水阀门开度仪采用FDK-IV 型外置式闸门开度仪采用恒张力收绳卷筒装置，具有如下特点：（1）具有自动排绳机构，可实现自动排绳功能。
（2）在内部装设无源触点开关，实现闸门位置控制。
（3）具有断绳制动功能，发生断绳事故迅速保护。
（4）测量控制精度高、工作可靠，操作维修方便，可长期、连续、稳定工作。
（5）开度测控数显仪具有多种输出形式可供选择。
技术性能：（1）测量功能测量范围：10m 分辨率：1mm 测量精度：±3mm输出信号远传距离：≮500m（2）多圈绝对型光电编码器：输出SSI 、PRO FIb US 或caN 接口（3）防护等级IP65（4）使用条件使用电源：Dc24V使用环境温度：-20℃～+55℃使用环境湿度：35%～95%RH三峡船闸人字门开度仪主要采用CAP2000内置式开度仪，技术性能如下：显示精度：±0.5m m 允许最大速度：1m/s 三、闸门开度仪的工作原理自动化控制中所要采集的所有物理参数都是以模拟量的形式存在，模拟量又有电模拟量和非电模拟量2种，非电模拟量有温度、液位、压力、速度和位移等，而计算机监测采集需要的是数字量，在常用的计算机监控中，对于电模拟量的监测需要采用各种形式的变送器，将电模拟量信号转换成0~5V 或4~20MA 的标准电模拟量，输入可编程控制器PLC 模拟量输入模块，对于非电模拟量的监测需要采用各种形式的传感器将非电模拟量转换成电模拟量，再由变送器转换成0~5V 或4~20MA 的标准电模拟量，输入可编程控制器P LC模拟量输入模块，PLC 模拟量输入模块再将输入的标准电模拟量信号经A/D 转换器转换成计算机能读懂的数字量信号，中央处理器CPU 通过地址总线和数据总线与模拟量输入模块中的输入缓冲器交换信息。
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船闸阀门开度仪的改进和应用
摘要：船闸阀门开度仪是其机电设备中的重要传感器，主要用于反应两侧阀门的开度变化，利用实时开度大小调整两侧阀门比例泵的输出来实现阀门的同步控制，避免因阀门不同步产生的涡流隐患，阀门开度仪的正常工作是船闸安全、高效运行的重要保障。
针对张家港船闸阀门开度仪的现状，分析了不同类型开度仪的原理以及优缺点，尝试选用红外开度仪对阀门开度检测进行了改进和应用。
关键词：开度仪；红外测距；阀门控制
1 引言
近年来，随着水运经济带的日益发展，长江航运迎来一轮又一轮的腾飞，加快了以长江为纽带的长江流域经济发展步伐。
船闸作为重要的水上枢纽，在航道、水运经济发展中起着重要的作用，它的发展与人们的生活息息相关，其安全稳定运行直接影响航区和流域水运经济的发展水平。
船闸机电设备可靠是其通航安全的重要保障，本文选择阀门开度检测为切入点，对比分析不同类别开度仪在船闸阀门运行控制应用上的优缺点，尝试选用红外测距仪在阀门开度控制上的改进和应用。
2 张家港船闸阀门开度仪现状
张家港船闸自2012年12月1日正式通航以来，机电液压设备已在线运行超十年。
2020年虽经历一次一类大修，对现有机械结构件进行了维修保养，但阀门液压油缸及内部传感器并未做升级改动。
近期长江侧阀门开度仪经常出现开度信号异常，传感器检测值溢出量程，产生报警，影响船闸正常运行的现象。
设备维护人员对阀门开度仪电气线路进行了排查更换，但故障现象仍未消除，由此判断内置传感器本身可能存在有故障。
考虑到更换传感器难度大，费用高，且停航时间长，对船闸正常运行影响较大，为优化船闸现有设备状况，保证设备安全可靠高效运行，阀门开度仪改进和替换已成为当前亟需解决的设备难题。
3 阀门开度仪选型比较
3.1内置传感器
3.1.1原理
磁致伸缩位移传感器主要由三个基本部件构成，即位置磁环、波导管、检波器。
如图所示：当电流问询脉冲通过波导管时，每个脉冲都会产生一个环绕波导
管的磁场，当位置磁环沿着波导管方向移动时，磁铁产生的磁场就会与问询脉冲
产生的磁场相切割，在两个磁场相交的瞬间就会在波导管产生“磁致伸缩”现象，磁致伸缩会在波导管内生成一个应变脉冲，这个脉冲会以返回信号的形式以超声
速传回传感器电子头被检波器检测出来，然后通过信号转化处理，把应变脉冲转
化成模拟量信号或数字量信号输出，从而确定位置磁环的位移量。
（磁致伸缩位移传感器结构图）
3.1.2优缺点
优点：（1）直接参与同步运行控制，测量精度高；（2）安装位置环境佳，
造型美观，能较好地适用于油液环境。
缺点：（1）应急维修不便，一旦传感器损坏维修，需要拆解阀门液压油缸
尾端，维修时启闭机系统无法正常使用，维修长达三小时以上，严重影响船闸通
航效率，且安装位置在户外五米高的平台上，维修需要借助登高设备，作业具有
一定的危险性。
（2）养护点检困难，内置阀门开度仪安装在液压缸尾部防尘罩
壳内，由于阀门液压缸是直立安装，传感器所处位置较高，日常巡检无法查看传
感器的运行状况，不利于开展好例行保养工作。
（3）备件更新繁琐，内置传感
器由于尺寸根据液压缸行程定制，损坏后只能沿用原型号备件，考虑到传感器更
新换代，一旦原型号传感器停产会出现无备件可用的尴尬局面，不能满足现代化
自控系统需求。
3.2外置红外测距仪
3.2.1原理
红外测距仪是激光测距仪的一种，它使用红外光作为测量光源进行测距，将
红外线从测距仪发出后遇到发射物被发射回来的时间，结合红外线的传播速度，
就能精准计算出目标的距离。
如果红外线传播速度为c，在空气中往返A、B两点
间一次所用时间为t，那么测量距离D=ct/2。
其中：D——测站点A、B两点间距离；c——光在大气中传播的速度；t——光往返A、B一次所需的时间。
（红外测距仪测距原
理图）
3.2.2优缺点
优点：（1）测距速度快，且测量精度高；（2）体积小，重量轻，安装方便；（3）测量量程宽，满足
多种油缸行程测量，可以很好地兼容各种PLC控制系统；（4）外置式安装，便
于的日常巡检和检修。
（5）几乎不受外部降雨、降雪等天气条件的影响，其工作的稳定
性和可靠性高。
缺点：（1）受强光强热等外界干扰因素大，对安装环境的光线要求高；（2）红外接收标靶面面积有要求，测距点要尽量居中。
3.3拉绳式测距传感器
3.3.1原理
拉绳位移传感器（又称拉绳式编码器），其工作原理是将拉绳机械运动产生
的位移量转换为可计量的电信号，被测物体的移动端与传感器拉绳相连，传感器
内部将拉绳绕在一个有螺纹的轮毂上，带螺纹的轮毂带动旋转感应器旋转，输出
一个与拉绳移动距离成比例的电信号，再换算成相应的移动距离完成测距。
（拉绳式传感器结构
图）
3.3.2优缺点
优点：1、测量精度高，
测量范围长；2、使用寿命
长；3、结构简单，信号输出模式多种可选。
缺点：1、拉绳测距更适用于短行程的测距应用。
2、因钢丝拉绳具有弹性变化，对信号输出会有一定的影响。
3、安装方式有要求，要保证拉绳平行于缸体
运动，出现斜拉将影响数据的准确性。
4 红外测距仪的在阀门开度控制上的应用
经过反复比选，我们从产品性能参数、适用安装环境、运行稳定性以及产品
价格等多个方面进行了对比论证，最终选择米德科的DD1-E30-A型号的相位式激
光测距传感器来尝试阀门开度仪的改进应用。
4.1主要技术参数指标
测距仪主要技术参数如下：测量范围0-30m，测量精度±1mm，激光光源为红
色二级激光，供电电压DC18-30V，额定功率2.4W，接口参数是4-20mA模拟量输出，采用标准M12航空插头连接，防护等级IP65，工作温度-10℃-50℃。
4.2安装方案设计
红外测距仪对光线环境有要求，为排除外界光照对检测信号的干扰，需要选
择一处光线较暗的位置作为红外接收标靶面。
阀门油缸限位装置的行程杆平行于
液压油缸安装，垂直度高，且该装置的固定抱箍包含两块不锈钢底板，将两块底
板选为红外开度仪安装位置恰好能
满足应用需求。
一是上底板稳定性高，在运行过程中不会产生震动影响仪表
测量；二是下底板长时间处于阀门平台的不锈钢盖板以下，几乎不受阳光照射，
满足红外测距仪的光线要求。
根据红外测距仪的尺寸大小设计了相应的安装支架，具体尺寸如下图：
（支架尺寸
图）
（安装实物图）
4.3通讯测试及参数
标定
红外开度仪安装完成
后，仪表采用DC24V电源
供电，4-20mA电流信号输
出接口与船闸现地PLC控
制系统（施耐德M580系
列）进行连接，通讯参数
设置为波特率115200，数据位8，停止位1，无校验位。
程序编辑后，记录阀门
在开到位和关到位时的仪表反馈的参数，结合阀门油缸行程做好数值标定，再转
化成开度比例，默认阀门打开到位是100%，关闭到位是0%。
另外调试过程中，
还注意检查红外激光反射的情况，确保运行过程中红外光照射在下底面中心位，
无脱靶现象。
（测距数据与开度转换）
4.4开度检测及双侧阀门同步控制
在张家港船闸阀门液压控制系统中，设计由PLC控制比例泵实现无级变速，
阀门开启先以0.5m/min,再以1.0m/min提升速度运行到位，并设置强落关闭阀门
按2m/min的速度下落，阀门平水关闭时，采用差动回路。
开度仪改造后，将油
缸移动行程转换为开度数据，实时反应左右两侧阀门开度大小，并将开度数据反
馈给PLC与设定的偏差值进行PID调节，通过改变比例放大板输出电压控制油泵
的排油量，来达到两侧阀门同步运行。
（阀门开度PID同步
调节）
5 结论
红外测距仪应用在船
闸阀门开度检测上，具有
跟内置开度仪相近的测量
精度以及稳定性，并且能够满足阀门同步控制要求，通讯接口可直接接入PLC中，还能进行适当的程序修改和完善，增强了系统的自动化程度。
另外对于通航繁忙
的口门船闸而言，将阀门开度改造成外置红外开度仪能大大减少开度仪停航检修
时间，同时更加方便养护人员平常的点检维护，较大程度地保证了设备正常运转
率和通航效率，这种类型的阀门开度仪可以在船闸行业内推广应用。
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