闸门闸位计

1. 系统简介

．1 闸门监控控制操作柜在设计制造时遵循下述原则：

．1．1 控制设备和系统操作灵活、维护方便。在保证整个系统可靠性、实用性的前提下，体现先进性。特别注意把设备的长期可靠运行放在第一位。系统的配置和设备的选型符合计算机、自动控制技术和设备发展迅速的特点，充分利用计算机、自动控制技术和网络领域的先进技术，使系统达到当代先进水平。

．1．2 人机接口友好，操作直观、方便、简单。

．1．3 采用摸块化设计，便于维护、检修。

．1．4 选用质量高、可靠性强的控制设备、另（部）件和系统软件。

．1．5 系统选用的设备、另（部）件和软件完全符合国家和行业技术规范和标准要求。并取得省部级以上或国际公认的质量认证。

．2 闸门监控控制操作柜（台）硬件、软件组成特点：

．2．1 遵循上述控制设备和系统设计制造原则，闸门监控控制操作柜（台）选用国际著名Schneider Electric （施耐德电气）的Modicon TSX Micro系列中的TSX 37-21模块化PLC做系统控制核心，并根据控制台的设计要求配置了不同的I/O模块和通讯模块。

．2．4 “系统”中的各个闸门监控站为每个闸门配备的是     JBZW-1型数字式光电编码器作为闸门开度传感器，因此闸门监控控制操作柜安装JBZWYB-1型数字式闸门开度显示器作为闸门开度显示。JBZWYB-1型数字式闸门开度显示器具有四位‘闸门开度’数字显示和四位‘闸门开度予置’数字显示，上限、下限、予置等继电器开关量输出以及RS-485串行通讯口等。JBZWYB-1型数字式闸门开度显示器与JBZW-1型数字式光电编码器之间采用并行总线方式连接，闸门监控控制操作柜中的PLC通过RS-485总线通讯口从各JBZWYB-1型数字式闸门开度显示器读取闸门开度值。注2

．2．5 闸门监控控制操作柜为每台闸门启闭机各配备了三只数字式电压表和电流表，用于实时检测每台闸门启闭机电动机的工作电压、工作电流。

．2．6 闸门监控控制操作柜中的PLC根据闸门当前的操作状态、闸门当前的开度值与闸门开度予置量或中心站的调度控制信息进行综合比较判断，对闸门进行‘升’、‘停’、‘降’操作。

．2．7系统中心站或分中心站通过闸门监控控制操作柜中的PLC的第二个RS-485总线通讯口获取实时采集的闸门运行过程状态信息，下达中心站的调度控制信息。

．2．8  TSX 37-21型PLC使用WINDOWS下的PL7 Micro软件编程，它提供‘图形语言’和‘布尔型语言’两种通用编程方法。PL7 Micro软件支持‘单任务结构’、‘多任务结构’、‘快速任务’、‘事件触发任务’等。PL7 Micro软件符合IEC 1131-3标准。

．2．9 TSX 37-21型PLC与JBZWYB-1型数字式闸门开度显示器和 RTU之间的通讯协议符合Modbus通讯协议。Modbus 通讯协议是通用工业标准电子控制器上的一种通用通讯协议，是Modicon公司为其PLC与主机之间的通讯而开发的串行通讯协议。其物理层采用RS-232、RS-485等通用异步串行通讯标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。利用此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备（例如PC机）之间可以实现可靠的通讯，因此它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业控制网络，实现集中+分布式监控和控制。

二、 主要技术指标：

该传感器的技术指标主要取决于所配编码器，可选配的编码器有：HGD65535光电编码器、HJZ8192接触式编码器、或各种进口编码器。

1、 HGD65535光电绝对编码器

编码特性：绝对编码，每周1024组编码，连续64周（即1024*64）

工作电压：DC12-24V

外型尺寸：主体直径60，长64

使用环境温度：-20℃～+75℃（不结露） 
     保存环境温度：-25℃～+80℃

消耗电流：≤70mA（输出信号、供电电压不同，影响功耗）

防护等级：IP64

输出信号：A-4-20毫安；B-并行格雷码；M-RS485；S-串行SSI信号

  2、HJZ8192接触式编码器

编码特性：每周128组编码，连续64周（即128*64）

工作电压：不大于DC30V

外型尺寸：见下图

使用环境温度：-20℃～+75℃（不结露） 
保存环境温度：-25℃～+80℃

消耗电流：≤40mA（译码电路回路决定）

防护等级：IP64

输出信号：A-4-20毫安；B-并行格雷码；M-RS485；S-串行SSI信号

 3、JX8192机械编码器

编码特性：每周32组编码，连续256周（即32*256）

工作电压：DC12V

外型尺寸：见下图

使用环境温度：-20℃～+75℃（不结露） 
保存环境温度：-25℃～+80℃

消耗电流：≤40mA

防护等级：IP64

输出信号：A-4-20毫安；B-并行格雷码；M-RS485；S-串行SSI信号

 4、12*12磁电编码器

编码特性：绝对编码，4096*4096

工作电压：DC12-24V

外型尺寸：下图

使用环境温度：-20℃～+75℃（不结露） 
     保存环境温度：-25℃～+80℃

     消耗电流：12V电源29毫安；24V电源16毫安。输出接口和供电电压不同影响该参数

防护等级：IP65

输出信号：A-4-20毫安；B-并行格雷码；M-RS485；S-串行SSI信号

．3 信息采集和传输

无论是采用现场手动控制方式、现场自动集中控制方式、远程遥控控制方式，在闸门运行过程中各传感器采集的闸门开度值、上下限状态值均将通过并行线缆传入闸门操作控制台，闸门开度值由闸门操作控制台上的显示器实时显示，然后经显示器的RS-485通讯口传入PLC，并记录。同时PLC还实时采集闸门操作控制台上的各个按钮、开关的状态；电源、电动机的状态等。

．4 故障报警功能

在闸门运行过程中，当系统发生故障时，能够立即自动终止当前闸门运行并报警。闸门现场操作人员和远程中心站操作人员均可通过现场操作控制显示装置和计算机屏幕实时掌握故障发生。

典型闸门控制系统中的几种故障报警

² 闸门越上限：当闸门到达机械最高点位置时，安装在闸门上的上限位置传感器动作并向闸门监控控制操作柜发出信号，闸门监控控制操作柜立刻停止闸门动作，并由PLC记录，同时报警。

² 闸门越下限：当闸门到达机械最低点位置时，安装在闸门上的下限位置传感器动作并向闸门监控控制操作柜发出信号，闸门监控控制操作柜立刻停止闸门动作，并由PLC记录，同时报警。

    注2： 见“JBZW-1型数字式光电编码器”和“JBZWYB-1型数字式闸门开度显示器”技术说明书

2. 闸门监控站主要测控功能

．1 闸门监控站检测量

² 闸门开度值

² 闸门上限、下限、予置到位状态

² 启闭机工作状态(升、停、降)

² 开度超越上下限状态

² 控制方式选择开关(远程自控、现地集控、现地手动)状态

² 各个(升、停、降)按钮状态

．2 中心站通过闸门监控站实现远程检测的量

² 闸门监控站站号和本控制台控制的闸门路数

² 闸门开度值

² 闸门上限、下限、予置到位状态

² 控制台电源状态

² 启闭机工作状态(升、降、停)

² 开度超越上下限状态

² 控制方式选择开关(远程自控、现地集控、现地手动)状态

² 各个(升、停、降)按钮状态

．3 闸门监控站控制方式

．3．1 本地手动闸门控制方式：当闸门监控控制操作柜上的控制方式选择开关处在“手动”位置时，利用闸门监控控制操作柜上的‘升’、‘停’、‘降’按钮手动直接操作闸门的升、停、降。

．3．2 本地自动闸门控制方式：当闸门监控控制操作柜上的控制方式选择开关处在“本地”位置时，利用闸门监控控制操作柜上闸门开度显示仪表的“上限予置”功能和‘升’、‘降’按钮操作闸门，使闸门运动到指定的开度时自动停止。

．3．3 远程闸门控制方式：当闸门监控控制操作柜上的控制方式选择开关处在“远程”位置时，中心站通过安装在现地闸门监控控制操作柜的PLC的通讯口以远程通讯方式实现各个闸门的远程‘升’、‘停’、‘降’控制。

3. 闸门自动控制柜使用操作

．1 闸门自动控制柜面板布置（见附图）

．2 闸门自动控制柜送电、释电步骤

  ．2．1 闸门自动控制柜送电前应检查各闸门启闭机的机械装置有无异常，各闸门的上、下限位开关及闸位传感器与闸门启闭机的机械连接是否完好，闸门启闭机与闸门自动控制柜的电气连接是否完好。

  ．2．2 打开控制柜前门，将闸门自动控制柜内总电源空气断路器和各路闸门的电源空气断路器置于断路位置，闸门自动控制柜面板上的工作方式转换开关置于‘本地’位置。接通闸房配电装置供电电源，再依次接通闸门自动控制柜内总电源空气断路器和各路闸门的电源空气断路器（若只对个别闸门操作，可只接通对应闸门的电源空气断路器），关闭控制柜前门。按下闸门自动控制柜面板上的电源‘开’按钮，此时闸门自动控制柜面板上的‘总电源’指示灯及各路闸门的‘停’指示灯亮，各路闸门的闸位显示仪表和各路闸门的电压、电流表工作，显示各路闸门的当前闸位及各相电压等。

  ．2．3 闸门自动控制柜释电前应首先停止各个闸门的操作，再依次断开闸门自动控制柜内各路闸门的电源空气断路器，若只对个别闸门释电，可只断开对应闸门的电源空气断路器。按下总电源‘关’按钮和断开总电源空气断路器，可切断闸门自动控制柜的全部电源。注意：此时电源进线、总电源空气断路器上和总电源按钮等处仍有电。

．3 手动闸门控制方式操作

  ．3．1 将闸门自动控制柜面板上的工作方式转换开关置于‘手动’位置，按下某个闸门的‘升’或‘降’按钮，对应闸门启闭机运转，‘停’按钮指示灯灭，‘升’或‘降’按钮指示灯亮，对应闸门的闸位显示仪表显示的闸位数值相应变化。

．3．2 当闸位显示仪表显示的闸位数值到达预定的闸位时，按下对应闸门的‘停’按钮，相应闸门启闭机停止运转，‘停’按钮指示灯亮，‘升’或‘降’按钮指示灯灭。

  ．3．3 对各闸门进行‘升’、‘停’、‘降’操作时，应严格按照闸门操作规程进行

．4 本地自动闸门控制方式操作

  ．4．1 将闸门自动控制柜面板上的工作方式转换开关置于‘本地’位置。使用闸门监控控制操作柜上某个闸门开度显示仪表的“上限予置”功能予置一个新的闸位（当予置的新的闸位高于当前闸位时表示‘闸门升’，当予置的新的闸位低于当前闸位时表示‘闸门降’），按下对应闸门的‘升’或‘降’按钮，对应闸门启闭机运转，‘停’按钮指示灯灭，‘升’或‘降’按钮指示灯亮，对应闸门的闸位显示仪表显示的闸位数值相应变化。

  ．4．2 当闸位显示仪表显示的闸位数值到达预定的闸位时，对应闸门启闭机自动停止运转，‘停’按钮指示灯亮，‘升’或‘降’按钮指示灯灭。在闸门启闭机运转过程中按下‘停’按钮，对应闸门启闭机也将停止运转。

  ．4．3 对各闸门进行‘升’、‘停’、‘降’操作时，应严格按照闸门操作规程进行。

．4 远程闸门控制方式操作

  ．4．1 将闸门自动控制柜面板上的工作方式转换开关置于‘远程’位置。此时闸门自动控制柜面板上的‘升’、‘停’、‘降’按钮全部失效，各个闸门的控制权由远程计算机控制。

  ．4．2 当远程计算机控制某个闸门的‘升’或‘降’时，对应闸门启闭机运转，‘停’按钮指示灯灭，‘升’或‘降’按钮指示灯亮，对应闸门的闸位显示仪表显示的闸位数值相应变化。当远程计算机控制某个闸门‘停’时，对应闸门启闭机停止运转，‘停’按钮指示灯亮，‘升’或‘降’按钮指示灯灭。

  ．4．3 对各闸门进行‘升’、‘停’、‘降’操作时，应严格按照闸门操作规程进行。

  ．4．4当某个闸门正在‘升’或‘降’时，若远程计算机需控制该闸门转为‘降’或‘升’，正确的操作方法是：远程计算机控制该闸门转为‘停’，等待一至二秒后远程计算机再控制该闸门转为‘降’或‘升’。

6、日常保养与维护

．1 日常保养应在全部释电情况下进行。

．2 应定期清除闸门自动控制柜内部的灰尘。

．3 检查闸门自动控制柜内部的各个电器接点连接处的紧固螺钉是否松动，导线连接处是否有发热、氧化的痕迹，特别是工作电流较大的电源进出线端子，总电源空气断路器、总电源交流接触器和各路闸门的电源空气断路器、交流接触器等处。若发现有发热、氧化的痕迹，应及时清理紧固，若发现有发热、氧化严重的情况，还应及时更换存在故障隐患的另部件。

．4 检查各个闸位传感器和闸门启闭机上、下限位开关的紧固和连接是否完好。

．5 闸位传感器零点的校准

  ．5．1 利用‘手动’操作方式将闸门启闭机由闸门全部关闭状态提升少许（闸门还未上升，但闸门启闭机机械间隙已经减少至接近零），打开闸位传感器保护盖，边缓慢手动调节闸位传感器转盘边观察闸门的闸位显示仪表，当闸位显示由0001变至0000时立刻停止调节闸位传感器转盘，此时闸门的闸位显示仪表应显示0000，闸位传感器零点初步校准结束。

  ．5．2 利用‘手动’操作方式对闸门进行‘升’、‘降’操作，当闸门下降至闸位显示仪表显示0000时，闸门自动停止运行。此时闸门应完全关闭，但闸门启闭机保留少量机械间隙，此点是闸位传感器的最佳零点。否则，应按照上述方法重新校准闸位传感器零点。

．7 闸门启闭机上、下限位开关位置的校准

  ．7．1闸门启闭机上、下限位开关位置的校准应在闸位传感器零点校准后进行。

  ．7．2利用‘手动’操作方式对闸门进行‘升’、‘降’操作，当闸门下降至闸位显示仪表显示0000时，闸门自动停止运行。此时闸门应完全关闭，但闸门启闭机保留少量机械间隙。

．7．3 检查闸门启闭机下限位开关触头应被压下2mm左右，但闸门启闭机下限位开关仍未动作（未出现报警），否则应调整闸门启闭机下限位开关位置，重新执行6．7．2和6．7．3项操作。

．7．4 利用上述同样方法检查或校准闸门启闭机上限位开关的位置（首先应检查和设置好闸位显示仪表的上限值）。

7、故障分析与排除

．1 送电异常

．1．1 按下总电源按钮无电：闸房配电装置供电是否正常，是否有缺相，主电路是否存在短路。总电源空气断路器是否断开。

．1．2 分路闸门电源空气断路器送电异常：闸门自动控制柜内部相应闸门控制电路是否存在短路。

．1．3 闸门操作时分路闸门电源空气断路器跳闸：闸门启闭机电动机内部严重短路，闸门自动控制柜输出端至闸门启闭机电动机输入端之间有短路处。

．2 按钮操作无效

  ．2．1 ‘手动’方式按钮操作无效：操作方式选择开关是否不在‘手动’方式，闸门是否已在最低或最高位置（可由闸位显示仪表的显示值确定，闸门已在最低位置时‘降’按钮无效，闸门已在最高位置时‘升’按钮无效）。

  ．2．2 ‘本地’方式按钮操作无效：操作方式选择开关是否在‘远程’方式，闸门是否已在最低、最高位置或者已经到达予置位置（可由闸位显示仪表的显示状态确定，闸门已在最低位置时‘降’按钮无效，闸门已在最高位置时‘升’按钮无效。闸门‘升’或‘降’到达予置位置后，若不修改予置值则闸门不能继续‘升’或‘降’）。