液压翻板闸门的自动控制依赖 “传感监测 - 信号处理 - 执行驱动” 的闭环系统,核心是通过传感器实时采集工况数据,由 PLC 控制器分析判断后发出指令,驱动液压系统完成闸门翻转,实现无人值守的智能化运行。其控制系统的核心组件包括传感检测单元、控制单元、执行单元及人机交互单元,各组件协同完成工况监测与动作调控。
传感检测单元是数据采集核心,主要包括水位传感器、压力传感器、位移传感器及限位开关:水位传感器(如超声波液位计、投入式液位计)安装于闸门上下游,实时监测水位变化,精度可达 ±1cm,为挡水 / 泄洪判断提供依据;压力传感器安装于液压油路,监测系统工作压力,避免过载;位移传感器(如磁致伸缩位移计)安装于液压缸,实时反馈活塞杆伸缩行程,精准控制闸门翻转角度;限位开关安装于铰支座与门叶端部,设定闸门最大升起高度与回落位置的极限值,触发时自动停机,防止结构损坏。
控制单元以 PLC 控制器为核心,搭配继电器、接触器等辅助元件,是系统的 “大脑”。PLC 控制器预先存储设计参数(如设定挡水位、警戒水位、闸门升降速度),实时接收传感器传输的模拟信号(如水位、压力、位移数据),经 A/D 转换为数字信号后进行逻辑运算。例如,当上游水位低于设定挡水位时,PLC 判断需提升闸门挡水,发出指令控制液压系统换向阀切换油路,驱动活塞杆伸出;当水位达到警戒水位时,PLC 发出泄洪指令,控制油路反向,推动闸门回落。同时,PLC 具备故障诊断功能,可识别传感器故障、油路泄漏、闸门卡阻等异常,及时发出报警信号并启动应急措施(如启动液压锁锁定闸门位置)。
执行单元即液压驱动系统,包括液压泵站、换向阀、溢流阀、液压锁等,接收 PLC 指令后执行具体动作:换向阀改变油液流向,控制闸门升降;溢流阀调节系统压力,保障安全;液压锁实现闸门定位,防止意外动作。人机交互单元包括触摸屏、远程控制终端,操作人员可通过触摸屏设定参数、查看实时工况(水位、压力、闸门位置)、手动控制闸门动作;远程控制终端支持电脑、手机 APP 访问,实现异地监控与指令下发,方便运维管理。
自动控制的工作流程如下:1. 初始化:系统启动后,传感器自检,PLC 读取设定参数,闸门处于初始回落状态;2. 工况监测:传感器持续采集上下游水位、系统压力、闸门位置数据,实时传输至 PLC;3. 逻辑判断:PLC 对比监测数据与设定参数,若上游水位≤设定挡水位,发出 “升门” 指令;若水位≥警戒水位,发出 “降门” 指令;若出现压力异常、传感器故障等情况,发出报警指令;4. 执行动作:液压系统接收指令后,换向阀切换油路,驱动活塞杆伸缩,带动闸门翻转;5. 反馈调整:位移传感器实时反馈闸门位置,PLC 根据反馈数据微调油液流量,精准控制翻转角度;6. 状态锁定:闸门达到目标位置后,PLC 发出停机指令,液压锁锁定油路,系统持续监测工况,等待下一次指令。整个流程无需人工干预,响应时间≤2 秒,确保闸门根据水位变化及时调整,保障水利系统的稳定运行。
