WSZK-01閘門自動控制櫃

 

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閘門自動控制櫃使用技術說明

1. 系統簡介

．1 閘門監控控制操作櫃在設計製造時遵循下述原則：

．1．1 控制設備和系統操作靈活、維護方便。在保証整個系統可靠性、實用性的前提下，體現先進性。特別注意把設備的長期可靠運行放在第一位。系統的配置和設備的選型符合計算機、自動控制技術和設備發展迅速的特點，充分利用計算機、自動控制技術和網絡領域的先進技術，使系統達到當代先進水平。

．1．2 人機接口友好，操作直觀、方便、簡單。

．1．3 採用摸塊化設計，便於維護、檢修。

．1．4 選用質量高、可靠性強的控制設備、另（部）件和系統軟件。

．1．5 系統選用的設備、另（部）件和軟件完全符合國家和行業技術規範和標準要求。並取得省部級以上或國際公認的質量認証。

．2 閘門監控控制操作櫃（台）硬件、軟件組成特點：

．2．1 遵循上述控制設備和系統設計製造原則，閘門監控控制操作櫃（台）選用國際著名Schneider Electric （施耐德電氣）的Modicon TSX Micro系列中的TSX 37-21模塊化PLC做系統控制核心，並根據控制台的設計要求配置了不同的I/O模塊和通訊模塊。

．2．4 “系統”中的各個閘門監控站為每個閘門配備的是     KS-10Z型數字式光電編碼器作為閘門開度傳感器，因此閘門監控控制操作櫃安裝XZ-9型數字式閘門開度顯示器作為閘門開度顯示。XZ-9型數字式閘門開度顯示器具有四位‘閘門開度’數字顯示和四位‘閘門開度予置’數字顯示，上限、下限、予置等繼電器開關量輸出以及RS-485串行通訊口等。XZ-9型數字式閘門開度顯示器與KS-10Z型數字式光電編碼器之間採用並行總線方式連接，閘門監控控制操作櫃中的PLC通過RS-485總線通訊口從各XZ-9型數字式閘門開度顯示器讀取閘門開度值。注2

．2．5 閘門監控控制操作櫃為每台閘門啟閉機各配備了三只數字式電壓表和電流表，用於實時檢測每台閘門啟閉機電動機的工作電壓、工作電流。

．2．6 閘門監控控制操作櫃中的PLC根據閘門當前的操作狀態、閘門當前的開度值與閘門開度予置量或中心站的調度控制信息進行綜合比較判斷，對閘門進行‘升’、‘停’、‘降’操作。

．2．7系統中心站或分中心站通過閘門監控控制操作櫃中的PLC的第二個RS-485總線通訊口獲取實時採集的閘門運行過程狀態信息，下達中心站的調度控制信息。

．2．8  TSX 37-21型PLC使用WINDOWS下的PL7 Micro軟件編程，它提供‘圖形語言’和‘布爾型語言’兩種通用編程方法。PL7 Micro軟件支持‘單任務結構’、‘多任務結構’、‘快速任務’、‘事件觸發任務’等。PL7 Micro軟件符合IEC 1131-3標準。

．2．9 TSX 37-21型PLC與XZ-9型數字式閘門開度顯示器和RTU之間的通訊協議符合Modbus通訊協議。Modbus 通訊協議是通用工業標準電子控制器上的一種通用通訊協議，是Modicon公司為其PLC與主機之間的通訊而開發的串行通訊協議。其物理層採用RS-232、RS-485等通用異步串行通訊標準。由於其開放性而被大量的PLC及RTU廠家採用。利用此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備（例如PC機）之間可以實現可靠的通訊，因此它已經成為一通用工業標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業控制網絡，實現集中+分布式監控和控制。

．3 信息採集和傳輸

無論是採用現場手動控制方式、現場自動集中控制方式、遠程遙控控制方式，在閘門運行過程中各傳感器採集的閘門開度值、上下限狀態值均將通過並行線纜傳入閘門操作控制台，閘門開度值由閘門操作控制臺上的顯示器實時顯示，然後經顯示器的RS-485通訊口傳入PLC，並記錄。同時PLC還實時採集閘門操作控制臺上的各個按鈕、開關的狀態；電源、電動機的狀態等。

．4 故障報警功能

在閘門運行過程中，當系統發生故障時，能夠立即自動終止當前閘門運行並報警。閘門現場操作人員和遠程中心站操作人員均可通過現場操作控制顯示裝置和計算機屏幕實時掌握故障發生。

典型閘門控制系統中的幾種故障報警

• 閘門越上限：當閘門到達機械最高點位置時，安裝在閘門上的上限位置傳感器動作並向閘門監控控制操作櫃發出信號，閘門監控控制操作櫃立刻停止閘門動作，並由PLC記錄，同時報警。
• 閘門越下限：當閘門到達機械最低點位置時，安裝在閘門上的下限位置傳感器動作並向閘門監控控制操作櫃發出信號，閘門監控控制操作櫃立刻停止閘門動作，並由PLC記錄，同時報警。

    注2： 見“KS-10Z型數字式光電編碼器”和“XZ-9型數字式閘門開度顯示器”技術說明書

 

1. 閘門監控站主要測控功能

．1 閘門監控站檢測量

• 閘門開度值
• 閘門上限、下限、予置到位狀態
• 啟閉機工作狀態(升、停、降)
• 開度超越上下限狀態
• 控制方式選擇開關(遠程自控、現地集控、現地手動)狀態
• 各個(升、停、降)按鈕狀態

．2 中心站通過閘門監控站實現遠程檢測的量

• 閘門監控站站號和本控制台控制的閘門路數
• 閘門開度值
• 閘門上限、下限、予置到位狀態
• 控制臺電源狀態
• 啟閉機工作狀態(升、降、停)
• 開度超越上下限狀態
• 控制方式選擇開關(遠程自控、現地集控、現地手動)狀態
• 各個(升、停、降)按鈕狀態

．3 閘門監控站控制方式

．3．1 本地手動閘門控制方式：當閘門監控控制操作櫃上的控制方式選擇開關處在“手動”位置時，利用閘門監控控制操作櫃上的‘升’、‘停’、‘降’按鈕手動直接操作閘門的升、停、降。

．3．2 本地自動閘門控制方式：當閘門監控控制操作櫃上的控制方式選擇開關處在“本地”位置時，利用閘門監控控制操作櫃上閘門開度顯示儀表的“上限予置”功能和‘升’、‘降’按鈕操作閘門，使閘門運動到指定的開度時自動停止。

．3．3 遠程閘門控制方式：當閘門監控控制操作櫃上的控制方式選擇開關處在“遠程”位置時，中心站通過安裝在現地閘門監控控制操作櫃的PLC的通訊口以遠程通訊方式實現各個閘門的遠程‘升’、‘停’、‘降’控制。

 

1. 閘門自動控制櫃使用操作

．1 閘門自動控制櫃面板佈置（見附圖）

．2 閘門自動控制櫃送電、釋電步驟

  ．2．1 閘門自動控制櫃送電前應檢查各閘門啟閉機的機械裝置有無異常，各閘門的上、下限位開關及閘位傳感器與閘門啟閉機的機械連接是否完好，閘門啟閉機與閘門自動控制櫃的電氣連接是否完好。

  ．2．2 打開控制櫃前門，將閘門自動控制櫃內總電源空氣斷路器和各路閘門的電源空氣斷路器置於斷路位置，閘門自動控制櫃面板上的工作方式轉換開關置於‘本地’位置。接通閘房配電裝置供電電源，再依次接通閘門自動控制櫃內總電源空氣斷路器和各路閘門的電源空氣斷路器（若只對個別閘門操作，可只接通對應閘門的電源空氣斷路器），關閉控制櫃前門。按下閘門自動控制櫃面板上的電源‘開’按鈕，此時閘門自動控制櫃面板上的‘總電源’指示燈及各路閘門的‘停’指示燈亮，各路閘門的閘位顯示儀表和各路閘門的電壓、電流表工作，顯示各路閘門的當前閘位及各相電壓等。

  ．2．3 閘門自動控制櫃釋電前應首先停止各個閘門的操作，再依次斷開閘門自動控制櫃內各路閘門的電源空氣斷路器，若只對個別閘門釋電，可只斷開對應閘門的電源空氣斷路器。按下總電源‘關’按鈕和斷開總電源空氣斷路器，可切斷閘門自動控制櫃的全部電源。注意：此時電源進線、總電源空氣斷路器上和總電源按鈕等處仍有電。

．3 手動閘門控制方式操作

  ．3．1 將閘門自動控制櫃面板上的工作方式轉換開關置於‘手動’位置，按下某個閘門的‘升’或‘降’按鈕，對應閘門啟閉機運轉，‘停’按鈕指示燈滅，‘升’或‘降’按鈕指示燈亮，對應閘門的閘位顯示儀表顯示的閘位數值相應變化。

．3．2 當閘位顯示儀表顯示的閘位數值到達預定的閘位時，按下對應閘門的‘停’按鈕，相應閘門啟閉機停止運轉，‘停’按鈕指示燈亮，‘升’或‘降’按鈕指示燈滅。

  ．3．3 對各閘門進行‘升’、‘停’、‘降’操作時，應嚴格按照閘門操作規程進行

．4 本地自動閘門控制方式操作

  ．4．1 將閘門自動控制櫃面板上的工作方式轉換開關置於‘本地’位置。使用閘門監控控制操作櫃上某個閘門開度顯示儀表的“上限予置”功能予置一個新的閘位（當予置的新的閘位高于當前閘位時錶示‘閘門升’，當予置的新的閘位低於當前閘位時錶示‘閘門降’），按下對應閘門的‘升’或‘降’按鈕，對應閘門啟閉機運轉，‘停’按鈕指示燈滅，‘升’或‘降’按鈕指示燈亮，對應閘門的閘位顯示儀表顯示的閘位數值相應變化。

  ．4．2 當閘位顯示儀表顯示的閘位數值到達預定的閘位時，對應閘門啟閉機自動停止運轉，‘停’按鈕指示燈亮，‘升’或‘降’按鈕指示燈滅。在閘門啟閉機運轉過程中按下‘停’按鈕，對應閘門啟閉機也將停止運轉。

  ．4．3 對各閘門進行‘升’、‘停’、‘降’操作時，應嚴格按照閘門操作規程進行。

．4 遠程閘門控制方式操作

  ．4．1 將閘門自動控制櫃面板上的工作方式轉換開關置於‘遠程’位置。此時閘門自動控制櫃面板上的‘升’、‘停’、‘降’按鈕全部失效，各個閘門的控制權由遠程計算機控制。

  ．4．2 當遠程計算機控制某個閘門的‘升’或‘降’時，對應閘門啟閉機運轉，‘停’按鈕指示燈滅，‘升’或‘降’按鈕指示燈亮，對應閘門的閘位顯示儀表顯示的閘位數值相應變化。當遠程計算機控制某個閘門‘停’時，對應閘門啟閉機停止運轉，‘停’按鈕指示燈亮，‘升’或‘降’按鈕指示燈滅。

  ．4．3 對各閘門進行‘升’、‘停’、‘降’操作時，應嚴格按照閘門操作規程進行。

  ．4．4當某個閘門正在‘升’或‘降’時，若遠程計算機需控制該閘門轉為‘降’或‘升’，正確的操作方法是：遠程計算機控制該閘門轉為‘停’，等待一至二秒后遠程計算機再控制該閘門轉為‘降’或‘升’。

 

6、日常保養與維護

．1 日常保養應在全部釋電情況下進行。

．2 應定期清除閘門自動控制櫃內部的灰塵。

．3 檢查閘門自動控制櫃內部的各個電器接點連接處的緊固螺釘是否鬆動，導線連接處是否有發熱、氧化的痕跡，特別是工作電流較大的電源進出線端子，總電源空氣斷路器、總電源交流接觸器和各路閘門的電源空氣斷路器、交流接觸器等處。若發現有發熱、氧化的痕跡，應及時清理緊固，若發現有發熱、氧化嚴重的情況，還應及時更換存在故障隱患的另部件。

．4 檢查各個閘位傳感器和閘門啟閉機上、下限位開關的緊固和連接是否完好。

．5 閘位傳感器零點的校準

  ．5．1 利用‘手動’操作方式將閘門啟閉機由閘門全部關閉狀態提升少許（閘門還未上升，但閘門啟閉機機械間隙已經減少至接近零），打開閘位傳感器保護蓋，邊緩慢手動調節閘位傳感器轉盤邊觀察閘門的閘位顯示儀表，當閘位顯示由0001變至0000時立刻停止調節閘位傳感器轉盤，此時閘門的閘位顯示儀表應顯示0000，閘位傳感器零點初步校準結束。

  ．5．2 利用‘手動’操作方式對閘門進行‘升’、‘降’操作，當閘門下降至閘位顯示儀表顯示0000時，閘門自動停止運行。此時閘門應完全關閉，但閘門啟閉機保留少量機械間隙，此點是閘位傳感器的最佳零點。否則，應按照上述方法重新校準閘位傳感器零點。

．7 閘門啟閉機上、下限位開關位置的校準

  ．7．1閘門啟閉機上、下限位開關位置的校準應在閘位傳感器零點校準后進行。

  ．7．2利用‘手動’操作方式對閘門進行‘升’、‘降’操作，當閘門下降至閘位顯示儀表顯示0000時，閘門自動停止運行。此時閘門應完全關閉，但閘門啟閉機保留少量機械間隙。

．7．3 檢查閘門啟閉機下限位開關觸頭應被壓下2mm左右，但閘門啟閉機下限位開關仍未動作（未出現報警），否則應調整閘門啟閉機下限位開關位置，重新執行6．7．2和6．7．3項操作。

．7．4 利用上述同樣方法檢查或校準閘門啟閉機上限位開關的位置（首先應檢查和設置好閘位顯示儀表的上限值）。

 

7、故障分析與排除

．1 送電異常

．1．1 按下總電源按鈕無電：閘房配電裝置供電是否正常，是否有缺相，主電路是否存在短路。總電源空氣斷路器是否斷開。

．1．2 分路閘門電源空氣斷路器送電異常：閘門自動控制櫃內部相應閘門控制電路是否存在短路。

．1．3 閘門操作時分路閘門電源空氣斷路器跳閘：閘門啟閉機電動機內部嚴重短路，閘門自動控制櫃輸出端至閘門啟閉機電動機輸入端之間有短路處。

．2 按鈕操作無效

  ．2．1 ‘手動’方式按鈕操作無效：操作方式選擇開關是否不在‘手動’方式，閘門是否已在最低或最高位置（可由閘位顯示儀表的顯示值確定，閘門已在最低位置時‘降’按鈕無效，閘門已在最高位置時‘升’按鈕無效）。

  ．2．2 ‘本地’方式按鈕操作無效：操作方式選擇開關是否在‘遠程’方式，閘門是否已在最低、最高位置或者已經到達予置位置（可由閘位顯示儀表的顯示狀態確定，閘門已在最低位置時‘降’按鈕無效，閘門已在最高位置時‘升’按鈕無效。閘門‘升’或‘降’到達予置位置后，若不修改予置值則閘門不能繼續‘