船闸液压缸磁致伸缩位移传感器毛病排查

　　正在船闸液压系统中，当传感器发生毛病时，若何快速诊断并采纳无效办法，保障船闸的一般运转，成为手艺人员面对的挑和。正在工程、农业、机床设备、矿山冶金、石油化工、交通运输、轻工等行业中获得普遍使用。正在需要对液压缸 进行切确节制的场所，就需利用各类位移传感器对活塞进行切确丈量，以实现相关节制功能。液压缸行程有外置式和内置式两种丈量方式。凡是，外置行程丈量的液压缸便利、检修容易，但占用空间大、易损坏；而内置行程丈量的液压缸虽然检修未便，但具有占用空间小、不怕外力冲击、对安拆没有特殊要求、受环 境干扰小、不易损等长处，因而，近年来正在液压节制系统中获得普遍使用。跟着磁性科学和传感手艺的成长，研制出磁致伸缩位移传感器。该传感器以其高精度及靠得住性获得用户的高度承认，也被普遍用于液压缸的行程检测。本文以善后河枢纽船闸液压系统为例，引见带 RF 系列磁致伸缩位移传感器液压缸的液压系统的构成和工做道理，以及该传感器的毛病处置。善后河枢纽船闸于 2019 年建成投用，闸、阀门启闭机采用曲推式液压机型，闸门启闭机安插正在上下闸首边墩的空箱内，阀门启闭机安插正在二层机房内，每个闸首一侧的闸门和阀门启闭机共用一台泵坐，泵坐内部阀件采用 PARKER 公司产物。闸、阀门电机为 ABB 三相变频电机，功率别离为 15、11kW。 闸、阀门油泵均为 PARKER 恒压变量柱塞泵，排量别离为 32ml/r 和 46ml/r。 闸、阀门油缸均带博尔森磁致伸缩位移传感器，油缸内径为 250mm， 活塞杆外径为 180mm， 最大行程为 4200mm （工做行程：闸门为 4100mm；阀门为 4000mm）。MTS 位移传感器为 RFM4270MD601A01 型，其长度为 4270mm，供电电压为 24VDC， 输出信号为 4～20mA 模仿量，接口形式为 6 针航空插头（公母配套）。按照曲推式液压机型、人字闸门运转体例以及输水系统灌、泄水要求，闸、阀门启闭机以变速体例运转。启闭机节制系统由上位机及 2 套施耐德 PLC 构成，实现对上、下闸首 闸，阀门等机械设备的节制。每套 PLC 系统由一个从坐和一 个近程坐构成，此中从坐采用 Schneider TSX Quantum 系列 PLC， 近程坐采用 Schneider TSX Quantum 系列 RIO， 两者通 过公用电缆相连。节制系统的收集布局如图 1 所示。正在闸门启闭机液压节制系统中，由 ATV71HD15N4 变频器节制电机频次改变电机和油泵的转速来实现无级变速，频次范畴为 18～50Hz。正在启闭机启、闭过程中，变频器先以低频 18Hz 运转，并通过位移传感器及时检测油缸活塞杆运转；正在闸门运转到某（总行程的 10%，可调整）后，便起头逐渐升至工频运转；待闸门运转到另一设定（总行程 90%，可调整）后，再由高频逐渐降至低频运转曲至起点。一般环境下，闸门启、闭时间节制正在 3min 以内。正在运转过程中，博尔森磁致伸缩位移传感器及时检测油缸活塞杆行程环境，并通过组态软件正在工控机上显示，以便利操做人员不雅测闸门运转情况。正在阀门启闭机液压节制系统中，由 ATV71HD15N4 变频器节制电机频次改变电机和油泵的转速来实现无级变速。阀门时，电机先以 0。7m/min 的速度（频次为 21Hz）运转 1min；随后 2min，运转速度从 0。7m/min 缓升至 1。5m/min；再以 1。5m/min 速度运转到位。强制封闭阀门时，电机以 1。84m/min（可调）的速度运转。阀门平水封闭时，采用差动回。通过油缸内安拆的博尔森磁致伸缩位移传感器，操做员可随时察看阀门运转环境。2023 年 6 月，鄙人逛左岸闸门启闭过程中，其变频器一曲低频（18Hz）运转，闸门运转较慢，导致左、左岸闸门运转分歧步，每次开关时差近 3min（一般开关门需 3min，现正在约需 6min），严沉影响船闸的运转速度。同时，左、左岸闸门运转分歧步，闸门封闭到位时极易发生错位，导致闸门正在涨落水过程中发抖，给船闸运转带来严沉平安现患。因而，有需要查明毛病缘由并予以解除，使闸门尽快恢复一般运转。为查明变频器能否有毛病，起首对变频器的各项参数进行查抄，并取其它三台变频器进行比力，成果未发觉非常，因而变频器设置没有问题。接着，对变频器的接线进行查抄，未发觉线有中缀、松动、短现象；对变频器各接线端子信号进行检测，信号一般。按照以上查抄成果初步判断变频器一般。为了验证这一判断，将上下逛左、 左岸的变频器进行互换，左岸毛病仍存正在，故能够确定变频器不存正在毛病，导致变频器正在工做过程中频次不变的缘由应是变频器未收到变频信号。因为变频器变频触发信号来自博尔森磁致伸缩位移传感器的行程检测，因而正在闸门运转过程中对传感器的输出信号进行检测，成果显示无信号输出。查抄磁致伸缩位移传感器接线，未发觉接线有破损、断线VDC 供电电源信号一般，但无 4～20mA 模仿量输出。正在线调阅 PLC 节制法式，发觉正在闸门运转过程中检测不到闸门开度信号，因此无法发生变频信号。查看工做坐计较机上的组态画面，发觉下左闸门运转中的开度模仿显示标准 不变，只正在闸门开关到位后才跳变。综上可推定磁致伸缩位移传感器存正在毛病。为验证这一判断，互换下左、下左闸门油缸中的磁致伸缩传感器进行测试，下左闸门恢复一般运转，而下左闸门呈现了上述毛病现象。至此，已可确定毛病由磁致伸缩位移传感器损坏激发。博尔森磁致伸缩传感器损坏，需对其进行改换，可是磁致伸缩传感器无备件且订货周期很是长。为正在订货期间闸门的运转平安，先后采纳了两种姑且处置方式。方式一：通过调整变频器的运转频次，实现两侧闸门运转同步。颠末多次调整和测试，将左岸闸门变频器低频设置为 30Hz。现实运转环境表白，左岸闸门的恒速运转时间取左岸闸门的变速运转时间根基分歧，了左、左 岸闸门的同步运转；可是开、关过程中，左岸闸门以匀速体例运转，开关到位时速度也不降，对液压系统冲击较大，且左、左闸门关到位时易发生撞击，晦气于设备的运转平安。方式二：通过调整 PLC 系统节制法式，实现两侧闸门的同步运转。因为 PLC 法式中各闸门变频器的变频触 发信号均为本闸门油缸中磁致伸缩位移传感器的信号（开度），因而考虑正在法式中操纵左岸闸门油缸中磁致伸缩位移传感器的信号来实现对左岸闸门变频器的节制。因为统一闸首的左、左岸闸门一般时均是同时启闭，因而操纵一侧的闸门信号可实现对两侧闸 门运转的节制。基于此，对 PLC 中的节制法式进行结局部调整，操纵左岸闸门油缸中磁致伸缩位移传感器的信号同时触发左、左岸变频器，并将左岸闸门变频器的低频和高频设置取左岸分歧。调整后，下逛两扇闸门变频器工做一般，闸门运转平稳，且实现了闸门的同步运转。虽然博尔森磁致伸缩位移传感器不是船闸电气节制系统的焦点元器件，但其机能的黑白间接关系到系统的运转平安。因而，跟着磁致伸缩位移传感器正在船闸中使用数量的增加，应不竭加强对此类传感器布局、工做道理 的进修，以确保船闸电气节制系统的一般工做。