【摘 要】南水北調中線干線方城管理處 25 臺液壓啟閉機均為西安武進液壓設備股份有限公司制造，溫度控制器采用了 WS※型雙金屬溫度計控制器測量油箱溫度，從不同的地方取點導致溫度計上的數值與觸摸屏的相差較大，油箱在加熱時會導致誤報警等問題。為了提高測溫精度及解決上述問題，采用新型的 TE100 電子式數顯溫度傳感器代替了原來的機械式溫度控制器，開關量與模擬量從同一測控點取值，并初步確定了油溫加熱功能時間保護參數，并在黃金河倒虹吸節制閘進行了試點安裝及測試工作。
1. 南水北調中線干線工程概述
南水北調中線工程是從長江最大支流漢江中上游丹江口水庫調水，輸水總干渠在丹江口水庫東岸河南省南陽市淅川縣九重鎮丹陽村境內的工程渠首引水，經長江流域與淮河流域的分水嶺河南方城埡口穿江淮分水嶺，沿華北平原中西部邊緣開挖渠道，在河南滎陽孤柏嘴處通過隧道穿過黃河，沿京廣鐵路西側北上，自流到北京市頤和園團城湖的輸水工程。
2. 啟閉機械液壓啟閉機原理
南水北調中線總干渠不管是渡槽還是隧道倒虹建筑物，都是通過閘門來調節總干渠流量、流速、水位等，其中閘門最常用的操作機械就是液壓啟閉機，其制造廠家主要有 ：中船重工中南裝備有限公司、西安武進液壓啟閉機有限公司、常州液壓設備廠有限公司、邵陽維克液壓股份有限公司等。液壓啟閉機一般由液壓系統和液壓缸組成 . 在液壓系統的控制下，液壓缸內的活塞體沿內壁做軸向往復運動，從而帶動連接在活塞上的連桿和閘門做直線運動，以達到開啟、關閉孔口上的閘門。
3. 啟閉機液壓油特性及要求
液壓油在液壓啟閉機中起著至關重要的作用，而液壓油油溫過高或過低會出現以下情況 ：
（1）低溫會使液壓油粘度變大，粘度過高，油泵的自吸能力下降，液壓系統壓力損失增大，功率損失增大。一般認為，當粘度≥ 1000mm 2 /s 時，液壓系統不能正常工作，粘度≥ 2000mm 2 /s 時，液壓系統不能正常起動。（2）低溫會使液壓油中水份凝固，凝固水附著在液壓閥零件、濾油器等的表面上，可能導致液壓閥件卡死，濾油器堵塞，使液壓系統不能正常工作。（3）低溫會使液壓系統里的橡膠密封材料收縮、硬化等，降低密封性能甚至導致密封失效。（4）低溫會使液壓油自身收縮，特別是封閉容腔里的液壓油收縮，使壓力下降甚至產生負壓。為此，液壓啟閉機會設置油箱溫度控制器，當油箱油溫過低時，溫度控制器下令給加熱器將油箱油溫加熱到設備正常工作的溫度，使設備能夠發揮最大工作效率，保證了設備正常運行。
4. 啟閉機溫控設計及改造
4.1 最初的溫控設計
南水北調中線方城段 25 臺液壓啟閉機均為西安武進液壓設備股份有限公司制造，溫度控制器采用了 ：
（1）老式的 WSS型
雙金屬溫度計控制器測量油箱溫度，其主要用于加熱控制器的啟停及溫度過高時跳閘保護。（2）在油箱側面安裝溫度傳感器，而溫度傳感器上不顯示讀數，直接用于PLC 采集，從而用于溫度指令的下發、控制。（3）在油箱油位計上裝有設備水銀式的溫度計，用于校核、觀測環境溫度。其中
WSS-481雙金屬溫度計包括桿狀溫度計，圓形溫度計和圓形指針式溫度計，這類溫度計的感溫頭內裝有雙金屬的感溫筒，利用雙金屬的不同變形帶動指針旋轉，反映油液溫度。一般情況下，溫度計感溫頭設置在油泵吸油口附近。這種設計思路及采用的 WS※ 型雙金屬溫度計在實際運行中存在著如下問題 ：液壓啟閉機油箱上從不同的地方取點導致溫度計上的數值與觸摸屏的相差較大，油箱在加熱時會導致誤報警等問題。
4.2 改進的溫控及選型
為了提高測溫精度及解決上述問題，筆者組織中水三立自動化股份有限公司、湖南邵陽維克液壓股份有限公司、黃河水利委員會黃河機械廠三家運行維護單位單位針對西安武進液壓啟閉機油溫自動加熱系統存在的問題進行分析，在此基礎上進行了自動加熱功能改造，采用新型的 TE100 電子式數顯溫度傳感器代替了原來的機械式溫度控制器，開關量與模擬量從同一測控點取值，并初步確定了油溫加熱功能時間保護參數，并在黃金河倒虹吸節
制閘進行了試點安裝及測試工作。
采用的電子數顯溫度傳感器 TE100，包含一個 PT100 探頭，數顯 LED 表顯示實時溫度，并可顯示設定菜單，可同時輸出模擬量和開關量，所有參數可通過菜單設定，主要特點 ：
表頭可旋轉 ；
最大測量范圍 -50 ～ 150° C ；
重復性好，重復精度可達到 0.5% ；
數字 LED 顯示當前測量值及開關狀態 ；
開關點、模擬量起始點、輸出功能、所有設定無需在現場完成；
具有高可靠性，輸出可直接用于 PLC ；
標準 4-20mmA+2 路報警輸出。
5.TE100 安裝調式
5.1 安全工作的準備。根據現場設備結構，工作人員要將原
來的機械式溫度控制器拆除，調試好后再安裝電子數顯溫度傳感器 TE100，為了保證工作人員的安全，設備安裝前需要對啟閉機控制柜斷電，斷電后必須驗電，確認斷電后再施工。安裝前準備好 0℃左右的冰水以及 50℃左右的熱水，容量分別約為 3L，目的是模擬現場油箱內部高低溫，方便測試溫度控制器的高低溫報警點是否發訊正常。
5.2 安裝前調試。
將設備原有溫度控制器以及 4-20mmA 傳感器從油箱外側和頂部拆除，在不安裝之前，必須將油箱拆除的螺紋孔口封住，防止飛塵進入油箱，污染油箱內部油液 ；還需要將原控制器以及 4-20mmA 傳感器電源線接頭在端子箱處一并拆除，并做好標記，再將待安裝的電子數顯溫度傳感器 TE100 在不插入油箱內部情況下，將電子數顯溫度傳感器 TE100 電源線以及開關點按照之前做好的標記接入端子箱，通電測試，數據以及顯示正常后開始測試，將電子數顯溫度傳感器 TE100 放入事先準備好的0℃冰水，檢查低溫點是否工作正常，再將溫度控制器放入 50℃的熱水中，檢查高溫點是否工作正常，測試正常后開始安裝。
5.3 控制器安裝。
調試好后，斷開電源，將電子數顯溫度傳感器 TE100 探頭上的水分用抹布擦拭干凈，用 27mm 開口呆扳手將電子數顯溫度傳感器 TE100 安裝在原溫度控制器螺紋孔口內，接通電源，電子數顯溫度傳感器 TE100 進入工作運狀態。
6. 實施后效果
安裝調試完畢后，經過 2 個月的試驗及試運行，改方法成功解決了啟閉機觸摸屏與溫濕控制器讀數相差較大，加熱時誤動作及加熱功能時間保護參數缺失等問題。目前渠首分局已招標，即將對所有的西安武進液壓啟閉機進行改造。
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