555時(shí)基電路在螺桿式啟閉機(jī)啟閉保安中的應(yīng)用

齊 燁

（安徽省宿松長(zhǎng)江河道管理局，安徽 宿松 246531）

閘門(mén)是用來(lái)控制水位，調(diào)節(jié)流量的，它是蓄水及引水建筑物中必不可少的組成部分。閘門(mén)啟閉機(jī)常用型式有固定卷?yè)P(yáng)式、移動(dòng)式、液壓式、螺桿式等。宿松縣長(zhǎng)江干堤全長(zhǎng)63 km，設(shè)4座通江引水涵閘，全部采用螺桿聯(lián)接砼閘門(mén)的啟閉方式。

1 時(shí)基電路引入的背景條件

20 世紀(jì)70 年代中期，小型涵閘基本上采用螺桿啟閉機(jī)聯(lián)動(dòng)砼閘門(mén)的啟閉方式，具有使用方便、性能可靠、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，更適應(yīng)面廣量大的中小型涵閘。

閘門(mén)作為活動(dòng)部件，在操作閘門(mén)啟閉過(guò)程中，通常是采用手搖或者電動(dòng)機(jī)來(lái)啟閉閘門(mén)，為了能準(zhǔn)確判斷閘門(mén)是否關(guān)閉到位，閘管人員通常是通過(guò)在螺桿上刻劃閘門(mén)到位的標(biāo)記，以便下次關(guān)閉閘門(mén)用。顯然這種標(biāo)記精度不高，而且在螺桿防銹或其他操作中容易丟失，即便不丟失，也會(huì)在操作中因缺乏靈敏性而使閘門(mén)處于關(guān)閉不到位的狀態(tài)。

閘門(mén)是否關(guān)閉到位會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果。第一，關(guān)閉不嚴(yán)，即閘門(mén)門(mén)底與底板有空隙，導(dǎo)致閘門(mén)滲水或漏水，這種情況如果不及時(shí)處理會(huì)造成損失，尤其是當(dāng)水位差較大時(shí)易產(chǎn)生閘門(mén)震蕩，當(dāng)震蕩頻率與閘門(mén)自身震蕩頻率相一致時(shí)，極易造成閘門(mén)損壞；第二，閘門(mén)“過(guò)關(guān)”：這里的“過(guò)關(guān)”是指閘門(mén)在已關(guān)閉到位，與閘底板已緊密接觸，但仍受到向下關(guān)閘的動(dòng)力。“過(guò)關(guān)”破壞力很強(qiáng)，往往會(huì)造成螺桿彎曲，甚至拱斷啟閉機(jī)機(jī)腳，破壞啟閉機(jī)機(jī)座，影響啟閉機(jī)的正常使用。而閘門(mén)精度要求又是非常高，維修也極不方便，所以閘門(mén)關(guān)閉是否到位是運(yùn)行管理中的關(guān)鍵。

2 時(shí)基電路工作原理及其原理圖

555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件，其電路功能全，適用范圍廣。只要在外部配上幾個(gè)適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可?gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路、多諧振蕩器以及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生電路。555電路可用作振蕩器、脈沖發(fā)生器、延時(shí)發(fā)生器、定時(shí)器、方波發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)振蕩器、雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、自由多諧振蕩器、鋸齒波發(fā)生器、脈寬調(diào)制器、脈位調(diào)制器等等。555時(shí)基電路在工業(yè)自動(dòng)控制、檢測(cè)、定時(shí)、報(bào)警、電子玩具、計(jì)算機(jī)等方面應(yīng)用非常廣泛。555 電路包括雙極型和CMOS型兩種，雙極型的電源電壓UDD=+5V～+15V，輸出的最大電流可達(dá)200 mA；CMOS 型的電源電壓為+3V～+18V，能直接驅(qū)動(dòng)小型電機(jī)、繼電器和低阻抗揚(yáng)聲器。

本文只利用時(shí)基芯片555 的一個(gè)特性，即直接復(fù)位功能。利用這個(gè)特點(diǎn)，使555 時(shí)基電路在單穩(wěn)狀態(tài)工作。

555 時(shí)基電路工作原理圖見(jiàn)圖1。R1=R3=3.3 kΩ，R3=1 kΩ，C1=0.1 μF，C2=100 μF。當(dāng)導(dǎo)線AB接入電路時(shí)，555芯片4腳接地，呈低電平，這時(shí)555芯片直接復(fù)位，在555第3腳輸出低電平，此時(shí)蜂鳴器和繼電器KA 不工作，電動(dòng)機(jī)電路工作。而一旦觸點(diǎn)C 滑出導(dǎo)線AB，則導(dǎo)線AB 不接入電路，此時(shí)555時(shí)基芯片4腳處于上拉電路中，電平升高，在輸出端3腳即輸出高電平，使蜂鳴器和繼電器工作，繼電器開(kāi)關(guān)使電動(dòng)機(jī)電路開(kāi)關(guān)吸合工作，常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)交流供電，電動(dòng)機(jī)停止工作，起到保護(hù)閘門(mén)的作用。

圖1 555時(shí)基電路工作原理圖

在實(shí)際應(yīng)用中，只需合理放置導(dǎo)線AB 的位置即能很好地利用該電路，確保閘門(mén)提升或降至合理位置時(shí)能及時(shí)停車(chē)，充分保護(hù)閘門(mén)。

對(duì)螺桿式啟閉機(jī)，將導(dǎo)線AB 固定在啟閉機(jī)房房頂，豎直向下，其長(zhǎng)度剛好到達(dá)閘門(mén)提升或關(guān)閉到位時(shí)螺桿頂端的高度。在螺桿頂端固定一觸點(diǎn)C，用電線接入555時(shí)基電路，閘門(mén)啟閉時(shí)，觸點(diǎn)C可以在導(dǎo)線AB上自由滑動(dòng)（見(jiàn)圖2）。

圖2 螺桿式啟閉機(jī)555時(shí)基電路安裝示意圖

當(dāng)螺桿向上提升閘門(mén)時(shí)，觸點(diǎn)C 沿導(dǎo)線向上滑動(dòng)，當(dāng)閘門(mén)開(kāi)啟到位時(shí)，觸點(diǎn)剛好脫離導(dǎo)線的A點(diǎn)，即導(dǎo)線AB 未接入電路，此時(shí)，555 時(shí)基電路4 腳電平由低變高，3 腳輸出高電平，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，停止手搖螺桿或繼電器動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電動(dòng)機(jī)關(guān)閉從而控制閘門(mén)提升。

當(dāng)螺桿向下關(guān)閉閘門(mén)時(shí)，觸點(diǎn)C 沿導(dǎo)線向下滑動(dòng)，當(dāng)閘門(mén)關(guān)閉到位時(shí)，觸點(diǎn)剛好脫離導(dǎo)線的B點(diǎn)，此時(shí)，555 時(shí)基電路4 腳電平由低變高，3 腳輸出高電平，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，停止手搖螺桿或繼電器動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電動(dòng)機(jī)關(guān)閉從而控制閘門(mén)關(guān)閉。

3 在實(shí)際中的應(yīng)用

在宿松縣長(zhǎng)江干堤劉港閘螺桿式啟閉機(jī)中應(yīng)用555時(shí)基電路，結(jié)果表明：該電路能確保螺桿式啟閉機(jī)精準(zhǔn)啟閉，達(dá)到保護(hù)啟閉機(jī)的目的，保證防汛抗旱時(shí)閘門(mén)安全運(yùn)行。

運(yùn)用555時(shí)基電路注意事項(xiàng)：

（1）在沒(méi)有閘門(mén)啟閉的時(shí)段，本設(shè)備不需接入電路。

（2）必須配備外圍直流電源；且保證直流電源電壓穩(wěn)定性，最好選用性能穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)電源。

（3）安裝中確保導(dǎo)線AB與上部接觸絕緣。

（4）安裝于螺桿頂端的觸點(diǎn)C 與導(dǎo)線AB 棒有良好接觸。

（5）設(shè)備安裝于閘管理房?jī)?nèi)防止導(dǎo)線AB 棒及螺桿頂端觸點(diǎn)C潮濕，氧化；盡可能保持閘頂管理房通風(fēng)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)應(yīng)用，555時(shí)基電路具有不少優(yōu)點(diǎn)：①成本低，性能穩(wěn)定；②簡(jiǎn)單方便，反應(yīng)快速，能實(shí)現(xiàn)即停即止，方便閘管人員啟閉閘門(mén)；③對(duì)于卷?yè)P(yáng)式或其他啟閉方式的水閘，只要靈活放置導(dǎo)線AB 的位置同樣可以實(shí)現(xiàn)閘門(mén)啟閉控制；④通過(guò)改變導(dǎo)線AB的長(zhǎng)度，也可實(shí)現(xiàn)閘門(mén)開(kāi)啟到上限時(shí)報(bào)警；⑤符合小型水閘管理自動(dòng)化的要求；⑥如要實(shí)現(xiàn)多閘集中控制，宜采單片機(jī)作處理芯片。