Terug naar Techniek

Sluis

Sluizencomplex

Er wordt een sluis in een rivier of kanaal geplaatst als de waterniveaus verschillend zijn. Twee verschillende waterniveaus kunnen bijvoorbeeld voorkomen als twee kanalen in elkaar overgaan. De twee waterniveau worden gescheiden door een sluiskolk en twee of meer sluisdeuren. Door in de deuren schuiven te plaatsen kan men in de kolk hoog of laag water regelen. Wil nu een boot van hoog naar laag water gaan, dan opent men aan de hoge zijde de schuiven in de deur, zodat de twee waterniveau gelijk worden. Pas dan opent men de deuren aan de hoge zijde waarna de boot kan invaren. Dezelfde deuren worden daarna weer gesloten. Om zo weinig mogelijk tegendruk van het water te krijgen bij het openen of sluiten van de deuren, gaan de schuiven pas dicht als de deuren dicht zijn. Aan de lage zijde herhaalt zich hetzelfde proces: de schuiven gaan open en de kolk loopt leeg tot aan het lage waterniveau. De deuren gaan open en de boot kan uitvaren. Aan de lage zijde kunnen nu weer boten invaren om naar de bovenzijde geschut te worden. De grote afstand bij de bediening van een sluis en het proces zelf biedt veel technische mogelijkheden. De werkgroep bustechnologie heeft daarom dit onderwerp verwerkt tot een project. Hiervan is een sluispaneel gemaakt en gratis aangeboden aan alle deelnemende ROC’s. Het paneel is overhandigd op de conferentie bustechnologie fase 4 te Zoetermeer op 12 mei 2000.

2D model

Het hiernaast afgebeelde sluispaneel kan men zowel in een schakelrek als plat op een tafel gebruiken. Het paneel is verdeeld in de sluiskolk en een bedieningsruimte. De motoren van de deuren en schuiven worden gesimuleerd door 2 LED’s voor het openen en sluiten. In de sluiskolk worden de eindschakelaars bij de deuren en schuiven gesimuleerd door drukknopjes. Voor het in- en uitvaren van de boten zijn er waterverkeersseinen aangebracht. In de kolk staan de uitvaarseinen en ruim voor de kolk de invaarseinen.

Werkmap

Werkmap

Bij het paneel hoort een werkmap. Hierin zijn projecten beschreven die men toe kan passen in practicumlessen of praktijklessen. In het project worden verschillende onderwijs doelen, zoals tekenen, begroten, berekenen, automatiserings- techniek gekoppeld aan moderne technieken. Voorbeelden hiervan zijn:

  • Automatiseren in SFC
  • Waterverkeerseinen op ASI-bus
  • De bediening via PROFI-bus
  • De bediening via een MMI
  • Het VISUALISEREN van de sluis
  • Onderhoud aan de sluis via MANAGMENT.

 

Opbouw 2D

Bij deze opbouw wordt de relatie gelegd tussen de onderdelen van een echte sluis en het sluispaneel. De nummers aangegeven bij het sluispaneel corresponderen met de nummers bij de tekst en foto’s.

De sluiskolk
De sluiskolkDe sluiskolk van de Wilhelminasluis te Oosterhout moet een hoogte verschil overbruggen van 5m. De afmetingen van de sluiskolk zijn 120 meter bij 14 meter. Bij elke sluishandeling moet er dus 8400 m┬│ water verplaatst worden. Dit gebeurt in een tijd van 7 minuten.

 

 

Het bedieningshuis
Het bedieningshuisDe sluis wordt bediend vanuit de bovenste ruimte met daarom heen een balustrade. In die ruimte staan de bedienings lessenaars. Nu nog worden de sluizen van hier uit bediend, echter binnen enkele jaren worden meerdere sluizen op afstand bediend vanuit een centrale post.

 

 

De bedieningslessenaar
De bedieningslessenaarDe sluiswachter bediend van hieruit de sluis, meestal in combinatie met een brug. De bedieningslessenaar op het sluispaneel is het linker gedeelte van het paneel. De sluis wordt handmatig bediend, echter er is wel een vaste bedieningsvolgorde vooraf geprogrammeerd In het echt is de sluis zelfs op meerdere lessenaars te bedienen.

 

 

De schakelruimte
De schakelruimteOnder in de bom vrije kelder van het bedieningshuis staan de schakelkasten opgesteld. Van hieruit worden de motoren geschakeld via magneetschakelaars, gestuurd vanaf de bedieningslessenaars. Bij het sluispaneel is de PLC de “regel-schakelkast”.

 

 

De afgaande kabels
De afgaande kabelsZoals de foto laat zien gaan er veel kabels het veld in.
Zou hier een bustechnologie zijn toegepast dan zou het aantal kabels zijn gehalveerd. Het werkboek geeft hier voorbeelden van. Het zal duidelijk zijn dat de doorsnede van deze kabels berekend moet worden.

 

 

De voeding
De voedingOok de hier afgebeelde voedingskabel moet berekend worden. De doorsnede hoeft men niet te berekenen als alle motoren tegelijk draaien. De deur motoren draaien tenslotte niet allemaal tegelijk. Als je het proces kent, kun je ook de gelijktijdigheidsfactor bepalen.

 

 

De schuiven
De schuivenDe schuiven zorgen voor de waterverplaatsing. In deze sluis zitten per deur 3 schuiven, elk bediend door een motor van slechts 1 Kw. In het sluispaneel zit slechts een schuif per deur 36-38 en 42-44. Deze motoren moeten natuurlijk links en rechtsom kunnen draaien.

 

 

De schuiven op het droge
De schuiven op het drogeBij nevenstaande foto zie je alleen de motor spil van de schuiven draaien. Bij deze reserve deuren zie je duidelijk, dat de eigenlijke schuiven onder in de deur zitten. Dit wordt gedaan om zo min mogelijk water turbulentie te verkrijgen.

 

 

De deuren
De deurenWanneer het waterniveau gelijk is, mogen de deuren open. Het vermogen van de motor die de deur opent via een grote vertraging is slechts 7,5 Kw. In het paneel staan de deur motoren parallel 33-35 en 39-41. Er zijn sluizen waarbij de deuren afzonderlijk te bedienen zijn.

 

 

De deuren en schuiven
Deuren en schuivenDeze foto geeft een totaal overzicht van de bewegende delen. De drie schuiven per deur worden door de boven liggende motoren bediend door lange schroefspindels. De deurarmen worden aangedreven door deurmotoren die opgesteld staan in kelders en daarom niet zichtbaar.

 

 

De invaarseinen
Met deze seinen wordt de schipper gewaarschuwd wanneer hij de sluis in mag varen. Er zijn 3 lichten:
twee rood en een groen. Het rode en het groene licht zal duidelijk zijn. Is de sluis in het weekend gestremd, dan branden er 2 rode lampen. In het paneel gebruiken we alleen rood en groen met de nummers 55-56 en 52-53.

 

De uitvaarseinen
De uitvaarseinenMet deze seinen wordt de schipper gewaarschuwd wanner hij de sluis mag uitvaren. Hier zijn slechts twee lichten rood en groen. In het sluispaneel zijn dit de nummers 46-47 en 49 en 50. In een echte sluis zijn zowel de in- als uitvaarseinen dubbel uitgevoerd.

 

 

Bustechnologie in een lessenaar
Bustechnologie in de lessenaarBij het openen van de verschillende lessenaars bleek al dat een deel in bustechnologie was uitgevoerd. Op de foto is duidelijk een afgaande besturingskabel te zien.

 

 

 

Conventionele lessenaar
Coventionele lessenaarOp deze foto is duidelijk de dikke bedradingsbundel te zien die naar de schakelruimte gaat. De ene lessenaar bedient het bovenhoofd (hoogwater), de andere lessenaar bedient het beneden hoofd (laagwater).

 

 

De spui
De spuiEen sluis zorgt voor een doorvaart van hoog naar laag water. De hoge waterzijde kan door hevige regenval wel eens te hoog worden. Dan moet men dit teveel aan water weg kunnen laten lopen buiten de sluis om. Men legt hiervoor parallel aan de sluis een zgn. spui kanaal. Op de foto zien we een waterwerk die dit spuien regelt.

 

 

Aansluitschema
In onderstaand schema is gebruik gemaakt van de PLC FX0N_40. In principe kan ieder andere PLC gebruikt worden.

Download paneel Sluis (.DWG)

Opdrachten 2D

Voor het voorbereiden en maken van de opdrachten zijn de volgende “onderdelen” noodzakelijk.

  • HET SLUISPANEEL. (Elke ROC heeft zo’n paneel ontvangen op de Busdag te Zoetermeer op 12 mei 2000.)
  • HET WERKBOEK. (Bij het uitreiken van bovenstaand paneel is een werkboek meegeleverd.)

Het sluispaneel

Download werkboek

De opdrachten uit het werkboek moeten als een totaal project uitgewerkt worden. Wat men onder een totaal project verstaat, staat per opdracht uitgeschreven in het werkboek met de nodige voorbeelden. Het sluispaneel is in twee opstellingen bruikbaar, in een practicumlokaal en in een praktijklokaal. Zoals de foto’s aangeven benaderd het praktijkmodel meer de werkelijkheid. Hoe en wat je moet aansluiten en programmeren staat weer in het werkboek per project uitgeschreven.

 

Practicum opstelling

Praktijkopstelling

 

Voor het sluis proces te bestuderen is een PowerPoint presentatie gemaakt waar middels een animatie alle sluisbewegingen op volgorde worden afgebeeld. De presentatie staat bij de downloads.
Voor de beeldvorming is in het werkboek bij elk project een sluistekening gemaakt met betrekking tot die technologie die bij dat project hoort, met een daarbij behorende tekst.

 

Download deze PowerPoint presentatie

3D Tekening sluis

 

Het sluispaneel is verder inzetbaar voor conventioneel schakelen en nieuwe technologie├źn zoals: het programmeren in SFC, het toepassen van ASI of PROFI-bus, het toepassen van OP’s (operationpanels), het Visualiseren of management met een SCADA- pakket, REMOTE I/O enz. Voor elke techniek is in het werkboek een project beschreven. Projecten uit het werkboek zijn.

1. Practicum project combinatorisch op hand
3. Practicum project sequentieel (met SFC)
5. Practicum project combinat. (FXON-24MR
7. Practicum project met MODULAIRE PLC
9. Practicum project met ASI-bus op hand
11. Practicum project met PROFI-bus op hand
13. Practicum project REMOTE I/O + noodstop
15. Practicum project met OP voor onderhoud
17. Practicum project met VISUALISATIE
19. Practicum project met MANAGEMENT