浅谈plc在彭家道口分洪闸监控系统改造工程中的应用

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1、浅谈PLC在彭家道口分洪闸监控系统改造工程中的应用[摘要]彭家道口分洪闸是刘家道口枢纽的主要组成部分,是沂沭河洪水东调南下的关键性工程之一。本文介绍了可编程序控制器（PLC）在彭家道口分洪闸监控系统改造工程中的成功应用以及对确保彭家道口分洪闸工程安全、可靠、灵活运用起到了的作用。[关键词]PLC监控工程应用1问题的提出彭家道口分洪闸位于分沂入沭水道入口处，主要功能是分泄沂河洪水入沭河，通过大官庄水利枢纽东调就近入海，以减轻沂河下游洪水压力。工程建于1974年5月，于2000年12月至2002年7月加固改造，工程按50年一遇洪水设计，100年一遇洪

2、水校核，工程为大（2）型。监控系统为2002年彭家道口分洪闸加固改造所建，经过6年来的运行，系统老化，故障频发。存在的主要问题主要有：自动化操作系统不稳定，系统传输速度慢，启闭机传感器失灵,急需维修更换传感器以及通讯主板；部分启闭机显示运行错误，自动跳出程序，操作运行时，监控系统反应速度慢。因此应用PLC实施彭家道口分洪闸监控系统改造工程极为必要。2PLC简介国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器（ProgrammableLogicControllerPLC）的定义是：PLC是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程

3、序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。3在彭家道口闸自动控制系统中的应用3.1概述遵循“技术先进、安全可靠、经济实用”的原则，按新的计算机监控系统指导思想进行总体设计和系统配置，把原来落后的仪表控制改为PLC，采用西门子S7系列PLC，提高系统可靠性。(1)主控级与LCU采用国际先进的

4、Profibus-DP工业总线。4(2)组态软件采用成熟的西门子Wincc6.0，人机接口功能强，人机界面友好，操作方便。应用软件采用西门子Step7V5.3编程软件，保证软硬件之间的无缝集成和高可靠运行。3.2工程设计布局和系统设备配置设计(1)设计功能特点本系统采用全开放，分层，全分布式结构，由位于桥头堡主控级、中控室（防汛调度中心）主控级和位于启闭机现场的现地控制单元三部分组成。(2)系统设备配置设计主控级设备主要由主控级操作员工作站、现地控制S7-200PLC控制器、现地按键触摸液晶TD400屏、中控室S7-300PLC等构成。(3)现地

5、控制单元LCU设计LCU包括PLC和动力控制。a.PLC控制柜共20套，其控制核心采用西门子PLC，并配有TD400触摸屏作为现地的人机接口界面等。b.闸门传感器共19套，闸门开度传感器直接进入PLC输入模块，经S7-200CPU采集、运算、处理后，由TD400直接显示闸门实际开度。3.3系统设计功能(1)设计概述主控级完成对各闸门的安全监视和控制外以及系统运行管理、运行报表生成与打印、对外通信管理等。现地控制单元主要完成对闸门的数据测量、闸门控制、操作显示及通信等。(2)设计功能为以下几个过程：a.19孔闸门开度的远方及现地控制和监视；b.19

6、孔闸门卷扬运行状态和电量、上下游水位等参数的远方及现地控制、保护和监测；c.主控级之间及主控级与现地控制单元（LCU）之间的通信（Profibus-DP）等。(3)运行控制方式设计a.远方控制过程：中控室主控级可对接入本系统的各个闸门及其启闭机进行监控，操作过程有事先提示，闸门位置有实时反映，运行故障能及时报警。b.现地控制过程：在设4备投运初期，闸门检修期及主控级发生故障等情况下，可在LCU控制柜对闸门进行控制，并将控制信号输入PLC传送到操作员工作站以便监视。c.现地控制单元在PLC发生故障时，可启动手动按钮控制系统。现地控制与远方控制相互闭

7、锁，并在现地进行切换，即现地优先。现地控制时，能将控制信号，运行状态信号在现地显示，并送到中控室操作员工作站。远方控制时主控级优先，并在主控级切换。(4)主控级的设计a.调试实时数据采集与处理①模拟量（启闭机电流、电压及水位等）调试数据采集方式为定时扫描，处理包括回路断线检测，数字滤波，误差补偿，数据有效性合理性判别，标度换算，越复限判别及报警，最后经格式化处理存入实时数据库。②开关量(状态量)调试开关量包括中断(事件顺序记录，SOE)开关量和非中断开关量。中断开关量指事故信号，断路器分合及重要继电保护的动作信号，系统以中断方式响应并进行优先顺序

8、记录。非中断开关量指中断开关量以外的开关量，包括各类故障信号、设备运行状态、工作方式转换开关位置信号等。系统以定时扫描方式采集。对其处理