plc在水闸自动化控制系统中应用探析

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1、PLC在水闸自动化控制系统中应用探析　　摘要：随着我国经济以及科学技术的发展，越来越多的水闸工程开始选择使用自动化系统，系统功能主要包括闸门的电脑控制、水工数据的自动观测、以及水闸数字化视频监控等，水闸自动化系统的建设对于提高水闸管理水平，发挥水闸功能有着重要的意义。中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号：在我国民经济发展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且关系到国家的经济建设，以及人民的生命、财产安全等重大社会问题。在深圳地区，河网密布，河涌众多，雨量充沛，在河涌治理的过程中，闸门自动化控制系统的建设显得十分重要。可编程控制器，简称PL

2、C（ProgrammablelogicController），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，凭借其结构特点得到了广泛的应用。一、PLC的应用特点1.可靠性高，抗干扰能力强8高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百分之一甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编

3、入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性。2.配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC是面向生产过程的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当

4、接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事系统工程控制打开了方便之门。4.系统设计，工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。8三、闸门自动化控制系统在闸门自动化控制系统建设或者改造的过程中，闸门控制操作一般分为三级控制模式：第一级为现场在没有电的情况下手动操作模式；第二级为现场控制柜操作电动控制模式；第三级为计算机自动调控控制模式。这三种操作模式中，第一、二级可以脱离

5、PLC系统独立运行。第三级完全依赖PLC系统才能实现其功能。在闸门自动化控制系统故障、测试、检修或其他特殊情况下，管理人员按第一级或第二级方式临时调度控制闸门，确保生命和财产的安全。对于闸门PLC自动化控制系统来说，其主要监控参数包括：上、下游水位、闸门开度、手/自动选择指示、开闸运行指示、关闸运行指示、故障指示、电源指示、电源合闸指示、开闸控制、关闸控制、电流、电压、功率、有功功率、功率因数等。电量的监测一般采用智能电量仪表，采用MODBUS协议与PLC进行通讯，PLC与上位机通讯可以采用RS232、RS485、TCP/IP通讯协议，通讯介质可

6、以采用电缆、光缆、无线传输。对于单扇闸门的I/O点数目统计为：DI（开关量输入，水位计、闸门开度仪输入信号采用格雷码）：42点；DO（开关量输出）：2～3点。闸门自动化控制系统电气控制一次回路图如图1所示：闸门自动化控制系统二次回路图如图2所示：8三、实例分析随着深圳市雨季防汛任务的日益繁重,原有的防洪排涝系统控制手段落后,设备陈旧,且泵站水闸分布广泛,站点分散,使得防洪调度管理工作比较被动。为了在城市防汛管理工作中能够科学、及时、准确地监控泵站水闸等防洪设施,高效快速应对水涝灾害,确保城市安全度汛,对水闸进行综合自动化改造，实现基于网络的泵站水

7、闸远程监控系统。1、系统结构功能水闸控制系统有3个部分：第一部分：上位机数据组态集监控系统第二部分：可编程序控制器核心控制系统。用户通过上位机来对水库水文数据、水闸开度等数据进行记录，对水闸进行监控。可编程序控制器接收上位机的指令，完成对数据的采集和设备的控制第三部分：视频监视系统。由于一般中控室都位于与现场相距较远的地方整个系统的所有数据都使用光纤传送。系统结构如图1所示。图1水闸控制系统结构1.1系统硬件及软件采用SiemensS7－300系列PLC来作为水库闸门监控系统核心,与之相配SiemensSIMATICWinCC7.0先进组态软件作

8、为远程操作系统软件核心。根据过程变量中的数量和扩展容量及闸门监控系统要求，综合可靠性、使用环境等因素，我们选择西门子PLCS7－3008