基于plc热油融冰系统在南水北调京石段应用

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1、基于PLC热油融冰系统在南水北调京石段应用　　摘要：介绍了热油融冰系统的的原理和特点，阐述了以施耐德Twido控制器为核心的控制系统的组成。关键词：热油融冰系统；自动控制；PLC中图分类号：TV文献标识码：A一、引言南水北调中线京石段应急供水工程南起河北省石家庄，北至北京团城湖，全长307公里。京石段工程建成并输水进京是南水北调工程建设的重要阶段性成果。为缓解北京水资源短缺状况，自2008年9月开始至今，已通过南水北调中线京石段工程调水入京累计调水量达14亿立方米，有效保障了首都的供水安全。京石段应急输水

2、渠道位于北方冬季寒冷地区，在冬季输水会出现结冰现象。造成了冬期输水的一系列问题：如门槽埋件工作表面结冰时，如果提升闸门，闸门止水会被撕裂；另外京石段水渠采用定水位的方式运行，弧形工作闸门需经常启闭，若弧门两侧门槽与弧门如果冻结在一起则会影响弧门的启闭，影响总干渠的正常输水。针对于此，在冬季冰期输水时采用了热油融冰系统来给弧门埋件进行加热，有效地解决了上述问题。5二、融冰系统工作原理热油融冰系统原理是通过电热器将油箱里的油加热，由油泵将热油通过管路送达门槽附近的埋件，此时由于热量传递，门槽温度逐渐升高，将门

3、槽附近的冻冰消融。本系统由液压油缸、电加热器、电气装置操作柜、油泵（一备一用）、油流控制阀门、油温检测单元、油位检测单元、压力检测单元以及一些辅助配件等组成（图一）。控制系统采用PLC和人机交互终端等装置，实现了可靠、便捷的自动控制功能。（一）控制系统分为自动、手动、远程控制三种方式可以切换。根据工程现场情况，多采用自动控制方式：通过触摸屏设定控制、保护和开启的参数，选择“自动”开启后，整套系统即可自动运行。（二）启动设备后，若现场均满足自动运行条件，设备按照程序顺序自动启动。如：油泵首先开始运行，此时油

4、路上的电磁阀对应各自的启闭状态，保持冷油在较短的油路内循环，待到油温加热到一定程度时，相应的电磁阀开启，热油开始进入对应的埋件开始融冰。并且具有多种模式可供选择：如选择加热的门槽数量、开启的加热器数量（共有三组）等。（三）整套装置设油位检测、油管压力检测、温度检测等，这些信号均接入控制系统，参加设备的报警及联锁停车，以保证设备和人身安全。5图一、热油融冰系统图三、控制系统（一）控制系统的硬件构成。该套系统采用了施耐德公司型号为TWIDO的小型PLC作为主控单元，采用模块化的结构。组成单元有模拟量输入模板、

5、数字量输入模板、数字量输出模板(Relay-Out)。运行过程中输入模板将系统的各种电量信号采集到PLC。通过预置在CPU单元中的控制程序运算后，将运算结果通过输出单元输出，驱动相应的线圈或接触器，开启电磁阀或电机，最终完成程序控制。其中CPU模块具有串行接口，连接了PRO_FACE公司生产的GP系列人机交互触摸屏，方便显示设备状态，设定参数。图二、PLC控制系统硬件结构图（二）控制系统的软件配置施耐德小型PLC采用TwidoSoft软件进行编程，采用梯形图实现逻辑控制，并且还配置了自检和自恢复程序等特殊

6、功能。TwidoSoft软件是标准的Windows界面，有应用程序浏览器和多窗口浏览支持编程、调试和配置，可与控制器进行多种方式（包括串行口）的通讯。很好的完成了本系统的控制和通讯任务。5（三）控制系统的特点（1）选用的控制器先进且适合工程现场环境，控制系统实时性好，可靠性高。（2）多种操作方式，控制方式有手动、自动、远控等方式，使系统灵活可靠。（3）具有多种模式选择功能，根据工况和安全需要启闭相应的电磁阀，使油流经不同的油路，达到融冰及节能和保护设备安全的目的。四、结束语采用PLC作为控制单元的热油融冰

7、系统具有可靠性高，使用方便，节能环保等特点。已经在南水北调京石段紧急供水工程中得到了广泛使用，能够很好的达到消冰融冰的效果，为冰期顺利输水提供了条件。参考文献【1】王振兴《热油融冰系统原理及操作维护》2010年【2】张鹏刘青张志秀《基于现场总线的闸门控制系统》《工业仪表与自动化装置》2007年第1期P50-P52【3】OMRON公司《可编程控制器操作手册》1997年作者简介：刘彦凯（1979—），男，河北邢台人，2004年毕业于河北理工大学自动化专业，助理工程师，从事自动化设备管理工作。55