plc在水閘自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用探析

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1、PLC在水閘自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用探析　　摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的水閘工程開始選擇使用自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)功能主要包括閘門的電腦控制、水工數(shù)據(jù)的自動(dòng)觀測(cè)、以及水閘數(shù)字化視頻監(jiān)控等，水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于提高水閘管理水平，發(fā)揮水閘功能有著重要的意義。中圖分類號(hào)：TV66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：在我國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且關(guān)系到國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以及人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全等重大社會(huì)問題。在深圳地區(qū)，河網(wǎng)密布，河涌眾多，雨量充沛，在河涌治理的過程中，閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)顯得十分重要。可編程控制器，簡(jiǎn)稱PL

2、C（ProgrammablelogicController），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，憑借其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。一、PLC的應(yīng)用特點(diǎn)1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)8高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百分之一甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編

3、入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC是面向生產(chǎn)過程的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)

4、接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事系統(tǒng)工程控制打開了方便之門。4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。8三、閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)在閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)建設(shè)或者改造的過程中，閘門控制操作一般分為三級(jí)控制模式：第一級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)在沒有電的情況下手動(dòng)操作模式；第二級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)控制柜操作電動(dòng)控制模式；第三級(jí)為計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)控控制模式。這三種操作模式中，第一、二級(jí)可以脫離

5、PLC系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。第三級(jí)完全依賴PLC系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)其功能。在閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障、測(cè)試、檢修或其他特殊情況下，管理人員按第一級(jí)或第二級(jí)方式臨時(shí)調(diào)度控制閘門，確保生命和財(cái)產(chǎn)的安全。對(duì)于閘門PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其主要監(jiān)控參數(shù)包括：上、下游水位、閘門開度、手/自動(dòng)選擇指示、開閘運(yùn)行指示、關(guān)閘運(yùn)行指示、故障指示、電源指示、電源合閘指示、開閘控制、關(guān)閘控制、電流、電壓、功率、有功功率、功率因數(shù)等。電量的監(jiān)測(cè)一般采用智能電量?jī)x表，采用MODBUS協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊，PLC與上位機(jī)通訊可以采用RS232、RS485、TCP/IP通訊協(xié)議，通訊介質(zhì)可

6、以采用電纜、光纜、無線傳輸。對(duì)于單扇閘門的I/O點(diǎn)數(shù)目統(tǒng)計(jì)為：DI（開關(guān)量輸入，水位計(jì)、閘門開度儀輸入信號(hào)采用格雷碼）：42點(diǎn)；DO（開關(guān)量輸出）：2～3點(diǎn)。閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)電氣控制一次回路圖如圖1所示：閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)二次回路圖如圖2所示：8三、實(shí)例分析隨著深圳市雨季防汛任務(wù)的日益繁重,原有的防洪排澇系統(tǒng)控制手段落后,設(shè)備陳舊,且泵站水閘分布廣泛,站點(diǎn)分散,使得防洪調(diào)度管理工作比較被動(dòng)。為了在城市防汛管理工作中能夠科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控泵站水閘等防洪設(shè)施,高效快速應(yīng)對(duì)水澇災(zāi)害,確保城市安全度汛,對(duì)水閘進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的泵站水

7、閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能水閘控制系統(tǒng)有3個(gè)部分：第一部分：上位機(jī)數(shù)據(jù)組態(tài)集監(jiān)控系統(tǒng)第二部分：可編程序控制器核心控制系統(tǒng)。用戶通過上位機(jī)來對(duì)水庫水文數(shù)據(jù)、水閘開度等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對(duì)水閘進(jìn)行監(jiān)控?？删幊绦蚩刂破鹘邮丈衔粰C(jī)的指令，完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制第三部分：視頻監(jiān)視系統(tǒng)。由于一般中控室都位于與現(xiàn)場(chǎng)相距較遠(yuǎn)的地方整個(gè)系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)都使用光纖傳送。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1水閘控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1系統(tǒng)硬件及軟件采用SiemensS7－300系列PLC來作為水庫閘門監(jiān)控系統(tǒng)核心,與之相配SiemensSIMATICWinCC7.0先進(jìn)組態(tài)軟件作

8、為遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)軟件核心。根據(jù)過程變量中的數(shù)量和擴(kuò)展容量及閘門監(jiān)控系統(tǒng)要求，綜合可靠性、使用環(huán)境等因素，我們選擇西門子PLCS7－3008