摘要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，我國的各項科技產(chǎn)品不斷應(yīng)用到日常的生產(chǎn)生活中，PLC作為可編輯邏輯控制系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用于泵站閘門啟閉機控制系統(tǒng)內(nèi)。文章探究了閘門啟閉機的控制要點，介紹了閘門啟閉機電氣控制系統(tǒng)實施PLC改造步驟，使閘門啟閉機電氣控制系統(tǒng)達到了操作簡單、運行可靠、便于調(diào)試設(shè)定和運行維護的要求。

關(guān)鍵詞：閘門啟閉機；電氣控制系統(tǒng)；PLC改造方案；水電站；水電系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV664 文章編號：1009-2374（2015）13-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.014

現(xiàn)階段，隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各個行業(yè)和領(lǐng)域?qū)﹄娏π枨笈c日俱增，使得我國水電站的開發(fā)得以快速發(fā)展。閘門啟閉機是水電系統(tǒng)最重要的組成部分之一，若一直使用傳統(tǒng)的繼電器對系統(tǒng)進行控制，不僅達不到解決與監(jiān)控系統(tǒng)上機位出現(xiàn)的一系列通訊問題，更無法滿足水電站對設(shè)備自動化的實際需求。文中以閘門啟閉機為研究視角，設(shè)計出一種滿足自動化控制需求的閘門啟閉機電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PLC和TD200（中央顯示控制面板）為依據(jù)，對傳統(tǒng)的系統(tǒng)進行改造，達到簡化系統(tǒng)設(shè)計、操作簡單的目的，提升整個系統(tǒng)的運行效率。

1 簡述安裝閘門啟閉機的控制要點

安裝閘門啟閉機主要實施啟閉泄洪閘門操作，確保水庫的水位調(diào)節(jié)至正常狀態(tài)，有效保護水利工程和水電站的安全工作。安裝閘門啟閉機必須注意以下方面：如果水庫內(nèi)的水位明顯高于正常的警戒水位時，必須提升閘門進行泄洪操作。反之若水庫的水位處在警戒水位之下時，要及時關(guān)閉閘門停止泄洪。設(shè)置手動和自動控制轉(zhuǎn)換設(shè)置系統(tǒng)，從而更好地掌控系統(tǒng)的上升及下降操作。設(shè)置故障及設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)，安裝故障和設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)，當啟閉機出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能及時監(jiān)視哪個部位出現(xiàn)故障并給予解決，且安裝監(jiān)視系統(tǒng)能監(jiān)視啟閉機的全開和全關(guān)位置及閘門開度情況。

2 閘門啟閉機電氣控制系統(tǒng)實施PLC改造步驟

2.1 閘門啟閉機控制系統(tǒng)工作原理

閘門啟閉機電氣控制的核心為PLC，采用PLC能掌控整個系統(tǒng)的工作情況。實際展開控制時，開關(guān)量信號進入PLC控制中心，變速器有效識別信號后并把結(jié)果傳輸至處理系統(tǒng)。PLC本身就是可編輯的控制器，它可以把信號給予轉(zhuǎn)化，并依照設(shè)計程序提出相對應(yīng)的來。借助控制室給予輔助操作，實現(xiàn)整個閘門的啟閉工作。實際操作時必須注意要對所有回路進行監(jiān)視，確保出現(xiàn)故障時可以采用屏幕或燈光進行傳輸，便于工作人員開展維修和檢測工作，有效提升整個泵站的運行效率。該控制系統(tǒng)是集合通訊、數(shù)據(jù)采集、閘門開度顯示等為一體的裝置，采用PLC及TD200對閘門啟閉機進行控制，能有效降低費用，提升整體系統(tǒng)的運行可靠性。整個系統(tǒng)主要由可編程邏輯控制器（PLC）、傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)等部分組合而成，如圖1：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

2.2 TD200及閘門位置

中文顯示控制面板（TD200）連接簡單，不需要設(shè)置獨立的電源，只需把其連接電纜連接至PPI接口即可。TD200不僅能顯示所需的信息，同時可以合理設(shè)定或修改系統(tǒng)的參數(shù)。本系統(tǒng)通過TD200達到檢查PLC內(nèi)部存儲信息的目的，以及采用其功能鍵控制PLC輸入輸出控制。該系統(tǒng)是一點型的弱電控制強電，為確保閘門啟閉機運行的安全和可靠性，PLC要嚴密監(jiān)測設(shè)備運行信息、故障信號等。例如：閘門啟閉機出現(xiàn)超載或閘門處于全開狀態(tài)就會發(fā)出信號，要根據(jù)這些信號給予合理的處理，也可以發(fā)布緊急停機命令。

2.3 準確采集并處理數(shù)據(jù)

為有效降低該系統(tǒng)使用的費用，挑選增量式旋轉(zhuǎn)編碼器最為合理，這類傳感器價格比較便宜又具有安全穩(wěn)定的性能，只需設(shè)定2根信號與PLC進行連接，從而更好檢測出閘門開度出現(xiàn)的變化。傳感器信號采集模塊能有效采集閘門開度信號。荷重變化信號并給予處理，依次轉(zhuǎn)換為閘門開度值和荷重數(shù)值，隨后存儲到PLC單元并給予處理。目前，數(shù)據(jù)的準確性是工業(yè)生產(chǎn)中尤為重視的方面，準確的數(shù)據(jù)可以降低操作誤差。測量和采集閘門開度信息對于整個系統(tǒng)的運行發(fā)展有著重要作用。根據(jù)閘門啟閉機的運行情況展開計算，計算獲取閘門正確的開度值。其中測量閘門的形成是從輸出的信息展開采集和計算的，實際處理時也能直接檢測到閘門的直線形成，并采用PLC模擬量對采集的信號及標度的變換給予合理控制，從而得到正確的閘門開度。通過壓力變速器把信號傳輸至PLC控制中心，采用PLC的運算模塊給予合理控制，獲取壓力值。采用數(shù)值處理系統(tǒng)對獲取的數(shù)據(jù)進行測量，從而有效掌控整個系統(tǒng)的運行情況。如果閘門開度出現(xiàn)異常會發(fā)出預警，防止電纜松動影響閘門啟閉操作。

2.4 合理設(shè)置通訊系統(tǒng)

合理設(shè)置通訊系統(tǒng)在一定程度上可以降低整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率。整個泵站通訊系統(tǒng)采用IP/ICP設(shè)置，系統(tǒng)內(nèi)的PLC模塊全部采用以太網(wǎng)的通訊接口。公共使用的PLC系統(tǒng)只設(shè)置一個交換機，且交換機內(nèi)有光口和電口。采用公用的PLC系統(tǒng)對其他的PLC實施數(shù)據(jù)交換操作。閘門實際運行中，閘門的信息采用PLC控制箱進行傳遞，由它把信息傳輸至其他的公用泵站控制柜。PLC控制柜會把信號實施交換，下達至大壩指令中，運用大壩的控制模式把數(shù)據(jù)下發(fā)至命令控制中心，進而實現(xiàn)不同環(huán)節(jié)之間的相互溝通并完成遠程通訊操作。

2.5 輸入、輸出控制

輸入控制信號來自監(jiān)控系統(tǒng)的上位機指令，采用切換開關(guān)，達到實現(xiàn)手動和自動控制的目的。控制閘門啟閉機能使閘門進行上升、下降操作，若閘門運行達到極限位置或啟閉機發(fā)生故障時，系統(tǒng)會輸出報警信號。

3 結(jié)語

綜上所述，對水利泵站閘門啟閉機電氣控制系統(tǒng)進行PLC改造進一步提升了控制系統(tǒng)的功能，使系統(tǒng)向著操作簡單、安全可靠、便于維修及調(diào)試的方向發(fā)展，能更好地滿足閘門自動化控制的需求，使得整個工作組運行更加穩(wěn)定，也在一定程度上提升了工作的質(zhì)量和效率。

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作者簡介：盧?。?984-），男，河南人，貴州黔水科研試驗測試檢測工程有限公司工程師，研究方向：水利水電工程。

（責任編輯：周 瓊）endprint