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          閘門PLC控制系統解析

          發布時間: 2017-03-09  點擊次數: 3231次

          閘門PLC控制系統解析

          由12孔攔河水閘和2座船閘組成,水閘為啟閉式閘門,船閘為兩扇人字門,對防洪、防潮、抗澇、抗旱等方面起到重要的作用,特別是水閘自動化控制地實現,實現水利現代化。

          • 工程技術要求

          該工程是在高起點、高標準的要求下設計,它造型典雅、氣勢雄偉。水閘均采用平板式鋼板閘門,啟閉機為卷揚機式,為實現閘門的自動化控制提供了有利條件。

          • 橋閘閘門自動化有以下技術指標:

          1)實現12孔閘門的遠程控制。
          2)閘門開度控制精度為+1厘米。
          3)實現12孔閘門的自動開啟、關閉,保持上游水位波動范圍為+5厘米。
          4)系統故障自診。

          • 系統構成

          本系統采用總線分布式控制模式,實現12孔閘門的遠程集中控制。系統高層為計算機監控系統,它包括監控計算機、管理計算機、服務器、集線器,通過Ethernet 網,實現各計算機之間的通訊。控制層內由一臺PLC可編程序控制器來完成,它負責12孔閘門的閘位、上下游水位、降雨量等數據的實時采集,通過DH485通訊方式,將采集數據傳輸給監控計算機,輸出模塊調解閘門的上下動作。zui低層為現場設備,保留現場設備原有的手動操作啟閉機功能,同時增設遠程接口控制電氣回路,接受PLC可編程序控制器的動作。

          • PLC控制模式

          3.1 現場手動方式
          現場手動方式為控制模式的,任何情況下,當現場控箱上選擇現場手動操作時,遠程對此閘門的操作無效,此閘門只響應現場箱上操作按鈕的動作,該操作方式是原啟閉機自帶的功能。

          3.2 遠程點動方式
          現場控制模式選擇遠程控制方式,在監控計算機選擇點動操作,用鼠標單擊閘門上、或下操作。

          3.3 遠程手動方式
          現場控制模式選擇遠程控制方式,在監控計算機選擇手動操作,用鼠標單擊閘門上、下、停操作。

          3.4 遠程定位方式
          現場控制模式選擇遠程控制方式,在監控計算機上選擇定位操作,通過鍵盤輸入閘門開度,鼠標單擊定位操作,閘門自動運行至開度停止。

          3.5 閘門全自動方式 
          現場控制模式選擇遠程控制方式,在監控計算機上選擇自動方式,設定控制上游水位,鼠標單擊自動運行后,12孔閘門進入全自動運行狀態。

          • 針對項目設計的PLC系統

          4.1設計要求
          本系統控制主對象為閘門,實現閘門的上下停等工作狀態。由于遠程控制,操作人員不在啟閉機現場,所以確保系統安全可靠運行,
          系統要知道啟閉機以下各參數:

          4.2 PLC可編程序控制器選型
          12孔閘門實現遠程控制所需:
          數字輸入量DI:3X12=36 
          數字輸出量DO:3X12=36
          模擬輸入量AI:5X12=60
          此系統采用美國AB公司的SLC-500系列可編程序控制器,此PLC可編程序控制器為模塊式可編程序控制器,可以根據DI、DO、AI點數,來配置模塊使用數。

          • 3PLC程序設計

          采用Rslogix 500 編程軟件,用梯形圖方式,對閘門控制進行編程,從程序的內容上分三種形式的程序設計。

          1)開環程序設計
          對閘門的點動操作、手動操作、定位操作都采用開環程序設計方式。點動操作、手動操作為非定量操作,定位操作為給定量操作。由于閘門上、下運行時,閘門的慣性及閘門剎車性能不一樣,所以編程時,要考慮定位控制的補償問題,程序流程。

          2)閉環程序設計
          為控制上游水位在控制水位,波動范圍在+5厘米內,由上游實時水位、控制給定水位、12孔閘門啟閉機構成一個環閉控制系統。編程選用SLC-500 
          CPU處理器PID功能,輸出控制12孔閘門啟閉機的工作。由于水閘操作規程中只允許同時開啟兩孔閘門,且每次開度小于30厘米,先開中間后兩邊,先關兩邊后中間的要求,所以程序設計中注意順序操作編程處理。

          3)故障自診設計
          由于本系統為遠程集中控制,閘門操作人員不在現場,閘門故障發生,要即時停止啟閉機的運行,否則將發生嚴重事故。

          • 根據對卷揚式啟閉機現場測試,總結出以下幾方面的故障類型:

          ①閘門卡死故障
          當閘門下降時,水閘下有樹木頂住平板鋼板閘門,閘門不能繼續下降。
          ②閘門超時運行故障
          遠程操作時,每次閘門操作不能連續運行超過一個時間,即表明閘門運行失控。
          ③閘門超距運行故障
          每次閘門開度不能超過30厘米,開開度過大,違犯閘門操作規程。
          ④閘門運行超限故障
          閘門一般有閘門道槽,不能超過此高度,否則閘門出槽,此為超限故障。
          ⑤閘門過載故障
          通過對電機電流的監測,當出現較大電流時,說明電機過載。
          ⑥閘門鋼絲繩過松故障
          由于此啟閉機為卷揚機式,當閘門下落時,會出現一邊緊一邊松,此時閘門要立即立停止。

          • PLC控制系統在水閘的閘門上的應用總結

          在水閘計算機監控系統中應用PLC控制技術,對傳統的啟閉機進行改造,實現水閘自動化控制,特別故障自診程序的設計,大大提高了系統的安全性和可靠性,系統真正實現全自動的運行,當系統發生故障時,立即停止閘門的運行,同時報警信息在監控計算機中顯示,提醒值班人員采取措施。

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