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    閘門(mén)PLC控制系統(tǒng)解析

    發(fā)布時(shí)間： 2017-03-09　　點(diǎn)擊次數(shù)： 3175次

    閘門(mén)PLC控制系統(tǒng)解析

    由12孔攔河水閘和2座船閘組成，水閘為啟閉式閘門(mén)，船閘為兩扇人字門(mén)，對(duì)防洪、防潮、抗?jié)?、抗旱等方面起到重要的作用，特別是水閘自動(dòng)化控制地實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化。

    • 工程技術(shù)要求

    該工程是在高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)的要求下設(shè)計(jì)，它造型典雅、氣勢(shì)雄偉。水閘均采用平板式鋼板閘門(mén)，啟閉機(jī)為卷?yè)P(yáng)機(jī)式，為實(shí)現(xiàn)閘門(mén)的自動(dòng)化控制提供了有利條件。

    • 橋閘閘門(mén)自動(dòng)化有以下技術(shù)指標(biāo)：

    1)實(shí)現(xiàn)12孔閘門(mén)的遠(yuǎn)程控制。
    2)閘門(mén)開(kāi)度控制精度為＋１厘米。
    3)實(shí)現(xiàn)12孔閘門(mén)的自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉，保持上游水位波動(dòng)范圍為+5厘米。
    4)系統(tǒng)故障自診。

    • 系統(tǒng)構(gòu)成

    本系統(tǒng)采用總線分布式控制模式，實(shí)現(xiàn)12孔閘門(mén)的遠(yuǎn)程集中控制。系統(tǒng)高層為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、管理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、集線器，通過(guò)Ethernet 網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各計(jì)算機(jī)之間的通訊?？刂茖觾?nèi)由一臺(tái)PLC可編程序控制器來(lái)完成，它負(fù)責(zé)12孔閘門(mén)的閘位、上下游水位、降雨量等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，通過(guò)DH485通訊方式，將采集數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控計(jì)算機(jī)，輸出模塊調(diào)解閘門(mén)的上下動(dòng)作。zui低層為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，保留現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備原有的手動(dòng)操作啟閉機(jī)功能，同時(shí)增設(shè)遠(yuǎn)程接口控制電氣回路，接受PLC可編程序控制器的動(dòng)作。

    • PLC控制模式

    3.1 現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)方式
    現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)方式為控制模式的，任何情況下，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)控箱上選擇現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作時(shí)，遠(yuǎn)程對(duì)此閘門(mén)的操作無(wú)效，此閘門(mén)只響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)箱上操作按鈕的動(dòng)作，該操作方式是原啟閉機(jī)自帶的功能。

    3.2 遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)方式
    現(xiàn)場(chǎng)控制模式選擇遠(yuǎn)程控制方式，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)選擇點(diǎn)動(dòng)操作，用鼠標(biāo)單擊閘門(mén)上、或下操作。

    3.3 遠(yuǎn)程手動(dòng)方式
    現(xiàn)場(chǎng)控制模式選擇遠(yuǎn)程控制方式，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)選擇手動(dòng)操作，用鼠標(biāo)單擊閘門(mén)上、下、停操作。

    3.4 遠(yuǎn)程定位方式
    現(xiàn)場(chǎng)控制模式選擇遠(yuǎn)程控制方式，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上選擇定位操作，通過(guò)鍵盤(pán)輸入閘門(mén)開(kāi)度，鼠標(biāo)單擊定位操作，閘門(mén)自動(dòng)運(yùn)行至開(kāi)度停止。

    3.5 閘門(mén)全自動(dòng)方式 
    現(xiàn)場(chǎng)控制模式選擇遠(yuǎn)程控制方式，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上選擇自動(dòng)方式，設(shè)定控制上游水位，鼠標(biāo)單擊自動(dòng)運(yùn)行后，12孔閘門(mén)進(jìn)入全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

    • 針對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的PLC系統(tǒng)

    4.1設(shè)計(jì)要求
    本系統(tǒng)控制主對(duì)象為閘門(mén)，實(shí)現(xiàn)閘門(mén)的上下停等工作狀態(tài)。由于遠(yuǎn)程控制，操作人員不在啟閉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，所以確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，
    系統(tǒng)要知道啟閉機(jī)以下各參數(shù)：

    4.2 PLC可編程序控制器選型
    12孔閘門(mén)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制所需：
    數(shù)字輸入量DI：3X12=36 
    數(shù)字輸出量DO：3X12=36
    模擬輸入量AI：5X12=60
    此系統(tǒng)采用美國(guó)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(jù)DI、DO、AI點(diǎn)數(shù)，來(lái)配置模塊使用數(shù)。

    • 3PLC程序設(shè)計(jì)

    采用Rslogix 500 編程軟件，用梯形圖方式，對(duì)閘門(mén)控制進(jìn)行編程，從程序的內(nèi)容上分三種形式的程序設(shè)計(jì)。

    1）開(kāi)環(huán)程序設(shè)計(jì)
    對(duì)閘門(mén)的點(diǎn)動(dòng)操作、手動(dòng)操作、定位操作都采用開(kāi)環(huán)程序設(shè)計(jì)方式。點(diǎn)動(dòng)操作、手動(dòng)操作為非定量操作，定位操作為給定量操作。由于閘門(mén)上、下運(yùn)行時(shí)，閘門(mén)的慣性及閘門(mén)剎車(chē)性能不一樣，所以編程時(shí)，要考慮定位控制的補(bǔ)償問(wèn)題，程序流程。

    2）閉環(huán)程序設(shè)計(jì)
    為控制上游水位在控制水位，波動(dòng)范圍在+5厘米內(nèi)，由上游實(shí)時(shí)水位、控制給定水位、12孔閘門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)成一個(gè)環(huán)閉控制系統(tǒng)。編程選用SLC-500 
    CPU處理器PID功能，輸出控制12孔閘門(mén)啟閉機(jī)的工作。由于水閘操作規(guī)程中只允許同時(shí)開(kāi)啟兩孔閘門(mén)，且每次開(kāi)度小于30厘米，先開(kāi)中間后兩邊，先關(guān)兩邊后中間的要求，所以程序設(shè)計(jì)中注意順序操作編程處理。

    3）故障自診設(shè)計(jì)
    由于本系統(tǒng)為遠(yuǎn)程集中控制，閘門(mén)操作人員不在現(xiàn)場(chǎng)，閘門(mén)故障發(fā)生，要即時(shí)停止啟閉機(jī)的運(yùn)行，否則將發(fā)生嚴(yán)重事故。

    • 根據(jù)對(duì)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，總結(jié)出以下幾方面的故障類(lèi)型：

    ①閘門(mén)卡死故障
    當(dāng)閘門(mén)下降時(shí)，水閘下有樹(shù)木頂住平板鋼板閘門(mén)，閘門(mén)不能繼續(xù)下降。
    ②閘門(mén)超時(shí)運(yùn)行故障
    遠(yuǎn)程操作時(shí)，每次閘門(mén)操作不能連續(xù)運(yùn)行超過(guò)一個(gè)時(shí)間，即表明閘門(mén)運(yùn)行失控。
    ③閘門(mén)超距運(yùn)行故障
    每次閘門(mén)開(kāi)度不能超過(guò)30厘米，開(kāi)開(kāi)度過(guò)大，違犯閘門(mén)操作規(guī)程。
    ④閘門(mén)運(yùn)行超限故障
    閘門(mén)一般有閘門(mén)道槽，不能超過(guò)此高度，否則閘門(mén)出槽，此為超限故障。
    ⑤閘門(mén)過(guò)載故障
    通過(guò)對(duì)電機(jī)電流的監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)較大電流時(shí)，說(shuō)明電機(jī)過(guò)載。
    ⑥閘門(mén)鋼絲繩過(guò)松故障
    由于此啟閉機(jī)為卷?yè)P(yáng)機(jī)式，當(dāng)閘門(mén)下落時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一邊緊一邊松，此時(shí)閘門(mén)要立即立停止。

    • PLC控制系統(tǒng)在水閘的閘門(mén)上的應(yīng)用總結(jié)

    在水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC控制技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的啟閉機(jī)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)水閘自動(dòng)化控制，特別故障自診程序的設(shè)計(jì)，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，立即停止閘門(mén)的運(yùn)行，同時(shí)報(bào)警信息在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中顯示，提醒值班人員采取措施。

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