PLC控制系統(tǒng)在水閘工程中的應用

徐秀萍 李成良

摘要：隨著數(shù)字控制技術和網(wǎng)絡通訊技術的高速發(fā)展，當前工業(yè)的自動化和智能化程度有了顯著的提高，因此水力設備的管理也發(fā)生了改變，常采用智能化建設來實現(xiàn)閘門的控制。在水閘工程中，PLC控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，能夠有效提升閘門控制的效率，不僅節(jié)約了時間，而且提高了水閘控制的智能化程度?；诖?，本文從PLC控制的概述入手，首先分析閘門智能化監(jiān)控系統(tǒng)的組成和數(shù)據(jù)的采集與閘門的啟閉控制，然后重點探究影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素及解決方案，希望可以借此給PLC控制系統(tǒng)在水閘工程中應用的相關研究提供一定的參考意見。

關鍵詞：PLC控制系統(tǒng);水閘工程;解決方案

中圖分類號：TP274? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2020）10-0000-00

1 PLC控制系統(tǒng)概述

PLC控制系統(tǒng)可以根據(jù)預設的邏輯執(zhí)行命令，集合了通訊技術、計算機技術和微電子技術等現(xiàn)代化的科技，在工業(yè)控制裝置中十分常用。特別是進入21世紀后，PLC技術又和互聯(lián)網(wǎng)緊密的結合在一起，可以有效的提升信息傳遞的及時性，同時利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程的控制，因此其應用的范圍進一步擴大[1]。而且PLC控制系統(tǒng)還具有通用性強、可靠性高、抗干擾能力強等特點，對于工業(yè)設備的智能化控制有著重要的意義。從當前的實際情況來看，PLC控制系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：

（1） 數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)采集器主要是采集設備運行的各類信息，然后將數(shù)據(jù)反饋給中央處理器。數(shù)據(jù)采集器的類型較多，在具體的應用中可根據(jù)客戶的需求定制，屬于整個PLC控制系統(tǒng)的開端[2]。

（2） 中央處理器。中央處理器主要是接收數(shù)據(jù)采集器的反饋數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)進行整理，根據(jù)預設的邏輯輸出信號，控制執(zhí)行機構。一般而言，中央處理器具有數(shù)據(jù)儲存的功能，也用于儲存編輯的程序，在整個PLC控制系統(tǒng)中屬于核心部分。

（3） 執(zhí)行機構。在PLC控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機構屬于末端，執(zhí)行機構接收中央處理器的信號，根據(jù)信號執(zhí)行相應的動作，進而實現(xiàn)對各類設備的控制。

除上述的幾個部分外，PLC控制系統(tǒng)還包括編輯器和外圍借口，其中編輯器主要是根據(jù)需求預設邏輯程序，然后將其儲存于中央處理器中，外圍借口則是用于數(shù)據(jù)的導出和導入。

2 閘門智能化監(jiān)控系統(tǒng)的組成

水閘工程在抗旱和防洪等方面發(fā)揮著不可替代的作用，但是從當前的實際情況來看，水閘工程的閘門控制仍然有很多采用人工的方式，信息化程度相對較低，這樣就會極大的增加工作量，同時降低水閘控制的效率[3]。而且采用人工的方式還會造成數(shù)據(jù)采集不準確的問題，不利于現(xiàn)代化的閘門管理。因此，可采用現(xiàn)代化的技術對水閘工程的閘門控制進行優(yōu)化升級，提高其操作的簡便性，以此來保證控制的及時性，同時節(jié)約人工的成本。

結合水閘工程閘門控制的需求，其智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要如圖一所示。其中主要是包括中央處理器、無線傳輸、終端控制系統(tǒng)，在具體的應用中，通過現(xiàn)場控制來協(xié)調輸入模塊，實現(xiàn)智能化的水閘控制，具體的只能控制系統(tǒng)結構如圖1所示。

在水閘工程的PLC控制系統(tǒng)中，輸入模塊主要個采集信息的元器件向現(xiàn)場控制反饋信息數(shù)據(jù)，然后傳遞給中央處理，最終下大相應的執(zhí)行命令。而且各類執(zhí)行操作都處于監(jiān)控系統(tǒng)中，可以及時的發(fā)現(xiàn)問題，避免由于錯誤的操作而造成惡劣影響[4]。另外，在整個水閘工程中，PLC系統(tǒng)還可實現(xiàn)智能化控制，如果預設完善的邏輯程序，PLC系統(tǒng)就可根據(jù)各類信號自動執(zhí)行操作的命令，加快了水閘控制的反應速度。

3 數(shù)據(jù)的采集與閘門的啟閉控制

3.1數(shù)據(jù)的采集

在水閘工程的智能化控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集主要分為兩個部分，分別是水位和閘門的開度，具體如下所示：

（1） 水位采集。水位采集是為了判斷是否滿足開閘或者閉閘的條件，主要是通過水位采集器來完成數(shù)據(jù)的收集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浆F(xiàn)場的控制柜中，然后由現(xiàn)場控制的PLC系統(tǒng)進行轉換和存檔，通過內部CPU板處理數(shù)據(jù)，最后傳遞至控制中心。

（2） 閘門開度的采集。閘門的開度直接關系到閘門智能化控制的精確性，而且也是閘門安全啟動和關閉的重要保障，因此必須采集精確的信息。一般而言，閘門的開度采集是利用閘門開度儀完成的，其主要的結構為傳感器和編碼器。在閘門開啟的過程中，其開度的數(shù)據(jù)是實時采集的。

利用現(xiàn)代化的電子元器件采集信號能夠有效提升信號采集的精度，而且相應的數(shù)據(jù)可以形成記錄，對于后續(xù)的分析完善也有著重要的意義。目前我國水閘控制正在不斷的優(yōu)化，這些都和已有信息數(shù)據(jù)有著密切的關系。另外，通過PLC系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的采集還可實現(xiàn)遠程的控制和監(jiān)督，實時反饋水閘現(xiàn)場的信息，有利于水閘控制智能化水平的提升。

3.2閘門的啟閉控制

水閘工程閘門啟閉的控制是由液壓結構實現(xiàn)的，當液壓結構接收到來自中央控制器的信號后，就執(zhí)行相應的動作。與電機控制相比，液壓控制結構的體積相對較小，而且起重量較大，具有較強的負載性能，安全性也較高[5]。在水閘工程的PLC控制系統(tǒng)中，油泵開始工作前要對接觸器進行檢查，只有在閉合的狀態(tài)下，油泵才可執(zhí)行預定的才做，以此來避免直接啟動和系統(tǒng)啟動程序同時進行。

在具體的情況中，當水閘的水位上升到一定程度后，水位采集器的信號會被系統(tǒng)處理，然后由中央控制器給出信號，通過現(xiàn)場控制的結合來判斷是否執(zhí)行開閘的操作，如果滿足條件，中央控制器給液壓機構下達指令，控制閘門開啟，閘門開度信息實時監(jiān)控。在水位下降到預設的數(shù)據(jù)后，水位采集器再度反饋信號，由中央處理器控制液壓機構關閉閘門。整個系統(tǒng)的智能化程度較高，而且所需要的人力也較少，可以實現(xiàn)自動化的控制，有效的節(jié)約人工成本，同時提升閘門啟閉的效率。

4 影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素及解決方案

通訊作者：李成良（1965—），男，遼寧瓦房店人，研究生，副教授，研究方向：電氣自動化教學。

Talking about the Application of PLC Control System in Sluice Project

XU Xiu-ping，LI Cheng-liang

（Department of electrical and information engineering， school of applied technology， dalian ocean university，Wafangdian Liaoning? 116300）

Abstract： With the rapid development of digital control technology and network communication technology， the current industrial automation and intelligence has been significantly improved， so the management of hydraulic equipment has also changed， and intelligent construction is often used to achieve gate control. In the sluice project， the PLC control system plays an important role， which can effectively improve the efficiency of the gate control， which not only saves time， but also improves the intelligence of the sluice control. Based on this， this article starts from the overview of PLC control， first analyzes the composition of the gate intelligent monitoring system and data acquisition and gate opening and closing control， and then focuses on exploring the main factors and solutions that affect the reliability of the PLC control system. This provides certain reference opinions for the relevant research on the application of PLC control system in the sluice project.

Keywords： PLC control system; Sluice project; Solution