朱峰巖杭嘉湖南排工程鹽官樞紐管理所

PLC現(xiàn)場控制單元技術(shù)于水利樞紐系統(tǒng)應(yīng)用初探

朱峰巖
杭嘉湖南排工程鹽官樞紐管理所

PLC控制系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的帶動下，產(chǎn)生和發(fā)展的一種新型的運(yùn)程監(jiān)控管理手段。將PLC技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在國家大型水利樞紐的系統(tǒng)控制過程之中，對于提升系統(tǒng)控制的精確度和安全度有著極其重要的推助作用。本文在簡單介紹PLC控制系統(tǒng)基本框架的基礎(chǔ)之上，圍繞PLC現(xiàn)場控制單元技術(shù)在水利樞紐系統(tǒng)中的應(yīng)用途徑，展開了詳細(xì)的分析和論述。

PLC控制系統(tǒng)；水利樞紐；應(yīng)用途徑

前言

在大型水力樞紐系統(tǒng)的運(yùn)行過程之中，實(shí)現(xiàn)和提升樞紐系統(tǒng)的高自動化，高可靠性，一直是相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員較為主要的研究課題。一個國家和地區(qū)之中水利樞紐控制系統(tǒng)的智能化應(yīng)用水平，能夠直接體現(xiàn)相應(yīng)國家和地區(qū)實(shí)際的水利施工水準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)水利樞紐控制系統(tǒng)的自動化管理，就成為了至關(guān)重要的工作環(huán)節(jié)。有關(guān)PLC技術(shù)在水利樞紐系統(tǒng)中高效應(yīng)用的研究，就成為了相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員的重點(diǎn)研討課題。

一、PLC控制系統(tǒng)的基本框架

在我國目前水利工程智能化的發(fā)展階段之內(nèi)，其應(yīng)用的PLC控制系統(tǒng)主要可以根據(jù)具體控制對象的不同，而進(jìn)一步劃分為上下兩個不同級別的控制層次。PLC控制系統(tǒng)之中的上級控制層次，主要控制的是水利工程樞紐系統(tǒng)之中的中央集控管理系統(tǒng)。而與上級控制層次相對應(yīng)的下級控制層次，則主要指的是對現(xiàn)場控制單元技術(shù)的應(yīng)用。在上級高層控制層次之中，PLC控制系統(tǒng)設(shè)有核心集中的控制管理平臺[1]。在集中控制管理平臺內(nèi)部設(shè)定兩個或者兩個以上的在線實(shí)時監(jiān)控裝置。在現(xiàn)場單元監(jiān)控的下級管理層次之中，同樣由兩臺或者兩臺以上的PLC裝置。通過光纖通訊的信息傳播方式，將水利系統(tǒng)項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)行情況，在第一時間傳送到主控制管理中心的工作人員手中，最終實(shí)現(xiàn)水利樞紐系統(tǒng)的智能化監(jiān)控。

二、PLC現(xiàn)場控制單元技術(shù)在水利樞紐系統(tǒng)中的應(yīng)用初探

（一）PLC控制器設(shè)備在系統(tǒng)應(yīng)用中的選用

隨著社會水利工程建設(shè)事業(yè)的不斷向前發(fā)展，基于PLC技術(shù)的控制器設(shè)備，在技術(shù)人員實(shí)踐作業(yè)過程之中的應(yīng)用，逐漸呈現(xiàn)出普及化的發(fā)展趨勢。無論是PLC技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用種類，還是其在工程系統(tǒng)流程之中的實(shí)際應(yīng)用范圍，都達(dá)到了更高水平的發(fā)展層次。歐姆龍系列控制設(shè)備、松下FX2的PLC控制器，以及西門子S7-300的PLC硬件控制設(shè)備等等，都是能夠被技術(shù)人員選取應(yīng)用于水利樞紐系統(tǒng)之中的設(shè)備類型之一。

需要相關(guān)技術(shù)人員尤為注意的是，不同的硬件設(shè)備對應(yīng)不同的應(yīng)用特點(diǎn)。以西門子系列PLC控制設(shè)備的主要應(yīng)用特點(diǎn)為例，相比其他品牌的控制設(shè)備，西門子在運(yùn)行過程之中的速度較高[2]。在運(yùn)行監(jiān)控的同時，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控信息進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控核算處理。只有技術(shù)研發(fā)人員能夠根據(jù)不同控制設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同的設(shè)計(jì)方案，才能將PLC控制設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢更加極致彰顯出來。

（二）PLC控制器現(xiàn)場控制單元網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建

將互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化信息處理技術(shù)更好的結(jié)合應(yīng)用到水利樞紐PLC現(xiàn)場單元的控制過程之中，可以幫助工作人員建立系統(tǒng)的集散分布控制管控系統(tǒng)?，F(xiàn)今階段PLC控制器設(shè)備現(xiàn)場控制單元網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建具有實(shí)時監(jiān)控性、信息可靠性以及簡單易檢修的顯著應(yīng)用特征，是對傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的優(yōu)化和完善。技術(shù)工作人員在創(chuàng)建控制單元的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時，可以將創(chuàng)建工作依據(jù)其實(shí)際進(jìn)展?fàn)顩r的不同，劃分為三步不同的工作步驟。其一是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建，在此基礎(chǔ)之上創(chuàng)建組織化的水利樞紐計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制體系。最后由技術(shù)研發(fā)人員根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建的實(shí)際配置，為PLC控制器控制單元網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建設(shè)定詳細(xì)的運(yùn)行目標(biāo)。水利系統(tǒng)運(yùn)作的監(jiān)控和調(diào)節(jié)，及時PLC控制器現(xiàn)場控制單元在水利樞紐工程項(xiàng)目中應(yīng)用的終極運(yùn)行目標(biāo)。

（三）PLC現(xiàn)場控制單元技術(shù)的抗干擾應(yīng)用

基于水利樞紐系統(tǒng)的構(gòu)建大部分位于露天的自然環(huán)境之中，PLC現(xiàn)場控制單元技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程之中，經(jīng)常會受到外界各種能源信號的干擾。這一特定的技術(shù)應(yīng)用背景，就決定了提升PLC技術(shù)抗干擾能力的重要性。一般情況下，由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的信息干擾，是PLC現(xiàn)場控制單元技術(shù)應(yīng)用過程之中，最為常見的信息干擾類型。技術(shù)人員在選取PLC控制器電力能源的接線開關(guān)時，應(yīng)當(dāng)盡可能應(yīng)用隔絕性能較好的電源開關(guān)設(shè)備。在提升對直接電氣儀表電源設(shè)備應(yīng)用的重視程度的同時，通過加大變壓器隔絕系數(shù)的方式，更好的提升PLC控制器的抗信號干擾能力[3]。

結(jié)論

綜上所述，PLC控制系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)應(yīng)用手段基礎(chǔ)之上的一種，新型的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理運(yùn)行技術(shù)。將PLC現(xiàn)場控制單元的技術(shù)，結(jié)合應(yīng)用到大型水利樞紐的系統(tǒng)控制之中，有其顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。技術(shù)工作人員應(yīng)當(dāng)全面掌握水利樞紐系統(tǒng)的運(yùn)作實(shí)況，在能夠靈活應(yīng)用PLC控制單元技術(shù)的前提下，將新型控制技術(shù)更好的結(jié)合應(yīng)用在水利樞紐系統(tǒng)之中，目前我們鹽官樞紐管理所已經(jīng)完成閘門的PLC改造，并切實(shí)做到運(yùn)行可靠，監(jiān)控靈敏以及控制功能實(shí)現(xiàn)的靈活性，為接下來整個樞紐泵站的自動化改造提供了很好的借鑒作用，從而最終實(shí)現(xiàn)水利工程自動化控制的高速優(yōu)化。

[1]楊宇.基于PLC技術(shù)的水利自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2016,26∶102-103.

[2]龍欣,程琦,秦建敏.黃河萬家寨水利樞紐水庫冰情定點(diǎn)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2014,02∶71-79.

[3]王育杰,張冠軍,劉合永,等.三門峽水利樞紐防汛抗旱綜合信息服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].中國防汛抗旱,2013,02∶45-48.