【摘要】為數眾多的水閘多分布在野外，交通不便工作環(huán)境惡劣。通過PLC進行閘門開啟控制，實現遠程控制閘門能夠大幅度減輕勞動強度，提升水利自動化信息化水平。4G網絡的普及讓這一設想可以輕松成為現實。

【關鍵詞】水閘PLC；組態(tài)

隨著中國國力的不斷發(fā)展，實現水利自動化信息化成為當前一項重要的工作。新形勢下，對閘門的監(jiān)控有了更高的要求，其自動化信息化程度的發(fā)展直接影響到農業(yè)節(jié)水型社會的建設，影響到其經濟效益的發(fā)揮。通過遠程及時控制閘門開啟，可以迅速調節(jié)水量分配，提高供水的精確性，提供灌區(qū)水資源利用效率。同時自動化信息化系統(tǒng)的建設也降低了工作人員的勞動強度，改善了工作環(huán)境。建設閘門自動化信息化系統(tǒng)已經成為實現配水現代化的需求，是建設節(jié)水型農業(yè)的必然趨勢。

一、閘門自動化控制系統(tǒng)的基本構成

閘門自動化控制系統(tǒng)由兩級組成，分別是現地監(jiān)控單元及遠程控制中心?，F地控制中心由閘門、啟閉機、PLC、閘門開度儀、現地控制柜、智能網關等硬件構成。遠程控制中心配備閘門監(jiān)控主機，安裝上位組態(tài)軟件。該系統(tǒng)可以實現現地、遠程兩級安全控制，通過組態(tài)軟件，遠程指令經無線網絡智能網關傳遞至PLC， PLC實現對閘門的開啟關閉等功能，另外閘門的實時數據經過PLC采集后通過智能網關上傳至云端，供管理者調度使用。

二、閘門自動化系統(tǒng)的詳細組成

現地控制單元硬件構成：現場由PLC、控制柜、太陽能電池、閘門開度儀等儀表設備構成。PLC采集電流、電壓、閘門開度等各項參量，并對機電設備進行控制。PLC通過智能網關于上位機進行通訊。

其中，PLC是閘門控制系統(tǒng)的核心。PLC即可編程邏輯控制器，是一種采用一類可編程的存儲器，可執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數等面向用戶的指令，通過數字或模擬輸入輸出控制生產過程，現在在工業(yè)領域已經得到廣泛的應用。PLC器件包括CPU、存儲器、控制面板、輸出輸入接口、電源等等。CPU是PLC的控制中樞，可接收和存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據，執(zhí)行用戶程序，輸出數據。存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器，分別存放系統(tǒng)和應用軟件。PLC的工作一般分為三個階段，分別是輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

閘門系統(tǒng)軟件由上位組態(tài)軟件編輯生成?？蓪崿F數據采集功能，通過閘門開度儀采集閘門開度數據，通過水位計采集閘前后水位計算水位差，利用公式推導出過閘流量?？刹杉l門開關量輸入，閘門行程開關限位、控制開關轉換、故障信號等等?？蓪崿F狀態(tài)量采集，操作狀態(tài)，電機狀態(tài)及閘門行程狀態(tài)?？蓪崿F閘門的控制，開啟閉合，并對閘門運行發(fā)生故障時進行保護。

閘門的遠程控制，通過4G網絡實現。PLC通過智能網關連接公網，接入組態(tài)云平臺。隨著物聯網的鋪開，基于云的組態(tài)軟件相繼得到開發(fā)，而4G網絡的覆蓋，讓以前成本較高的互聯網接入可以以較低成本得以實現。組態(tài)與物聯網云平臺，安全性較高，集成性好，支持移動設備，易開發(fā)成本低。

三、閘門自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點

傳統(tǒng)的閘門操作方便，但是存在交通不便，缺乏保護等等缺點?；赑LC和云組態(tài)的閘門控制系統(tǒng)，可以實現閘門的遠程啟閉，與傳統(tǒng)閘門比較優(yōu)勢較大。

1、技術先進，穩(wěn)定可靠。該系統(tǒng)采用國際知名PLC品牌，采用profibus-DP總線，智能網關通訊、4G網絡支持，云組態(tài)軟件開發(fā)，數據安全性高。

2、多重保護，功能齊全。相對于傳統(tǒng)閘門，基于PLC的閘門控制系統(tǒng)，提供了閘門開度限位保護，電機過電流電壓保護等功能更好的確保閘門啟閉過程的安全。閘門開度同閘前后水位差能夠計算出閘門過閘流量，利于灌區(qū)流量控制。

3、遠程隨時操作，調度及時?；谠平M態(tài)平臺的閘門控制系統(tǒng)，可以隨時通過移動終端查看閘門運行情況，發(fā)送閘門開啟關閉指令，可以實時對過閘流量進行調控，更加精確的進行灌區(qū)調水控制。

4、安全性能高。該運行系統(tǒng)采用業(yè)界標準的EmacScript/W3C等國際標準，所有程序均在沙箱中運行，徹底保障程序的安全性。

5、數據可存儲性。閘門控制系統(tǒng)可以存儲一個周期內閘門參數，流量參數，操作紀錄。通過匯總歷史數據，可以實現過閘水量綜合，歷史用水趨勢等信息的查詢。

6、開放性系統(tǒng)，整合能力強。傳統(tǒng)組態(tài)軟件自成一體，和其他信息整合能力差。云組態(tài)采用完全的Web標準，支持和現有的OA系統(tǒng)，MES系統(tǒng)，整合能力強。

7、可靠性高，抗干擾能力強

傳統(tǒng)的繼電器閘門控制系統(tǒng)大量使用中間、時間繼電器，繼電器觸點接觸不良極易造成故障。PLC控制系統(tǒng)用梯形圖代替了中間繼電器和時間繼電器，硬件原件大大減少，其中接線減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列抗干擾措施，抗干擾能力強，無故障時間平均達到數萬小時以上，在有強烈干擾的現場被廣泛應用，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。