徐秀萍 李成良

摘要：隨著數(shù)字控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的高速發(fā)展，當(dāng)前工業(yè)的自動(dòng)化和智能化程度有了顯著的提高，因此水力設(shè)備的管理也發(fā)生了改變，常采用智能化建設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)閘門(mén)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(mén)控制的效率，不僅節(jié)約了時(shí)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(mén)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的組成和數(shù)據(jù)的采集與閘門(mén)的啟閉控制，然后重點(diǎn)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(yīng)用的相關(guān)研究提供一定的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng);水閘工程;解決方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：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(yù)設(shè)的邏輯執(zhí)行命令，集合了通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)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(jìn)入21世紀(jì)后，PLC技術(shù)又和互聯(lián)網(wǎng)緊密的結(jié)合在一起，可以有效的提升信息傳遞的及時(shí)性，同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制，因此其應(yīng)用的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大[1]。而且PLC控制系統(tǒng)還具有通用性強(qiáng)、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)于工業(yè)設(shè)備的智能化控制有著重要的意義。從當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，PLC控制系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：

（1） 數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)采集器主要是采集設(shè)備運(yùn)行的各類(lèi)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(lèi)型較多，在具體的應(yīng)用中可根據(jù)客戶(hù)的需求定制，屬于整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)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(jìn)行整理，根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯輸出信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一般而言，中央處理器具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的功能，也用于儲(chǔ)存編輯的程序，在整個(gè)PLC控制系統(tǒng)中屬于核心部分。

（3） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在PLC控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)屬于末端，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收中央處理器的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)設(shè)備的控制。

除上述的幾個(gè)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(yù)設(shè)邏輯程序，然后將其儲(chǔ)存于中央處理器中，外圍借口則是用于數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和導(dǎo)入。

2 閘門(mén)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(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，水閘工程的閘門(mén)控制仍然有很多采用人工的方式，信息化程度相對(duì)較低，這樣就會(huì)極大的增加工作量，同時(shí)降低水閘控制的效率[3]。而且采用人工的方式還會(huì)造成數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確的問(wèn)題，不利于現(xiàn)代化的閘門(mén)管理。因此，可采用現(xiàn)代化的技術(shù)對(duì)水閘工程的閘門(mén)控制進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提高其操作的簡(jiǎn)便性，以此來(lái)保證控制的及時(shí)性，同時(shí)節(jié)約人工的成本。

結(jié)合水閘工程閘門(mén)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(wú)線(xiàn)傳輸、終端控制系統(tǒng)，在具體的應(yīng)用中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制來(lái)協(xié)調(diào)輸入模塊，實(shí)現(xiàn)智能化的水閘控制，具體的只能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(gè)采集信息的元器件向現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)的執(zhí)行命令。而且各類(lèi)執(zhí)行操作都處于監(jiān)控系統(tǒng)中，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免由于錯(cuò)誤的操作而造成惡劣影響[4]。另外，在整個(gè)水閘工程中，PLC系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)智能化控制，如果預(yù)設(shè)完善的邏輯程序，PLC系統(tǒng)就可根據(jù)各類(lèi)信號(hào)自動(dòng)執(zhí)行操作的命令，加快了水閘控制的反應(yīng)速度。

3 數(shù)據(jù)的采集與閘門(mén)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(gè)部分，分別是水位和閘門(mén)的開(kāi)度，具體如下所示：

（1） 水位采集。水位采集是為了判斷是否滿(mǎn)足開(kāi)閘或者閉閘的條件，主要是通過(guò)水位采集器來(lái)完成數(shù)據(jù)的收集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的控制柜中，然后由現(xiàn)場(chǎng)控制的PLC系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和存檔，通過(guò)內(nèi)部CPU板處理數(shù)據(jù)，最后傳遞至控制中心。

（2） 閘門(mén)開(kāi)度的采集。閘門(mén)的開(kāi)度直接關(guān)系到閘門(mén)智能化控制的精確性，而且也是閘門(mén)安全啟動(dòng)和關(guān)閉的重要保障，因此必須采集精確的信息。一般而言，閘門(mén)的開(kāi)度采集是利用閘門(mén)開(kāi)度儀完成的，其主要的結(jié)構(gòu)為傳感器和編碼器。在閘門(mén)開(kāi)啟的過(guò)程中，其開(kāi)度的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)采集的。

利用現(xiàn)代化的電子元器件采集信號(hào)能夠有效提升信號(hào)采集的精度，而且相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以形成記錄，對(duì)于后續(xù)的分析完善也有著重要的意義。目前我國(guó)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(guān)系。另外，通過(guò)PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)督，實(shí)時(shí)反饋水閘現(xiàn)場(chǎng)的信息，有利于水閘控制智能化水平的提升。

3.2閘門(mén)的啟閉控制

水閘工程閘門(mén)啟閉的控制是由液壓結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)液壓結(jié)構(gòu)接收到來(lái)自中央控制器的信號(hào)后，就執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。與電機(jī)控制相比，液壓控制結(jié)構(gòu)的體積相對(duì)較小，而且起重量較大，具有較強(qiáng)的負(fù)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(kāi)始工作前要對(duì)接觸器進(jìn)行檢查，只有在閉合的狀態(tài)下，油泵才可執(zhí)行預(yù)定的才做，以此來(lái)避免直接啟動(dòng)和系統(tǒng)啟動(dòng)程序同時(shí)進(jìn)行。

在具體的情況中，當(dāng)水閘的水位上升到一定程度后，水位采集器的信號(hào)會(huì)被系統(tǒng)處理，然后由中央控制器給出信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制的結(jié)合來(lái)判斷是否執(zhí)行開(kāi)閘的操作，如果滿(mǎn)足條件，中央控制器給液壓機(jī)構(gòu)下達(dá)指令，控制閘門(mén)開(kāi)啟，閘門(mén)開(kāi)度信息實(shí)時(shí)監(jiān)控。在水位下降到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)后，水位采集器再度反饋信號(hào)，由中央處理器控制液壓機(jī)構(gòu)關(guān)閉閘門(mén)。整個(gè)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，有效的節(jié)約人工成本，同時(shí)提升閘門(mén)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(dòng)化教學(xué)。

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