水利閘門自動化控制中PLC技術的應用

居智熒

摘要：隨著當今社會地不斷發展和進步，人們對于生活的要求也在不斷地提高之中，而作為當今社會中非常重要的水利行業來說同樣也是如此。在當前的水利行業中，水利閘門能夠為防洪抗旱以及水資源合理配置提供非常重要的幫助，但是傳統的水利閘門控制需要花費一定的人力和精力，若是能夠通過自動化的方式來對其進行控制那么可以有效減少人力和精力的消耗。

關鍵詞：水利閘門;自動化控制;PLC技術;應用

引言

在當前我國的水利閘門自動化控制中，PLC技術能夠有效幫助其獲得更為良好的控制質量和效率，通過PLC技術地應用能夠有效開展對應的防洪抗旱工程，同時也能夠有效提高整體水利工程的智能化以及自動化。本文也就側重于對當前水利閘門自動化控制中PLC技術的應用進行分析和探討，希望能夠幫助到有需要的人。

一、PLC技術的工作原理和特點

（一）工作原理。PLC技術是當前我國互聯網飛速發展時代下所誕生的產物，其整體的工作內容都是通過計算機編程的方式完成，通過其對應的軟件以及硬件來幫助整體的編程能夠得到正常運行和實施，目前PLC技術已經被廣泛地應用于各個行業之中，對于水利閘門來說有效開展自動化控制也可以應用PLC技術。PLC技術的工作理念主要就是基于用戶需求，根據不同的用戶需求來設計對應不同的程序，通過此類一系列的程序來達到對設備控制的目的[1]。由于在一整個設計的過程中都不存在復雜繁瑣的過程，因此可以使用對應軟件的方式來對其進行設計，同時因為PLC技術自身所占據的體積較小，相關工作人員也可以非常方便地進行攜帶。

（二）技術特點。首先就是PLC自身具備了非常強大和準確的計算能力。由于PLC自身就是需要根據用戶不同的需求來設計出不同的程序從而達到對設備的控制效果，因此具備一個良好的計算能力是非常重要的一件事。工作人員在使用的過程中對其設置的主任務基本上能夠在10-20ms之內完成，并且同時還能夠對復雜的IEC語言進行識別和分析，在這樣的背景下進行任務的處理和計算基本上都能夠將其控制在毫秒級的時間內完成。

其次就是PLC技術自身具備了超大的內存系統。PLC系統的內部處理器是對應的RAM，其自身自帶了4MB的內存，并且同時還配備了對應的SD卡，在這樣的情況之下其內部的內存非常大，因此可以存儲和處理較多的內容和任務。并且配備對應的SD卡還可以方便程序日常備份，防止出現文件丟失等其他一系列情況。同時設備中還包含了USB插口，若是工作人員需要對其進行接口使用也可以非常方便的使用，通過USB插口的方式來幫助通信接口的連接和使用[2]。

最后就是PLC技術自身具備良好的穩定性。PLC技術自身的運行條件非常廣泛，其可以在惡劣的環境中正常運行，即便當溫度達到了-40℃-70℃也可以正常運行。除此之外設備自身還具備了良好的抗腐蝕、防灰塵等一系列功能。

二、PLC技術在水利閘門自動化控制中的應用

為了方便理解本文以引黃濟青工程為例。

（一）工程概況。引黃濟青是我國的一項重要大型調水工程，其通過從黃河引水保證青島市社會經濟的可持續發展。在該工程中傳統使用的電氣設備目前都已經出現了老化以及破損的情況，但是對應的設備如今也無法購置，因此就需要對沿途的電氣設備進行更新改造。其中小清河分洪道下節制閘門為10x7.5-7/4.8m露頂式平面定輪鋼閘門，孔口的寬度在10m左右，孔口數量保持在3孔，閘門數量為3扇，閘門的支承形式為對應的懸臂式滾輪支承，設計水頭為7m，啟閉機則是使用了2x400kN的固定卷揚式啟閉機。如圖1所示。

（二）PLC系統應用情況。在東營分局所管轄的小清河分洪道下的節制閘采用了較為良好的雙吊點固定卷揚啟閉機，同時還對其配備了一系列相關的啟閉機機旁箱、閘門開度傳感器、閘門荷重傳感器和閘門開度荷重顯示儀等儀器設備。在該啟閉機的電氣部分則是采用了較為科學良好且先進的PLC控制、觸摸屏的“人機界面”，并且同時還配備了對應的旋轉編碼器，通過旋轉編碼器的工作和作用能夠有效為工作人員的精準定位提供幫助和便利，旋轉編碼器的工作就可以作為精準定位的反饋元件[2]。在升降電機的設計方面則是采取了良好的交流變頻器調速，交流變頻器調速相比較于其他升降電機來說具備更為方便、簡單的操作方式，并且同時還非常地人性化，相關人員后期對其進行操作也比較簡單容易[3]。同時還對系統中的報警系統進行完善，若是在工作過程中出現問題和故障也可以及時將情況反饋給相關工作人員，工作人員就可以及時對其進行解決從而防止影響到整體系統的正常運行。如圖2所示。

在該工程中，PLC系統的主要組成就包括了一系列CPU、數字量輸入輸出模塊、通信模塊、模擬量輸入模塊以及電源模塊和底板。在實際的運行過程中首先是對自動控制的方式進行選擇，在選擇完對應的控制方式之后觸摸屏就會根據預先設計的方案來對閘門的預置高度進行設置，之后相關工作人員對觸摸屏進行點擊從而讓觸摸屏發出對應的控制命令，PLC系統在接受到該命令之后就會先利用采集開度儀表的開度信息與設置的高度進行對比，若是經過對比之后發現未能夠達到設計的高度那么久會主動發送命令給對應的輸出模塊，輸出模塊中的變頻器就會自動運行，在即將達到對應的高度時變頻器就會降速，從而達到精準停車的效果。同時在閘門進行運動的過程中工作人員可以隨時通過觸摸屏來對其進行停止，從而達到良好的控制效果。

三、結束語

總而言之，在當前的水利閘門自動化控制中，PLC技術的應用有著非常重要的作用和影響，但是目前我國作用于水利閘門自動化控制中的PLC技術尚還處于不完全的狀態，還需要通過工作人員對其不斷地完善和優化，從而研發出更為良好和完善的PLC技術，以此來推動水利閘門自動化控制地發展，進而推動社會的整體發展。

參考文獻：

[1]左毅軍.水利閘門自動化控制中PLC技術的應用探析[J].中國水能及電氣化，2020（8）.

[2]邱曉鵬.電氣設備自動化控制中PLC技術的應用[J].大眾標準化，2020，No.333（22）：182-183.

[3]秦新風. 氣動盾形閘門PLC控制系統及其工程應用[J]. 自動化應用， 2019， 000（006）：1-4.

（作者單位：江蘇省引江水利水電設計研究院）