基于PLC的控制系統在閘門液壓自動啟閉機上的應用

董淦煜 樓銀海

[摘? ? 要]文章主要分析了PLC系統，在此基礎上講解了閘門液壓啟閉機液壓控制系統方案設計，望可以為有關人員提供一定的參考和幫助。

[關鍵詞]液壓啟閉機;PLC;人機界面;組態

[中圖分類號]TH137 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Application of PLC-based Control System in Hydraulic Automatic Gate Hoist

Dong Gan-yu，Lou Yin-hai

[Abstract]The article mainly analyzes the PLC system， and on this basis， explains the hydraulic control system design of the hydraulic gate hoist. It is hoped that it can provide some reference and help for the relevant personnel.

[Keywords]hydraulic hoist; PLC; man-machine interface; configuration

液壓啟閉機機體具有結構簡單、占地面積小等優勢，被廣泛應用在啟閉各類形式的閘門中。以往傳統的液壓啟閉控制系統主要是通過人工手動控制方式對繼電器回路進行控制，此方式故障率高、可靠性低。本文提出的液壓啟閉機液壓控制系統主要是選用可靠性較高的可編程邏輯控制器（PLC）作為其中的下位機，實現能夠向現場及時傳輸控制命令的功能。

1 PLC系統概述

1.1 系統結構

PLCS7系列包括S7-200系列、S7-300系列和S7-400系列。西門子S7-300系列PLC系統廣泛應用于分布式自動化系統、電氣設備中，它可以用來更新和更換繼電器，保證復雜的自動控制，因此，S7-300系列的利用率較高。S7-300PLC是西門子PLC產品之一，為了滿足中小企業的控制要求，很多用戶可能會遇到不同類型的工業設計問題，本系統的優點基本上是比較這些工業控制機構，作為PLC，它提供了更大的可靠性和可移植性。在硬件設計中，所有PLC的輸入和輸出都是光學的，因此，內部和外部電路不相互作用。同時，還有許多濾波通道和PLC的輸入輸出通道，這就更加復雜和穩定。開關電源也有不同的特點。在軟件開發中，PLC是在同一個周期內運行的，PLC是一種面向對象的語言，比較簡單。它是圖形化的，可以自動檢查錯誤，這大大提高了程序的效率。系統程序相對獨立，用戶很難更改內部加固程序，因為PLC采用模塊化擴展，功能可以模塊化，一個模塊I/O可以更換或擴展。這提高了功能的可靠性。只能添加一個模塊。重編程可以滿足不同的要求。管理使得PLC服務非常方便。

1.2 工作原理

由于操作系統和軟件的不同，PLC過程與我們的正常工作過程有很大的不同。在輸入、執行程序、信息處理和CPU分析等方面。在運行期間，運行四個循環。PLC控制數據輸入通過輸入測試，執行程序由PLC根據用戶控制程序、邏輯操作和過程數據的要求執行。該處理器的診斷與分析由計算機模塊PLC通過處理器控制。一旦出現問題，報警將立即發出警告。數據處理通過PLC校準后發送程序到輸出裝置進行。這是一種PLC向輸出更新設備發送信號，因此線圈的連接和連接狀態滿足用戶的要求，并允許輸出設備執行用戶指定的操作。

液壓起動閘閥是水電站最重要的機電設備之一，用于控制運行中的所有污水閘門和溜槽。起動機的網格分類包括：根據電網傳動裝置，可分為機械式和機械式。液壓傳動分為帶傳動、鏈輪傳動、齒輪傳動和液壓傳動，起動機的安裝可分為固定式和移動式。目前，大多數水利工程主要采用水封。

根據起動器的安裝，可分為固定式和移動式液壓起動器，采用液壓能量傳遞能量，包括液壓傳動和電控系統，由液壓泵和液壓閥、液壓缸、油箱及附件、電氣箱和操作平臺組成。

2 系統方案設計

液壓泵發動機手動/自動控制，確保離網，選車、按鈕控制、信號顯示、參與控制，自動啟動泵。如果選擇手動模式，則手動啟動車門并顯示打開信號，但它不參與控制。自動模式由PLC控制。在液壓鉤梁控制系統中，系統采用模擬量輸入模塊。該系統有一個用于人與人對話的觸摸屏，并支持適當的傳感器，如水位、流量等、變送器和其他驅動器。電氣控制核心采用可編程控制。用戶可以自定義各層控制配置輸入輸出點，實現開槽控制，使所有設計簡單方便用戶液壓控制系統完成以下功能：控制、控制和保護液壓泵站的發動機停機;如果一臺主泵發生故障，則將泵提升至工作位置主泵的工作狀態。

3 系統功能設計

3.1 液壓系統設計

本工程采用壓力控制箱完成液壓站和氣閘的數據采集和控制。它由電磁定位閥控制，在傳感器的信息下，將電源線連接到液壓站。當換向閥的電磁閥閥芯電機實現閥門開關控制時，獲得調節器輸出電壓，將電磁開關閥插入柜內，電磁閥通過換向閥，電磁閥通過電磁閥進行輻射減流。可換短管，短管。為了控制速度，液壓站通過供水管和鉆桿的自由腔，再通過液壓系統的動桿。操作時先切斷電源。QF負載開關，觀察電壓指示燈，然后關閉控制開關QF1。電源正常時，開關電源燈亮，DC24V電源指示燈手動點亮。選擇泵應用1或啟動2泵作為主泵，按下手動啟動泵和手動停止按鈕，相關繼電器動作、接觸器動作、泵操作程序、手動啟動和停止閥：選擇泵的手動狀態，選擇相應的選擇門，然后選擇相應的按鈕動作和旋轉，相應的繼電器動作，觸摸屏開門，應顯示接觸器、繼電器和指示器的動作。所有門及水位指示器：門開啟，水位全開，水位正常。試驗表明，系統運行可靠，保護措施完善，設備運行平穩，水力設計方案滿足系統控制要求。

3.2 PLC管理系統設計

根據PLC系統的設計原理和運行要求，PLC采用西門子plcs7-300，S7-300PLC功能強大、快速、靈活，主要從電源模塊（PS）、中央控制模塊（CPU）和接口模塊（IM）、信號模塊（SM）等方面，采用數字量輸入模塊（如門禁開關、按鈕、，開關等）可以保持電壓、電流、電壓、電流等傳感器的電阻和其他傳感器的電阻。傳感器輸出模塊用于外部PLC輸出，如接觸器、繼電器、BCD監視器、顯示器等。輸出信號是永久性的。電壓24V，取決于測量方法。當屏幕連接到模擬電路時，應輸入二線制信號以減少干擾，屏幕必須接地。閘道開度及各水電站應急點的狀態，以及觸摸屏上的控制顯示。

3.3 人機界面

該產品采用10.4英寸高亮度TFTLCD，4個線電阻觸摸屏，預先安裝MCGS嵌入式配置軟件（操作版本）。警報頁主要用于在系統出現故障時提示警報，以幫助操作員正確處理。當系統出現故障時，它可以繪制相應的故障指示屏幕，并具有報警信息和保護功能。一旦發生異常情況，保護功能將采用，系統將停止運行。相應的故障將顯示在觸摸屏和面板上，在處理故障之前，必須觀察閘門部分和液壓導管的情況，以確保在閘門運行時不會對液壓站、門和其他設備造成損壞。

液壓起動器閘門控制系統的主要故障包括泵電機故障等，報警保護功能信息，當出現異常時，系統啟動時停止運行，觸摸屏和面板上出現相應故障。在故障排除之前，必須觀察閘門和液壓管路位置，以防止再次啟動氣閘艙、網關等裝置時對液壓站造成損壞。人機界面系統是水電站運營商與整個網關控制系統直接連接的主要方式，是PLC與觸摸屏相結合的系統的重要組成部分，提供了一種開放的網關監控方案，為設備自動化提供了良好的基礎。

4 PLC在液壓自動啟閉機中的應用

4.1 序列管理

連續切換控制是輔助自動駕駛儀系統控制過程的主要方法。隨著節能需求的增加和減少，工業排放越來越重視降低能耗和提高效率，PLC代替繼電器控制器，在控制自動提升機的輔助系統控制分離過程的工藝過程，保證所有生產活動的協調和控制，協調連接總線和總線信息模塊：自動提升系統，從人工控制到強電流控制，再到計算機等先進技術的支持，供煤系統的控制系統決定了系統的質量，嚴重影響了系統的效率。應用程序：基于PLC技術的自動提升系統由三級網絡結構組成：主機級由計算機接口和PLC組成，主面板通過總線連接到遠程I-0站，通過主控室級PLC系統，工作人員只能通過控制室的顯示器控制整個系統的工作。

4.2 交換機管理

傳統的控制系統使用了大量的電磁元件，如電磁繼電器等，因此，大量的觸點中斷降低了系統的可靠性，雖然傳統的管理系統本身存在連接問題，但采用PLC技術的自動控制系統可能存在問題。只有當軟繼電器的大量物理元件被切斷時，系統的可靠性才會得到很大的提高，但其完整性和可用性卻很差。通過一個簡單的輔助連接，一個特殊的閃存源被禁用。PLC控制系統不僅可以減少輔助開關的數量，同時顯示多個開關的信號，保證集中控制，以優化這些設備的合理管理，自動化設備在電力管理和生產中得到廣泛應用。基于PLC技術的備用電源設備通過改變和調整程序來保證系統的工作模式，系統本身具有邏輯判斷和數據處理功能，提高了系統的抗干擾能力，擴大了應用范圍，確保系統有效可靠運行。

4.3 閉環控制

系統中泵機的啟動方式多種多樣，主要是自動啟動，手動啟動現場控制箱，手動啟動機器側屏。PLC技術自動啟動時，程序控制模塊允許您選擇正確的主泵和備用泵，取決于泵啟動時的總工作時間。手動啟動泵時，按就地屏調整開關位置，啟動泵，根據各泵的運行時間，設置主備用泵啟停，需要現場操作時，需要配置手動“晶體管”開關。目前PLC控制系統與常規控制系統相結合，通常用于自動改進系統運行過程中，這是水泵發動機的安全控制電路，即PLC在故障停機時將有一個正常的控制系統，為了保證泵機的正常運行，在自動提升系統中采用現代技術具有重要意義。基于PLC技術的管理系統，由三部分組成：電子控制模塊，這三部分實現了現代調控規律的形成，根據導水機構的主動性、速度測量和有效控制。

5 經驗與體會

（1）電氣控制系統的現代化始終與電氣元件的不斷發展緊密相連。相關技術，不斷收集新產品信息，及時應用于設計，提高自動化程度，穩定性，符合國際標準。例如，本系統所采用的激光測距儀比不同的閘門計數器尺寸小、重量輕、安裝方便、供電時間長、工作穩定、維修方便、精度高，改變了以往氣閘室的信號檢測方式。

（2）編程過程中應考慮整個程序的掃描周期和實時響應，在最大限度地利用技術流程的同時對方案進行修改和修改，使其盡可能短，采用周期掃描技術，縮短掃描周期，提高實時控制能力。

6 結束語

因此，將計算機技術、PLC系統和繼電控制技術相結合，實現了PLC的自動起重，為自動化提供了可靠的技術支持。液壓控制。它不僅解決了傳統液壓控制系統的高功率、低可靠性和復雜的內部布線，而且提高了液壓控制系統的效率，提高了液壓控制系統的自動化水平，為工業的發展和現代化打下了良好的基礎。

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