水库闸门控制系统开发浅谈

谢祥洲

（重庆赛菱斯机电设备有限公司，重庆 404100）

1 浮箱控制方案

1.1 控制目的

根据水库水位的高低，实时的自动控制钢丝绳伸出或收缩。

1.2 总体框图

1.3 工作原理

（1）根据水库的水位高低，控制钢丝绳的伸出或收缩。

（2）水位传感器实时对水库水位进行检测，检测出的数据送往PLC中。后经PLC的逻辑运算出钢丝绳要伸出或收缩（电机的正转或反转）的距离，PLC再把这段距离演变成运动控制指令传送到变频器中。变频器根据接收到的指令，实现转向控制、旋转速度控制、旋转距离控制。

（3）通过文本液晶显示器还可以实时观察到水库的水位。它是通过水库水位传感器，把水位信号直接传送到PLC中，再经PLC传送到文本液晶显示器。以供操作人员观察水库水位的变化。

1.4 系统的优点

（1）通过文本显示器可以很方便的观察水库水位的变化。

（2）利用安装在钢丝绳滚筒上的距离传感器，对钢丝绳的位置进行检测。经检测出水位有细微的变化时，本系统能够迅速作出反应。

（3）由于本控制系统采用变频调速，使电机的启动和停止更加平滑。特别是当水位有细微变化时，要求电机也要有细微的调整时，效果更加明显。

（4）由于电机的启动和停止得到了更加平滑的控制，大大的减轻了电机对机械的冲击。使设备的故障率得到了有效的控制。

（5）本控制系统有两种控制模式（手动模式、自动模式），这两种控制模式都是分别独立的控制电路，手动模式完全保留原来的控制方式。

2 泄洪门控制方案

2.1 控制目的

根据操作者输入的数据，自动开启到指定位置，并且能够快速的停止闸门运动。

2.2 总体框图

2.3 工作原理

（1）操作人员通过触摸屏的位移数据窗口设置闸门的开度值。

（2）根据闸门的控制需要，编写合适的控制程序。根据操作人员设置的闸门开度数据值，和当前闸门开度检测传感器经PLC逻辑计算后，计算出闸门的运动方向（向上或向下）。同时系统计算出的目标值等于设定值时闸门停止运动。

（3）工步一：通过数据设置窗口设置所需数值，通过现场通信将所设数值传送给PLC做下一步的计算处理。

工步二：一旦PLC通过位置传感器得到的检测值等于设定的目标值时，闸门的运动立即停止。

（4）在整个过程中我们都可以通过触摸屏很直观的看到当前闸门的开度值以及闸门的模拟开度画面。

2.4 本控制系统的优点

（1）本系统采用PLC+触摸屏控制，运用现场通信技术构成一个控制网络，大幅度的提升了自动化控制程度。

（2）通过触摸屏可以便利的设置闸门欲开启的开度值，并且通过触摸屏,可以显示出闸门的实时数据和闸门的实时工况。

（3）利用安装在闸门机构上的开度传感器对闸门移动的距离进行实时检测。当设定值等于检测值时，系统能够快速的对闸门运动进行停止，达到快速控制的目的。

（4）本控制系统还设有闸门的上开度极限、下关闭极限。极限开关作闸门的限位控制用，它大大的加强了对闸门的安全保护。

3 取水口闸门控制方案

3.1 控制目的

根据工作人员在文本上输入的数值，系统控制闸门进行精确的移动。

3.2 总体框图

3.3 工作原理

（1）通过文本显示器的位移数据窗口可以人工设置闸门开度。

（2）根据闸门控制需要,编制合适的PLC程序，依据人工设置的数据值和当前闸门开度测试传感器经2AD模块转换的值计算出闸门运动方向（上升或下降），同时计算出目标趋近值和目标到达值（人工设置值）。

（3）工步一：启动变频器多段速1（高速）使变频器控制电机带动的闸门快速移动。

工步二：一旦PLC通过AD模块得到的当前值等于目标趋近值，PLC立即停止多段速1(高速)，而对变频器发出多段速2(低速)指令, 控制变频器以低速驱动电机带闸门向目标移动。

工步三：当PLC通过AD模块得到的当前值等于目标到达值，PLC立即停止对变频器输出多段速2(低速)指令，变频器执行停止操作，通过把多余能量释放到制动电阻，实现平稳、快速刹车。

（4）在整个过程中我们都可以通过文本的液晶显示很直观的看到当前闸门的开度数据。

4 设计的优点

（1）控制分为手动和自动两个独立的控制线路，手动控制保持现有的控制线路，自动控制部分为PLC控制系统。方便在紧急情况下进行控制。

（2）通过文本显示器可以便利的设置闸门欲开启的开度，并且通过文本液晶屏可以显示出闸门的实时数据。

（3）利用安装在闸门机构上的开度传感器对闸门移动距离进行实时检测,通过PLC和AD转换模块的硬件中断功能快速对变频器输出多段速切换和停止信号,最终结合变频器的快速制动功能,实现对开度的精确控制。

[1]小浪底水库闸门控制系统研究与开发[J].水力发电,2002(5).

[2]大黑汀水库闸门自动控制系统设计与实现[J].河北工业大学,2011.