闸门启闭机自动化控制与监控研究设计.doc

闸门启闭机自动化控制与监控研究设计
摘 要:在水利工程中,对于水库的控制工作的重点在于闸门是否能及时的开启与关闭,而闸门的开启与闭合主要有闸门启闭机控制。为实现对闸门启闭机的高效控制,可以通过计算机技术实现对闸门启闭机的自动化控制与监控。本文将就其具体设计方案进行深入探析。
关键词:计算机;自动控制监控;启闭机;研究
随着计算机技术的不断成熟,闸门启闭机的自动化控制与监控已经在大型水利工程中得以普遍的应用。这也有效地提升了大型水利工程施工效率与质量。但是,在小型湖泊及水电站的建设中,受条件的限制,这种方法并没有得到全面的普及。因此,用针对闸门启闭机自动化控制与监控进行进一步深入探究,使其更好的为优化水资源而服务。
一、闸门启闭机的自动控制与监控系统要求
(一)功能完善、投资低
对于小型工程而言,对闸门的控制功能的要求并不高,只要能够通过自动化控制与监控实现基础的运动功能,满足初步控制需求即可。因此,在保证功能完善的情况下,无需额外投入过多的资金。
(二)动作可靠,运行稳定
自动化控制系统的应用就是为了保证闸门启闭机能够高效、快速、稳定的工作。因此,控制系统应首先保证自身的稳定性及可靠性。这就要求在设计之初,确保其主控制器能够稳定运行,同时确保传输网络及执行机构的可靠性。
(三)结构简单维护方便
在水利工程施工现场,进行闸门启闭操作时,往往不能保证操作人员的专业性。因此,为了更方便其投入应用,应保证操作的简单性,结构不要过于复杂,以便于工作人员使用、维护及保养。
二、控制方案的确定
(一)控制器的选择
在闸口启闭机控制器上,最常见的两种选择,一是利用PLC完成控制,二是利用单片机完成控制。但由于水利工程中,闸口启闭机存在诸多输入/输出口。为了保证控制与监测的精准性,并且提高其便捷性,在控制器的选择上,更加倾向于利用PLC完成控制。
(二)控制方案
在确定选择利用PLC进行控制后,应围绕其展开控制方案设计。控制方案的主要要求是要满足闸门启闭机在正式运行后对电气控制的需求。而在控制方案中,PLC的意义在于有效地采集外部设备所传达出的状态信息,同时采集外界的模拟信号。另外,PLC.应做到结合实际情况完成设计优化,实现对启闭机的实时控制,第一时间对其故障进行报警。除此之外,PLC在接受到现场纷杂的信息与信号后,应将其转化为操纵指令,实现对闸门启闭的控制。同时,PLC应实时监控闸门启闭机的状态,确保其运行过程中一直维持在安全、稳定的状态。
三、系统设计
(一)系统构成
系统设计应保证在施工过程中,能够远程、实时的对闸门进行控制,并且保证对闸门状态的实时监控。因此,本系统主要利用了CAN总线的方法进行各组件的连接,系统的组成部分主要包括:闸门、启闭机、监控单元、集中控制中心。从功能层次上来说,系统主要由计算机监控层与控制层两部分构成。计算机监控层的核心组成为计算机传输线缆;控制层的核心组成为PLC控制单元。
主控制器主要是对闸门启闭机的开关进行控制,在检测水位的同时采集相关设备的参数确保闸门的有效控制能够按照设定的流程完成,另外,还保留了手工操作启闭机的功能,这样做是为了在设备遇到突发情况时,能够及时