基于PLC的控制系统在闸门液压自动启闭机上的应用

董淦煜 楼银海

[摘    要]文章主要分析了PLC系统，在此基础上讲解了闸门液压启闭机液压控制系统方案设计，望可以为有关人员提供一定的参考和帮助。

[关键词]液压启闭机;PLC;人机界面;组态

[中图分类号]TH137 [文献标志码]A [文章编号]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

液压启闭机机体具有结构简单、占地面积小等优势，被广泛应用在启闭各类形式的闸门中。以往传统的液压启闭控制系统主要是通过人工手动控制方式对继电器回路进行控制，此方式故障率高、可靠性低。本文提出的液压启闭机液压控制系统主要是选用可靠性较高的可编程逻辑控制器（PLC）作为其中的下位机，实现能够向现场及时传输控制命令的功能。

1 PLC系统概述

1.1 系统结构

PLCS7系列包括S7-200系列、S7-300系列和S7-400系列。西门子S7-300系列PLC系统广泛应用于分布式自动化系统、电气设备中，它可以用来更新和更换继电器，保证复杂的自动控制，因此，S7-300系列的利用率较高。S7-300PLC是西门子PLC产品之一，为了满足中小企业的控制要求，很多用户可能会遇到不同类型的工业设计问题，本系统的优点基本上是比较这些工业控制机构，作为PLC，它提供了更大的可靠性和可移植性。在硬件设计中，所有PLC的输入和输出都是光学的，因此，内部和外部电路不相互作用。同时，还有许多滤波通道和PLC的输入输出通道，这就更加复杂和稳定。开关电源也有不同的特点。在软件开发中，PLC是在同一个周期内运行的，PLC是一种面向对象的语言，比较简单。它是图形化的，可以自动检查错误，这大大提高了程序的效率。系统程序相对独立，用户很难更改内部加固程序，因为PLC采用模块化扩展，功能可以模块化，一个模块I/O可以更换或扩展。这提高了功能的可靠性。只能添加一个模块。重编程可以满足不同的要求。管理使得PLC服务非常方便。

1.2 工作原理

由于操作系统和软件的不同，PLC過程与我们的正常工作过程有很大的不同。在输入、执行程序、信息处理和CPU分析等方面。在运行期间，运行四个循环。PLC控制数据输入通过输入测试，执行程序由PLC根据用户控制程序、逻辑操作和过程数据的要求执行。该处理器的诊断与分析由计算机模块PLC通过处理器控制。一旦出现问题，报警将立即发出警告。数据处理通过PLC校准后发送程序到输出装置进行。这是一种PLC向输出更新设备发送信号，因此线圈的连接和连接状态满足用户的要求，并允许输出设备执行用户指定的操作。

液压起动闸阀是水电站最重要的机电设备之一，用于控制运行中的所有污水闸门和溜槽。起动机的网格分类包括：根据电网传动装置，可分为机械式和机械式。液压传动分为带传动、链轮传动、齿轮传动和液压传动，起动机的安装可分为固定式和移动式。目前，大多数水利工程主要采用水封。

根据起动器的安装，可分为固定式和移动式液压起动器，采用液压能量传递能量，包括液压传动和电控系统，由液压泵和液压阀、液压缸、油箱及附件、电气箱和操作平台组成。

2 系统方案设计

液压泵发动机手动/自动控制，确保离网，选车、按钮控制、信号显示、参与控制，自动启动泵。如果选择手动模式，则手动启动车门并显示打开信号，但它不参与控制。自动模式由PLC控制。在液压钩梁控制系统中，系统采用模拟量输入模块。该系统有一个用于人与人对话的触摸屏，并支持适当的传感器，如水位、流量等、变送器和其他驱动器。电气控制核心采用可编程控制。用户可以自定义各层控制配置输入输出点，实现开槽控制，使所有设计简单方便用户液压控制系统完成以下功能：控制、控制和保护液压泵站的发动机停机;如果一台主泵发生故障，则将泵提升至工作位置主泵的工作状态。

3 系统功能设计

3.1 液压系统设计

本工程采用压力控制箱完成液压站和气闸的数据采集和控制。它由电磁定位阀控制，在传感器的信息下，将电源线连接到液压站。当换向阀的电磁阀阀芯电机实现阀门开关控制时，获得调节器输出电压，将电磁开关阀插入柜内，电磁阀通过换向阀，电磁阀通过电磁阀进行辐射减流。可换短管，短管。为了控制速度，液压站通过供水管和钻杆的自由腔，再通过液压系统的动杆。操作时先切断电源。QF负载开关，观察电压指示灯，然后关闭控制开关QF1。电源正常时，开关电源灯亮，DC24V电源指示灯手动点亮。选择泵应用1或启动2泵作为主泵，按下手动启动泵和手动停止按钮，相关继电器动作、接触器动作、泵操作程序、手动启动和停止阀：选择泵的手动状态，选择相应的选择门，然后选择相应的按钮动作和旋转，相应的继电器动作，触摸屏开门，应显示接触器、继电器和指示器的动作。所有门及水位指示器：门开启，水位全开，水位正常。试验表明，系统运行可靠，保护措施完善，设备运行平稳，水力设计方案满足系统控制要求。

3.2 PLC管理系统设计

根据PLC系统的设计原理和运行要求，PLC采用西门子plcs7-300，S7-300PLC功能强大、快速、灵活，主要从电源模块（PS）、中央控制模块（CPU）和接口模块（IM）、信号模块（SM）等方面，采用数字量输入模块（如门禁开关、按钮、，开关等）可以保持电压、电流、电压、电流等传感器的电阻和其他传感器的电阻。传感器输出模块用于外部PLC输出，如接触器、继电器、BCD监视器、显示器等。输出信号是永久性的。电压24V，取决于测量方法。当屏幕连接到模拟电路时，应输入二线制信号以减少干扰，屏幕必须接地。闸道开度及各水电站应急点的状态，以及触摸屏上的控制显示。

3.3 人机界面

该产品采用10.4英寸高亮度TFTLCD，4个线电阻触摸屏，预先安装MCGS嵌入式配置软件（操作版本）。警报页主要用于在系统出现故障时提示警报，以帮助操作员正确处理。当系统出现故障时，它可以绘制相应的故障指示屏幕，并具有报警信息和保护功能。一旦发生异常情况，保护功能将采用，系统将停止运行。相应的故障将显示在触摸屏和面板上，在处理故障之前，必须观察闸门部分和液压导管的情况，以确保在闸门运行时不会对液压站、门和其他设备造成损坏。

液压起动器闸门控制系统的主要故障包括泵电机故障等，报警保护功能信息，当出现异常时，系统启动时停止运行，触摸屏和面板上出现相应故障。在故障排除之前，必须观察闸门和液压管路位置，以防止再次启动气闸舱、网关等装置时对液压站造成损坏。人机界面系统是水电站运营商与整个网关控制系统直接连接的主要方式，是PLC与触摸屏相结合的系统的重要组成部分，提供了一种开放的网关监控方案，为设备自动化提供了良好的基础。

4 PLC在液压自动启闭机中的应用

4.1 序列管理

连续切换控制是辅助自动驾驶仪系统控制过程的主要方法。随着节能需求的增加和减少，工业排放越来越重视降低能耗和提高效率，PLC代替继电器控制器，在控制自动提升机的辅助系统控制分离过程的工艺过程，保证所有生产活动的协调和控制，协调连接总线和总线信息模块：自动提升系统，从人工控制到强电流控制，再到计算机等先进技术的支持，供煤系统的控制系统决定了系统的质量，严重影响了系统的效率。应用程序：基于PLC技术的自动提升系统由三级网络结构组成：主机级由计算机接口和PLC组成，主面板通过总线连接到远程I-0站，通过主控室级PLC系统，工作人员只能通过控制室的显示器控制整个系统的工作。

4.2 交换机管理

传统的控制系统使用了大量的电磁元件，如电磁继电器等，因此，大量的触点中断降低了系统的可靠性，虽然传统的管理系统本身存在连接问题，但采用PLC技术的自动控制系统可能存在问题。只有当软继电器的大量物理元件被切断时，系统的可靠性才会得到很大的提高，但其完整性和可用性却很差。通过一个简单的辅助连接，一个特殊的闪存源被禁用。PLC控制系统不仅可以减少辅助开关的数量，同时显示多个开关的信号，保证集中控制，以优化这些设备的合理管理，自动化设备在电力管理和生产中得到广泛应用。基于PLC技术的备用电源设备通过改变和调整程序来保证系统的工作模式，系统本身具有逻辑判断和数据处理功能，提高了系统的抗干扰能力，扩大了应用范围，确保系统有效可靠运行。

4.3 闭环控制

系统中泵机的启动方式多种多样，主要是自动启动，手动启动现场控制箱，手动启动机器侧屏。PLC技术自动启动时，程序控制模块允许您选择正确的主泵和备用泵，取决于泵启动时的总工作时间。手动启动泵时，按就地屏调整开关位置，启动泵，根据各泵的运行时间，设置主备用泵启停，需要现场操作时，需要配置手动“晶体管”开关。目前PLC控制系统与常规控制系统相结合，通常用于自动改进系统运行过程中，这是水泵发动机的安全控制电路，即PLC在故障停机时将有一个正常的控制系统，为了保证泵机的正常运行，在自动提升系统中采用现代技术具有重要意义。基于PLC技术的管理系统，由三部分组成：电子控制模块，这三部分实现了现代调控規律的形成，根据导水机构的主动性、速度测量和有效控制。

5 经验与体会

（1）电气控制系统的现代化始终与电气元件的不断发展紧密相连。相关技术，不断收集新产品信息，及时应用于设计，提高自动化程度，稳定性，符合国际标准。例如，本系统所采用的激光测距仪比不同的闸门计数器尺寸小、重量轻、安装方便、供电时间长、工作稳定、维修方便、精度高，改变了以往气闸室的信号检测方式。

（2）编程过程中应考虑整个程序的扫描周期和实时响应，在最大限度地利用技术流程的同时对方案进行修改和修改，使其尽可能短，采用周期扫描技术，缩短扫描周期，提高实时控制能力。

6 结束语

因此，将计算机技术、PLC系统和继电控制技术相结合，实现了PLC的自动起重，为自动化提供了可靠的技术支持。液压控制。它不仅解决了传统液压控制系统的高功率、低可靠性和复杂的内部布线，而且提高了液压控制系统的效率，提高了液压控制系统的自动化水平，为工业的发展和现代化打下了良好的基础。

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