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启闭机闸门无线控制系统在水利河道的应用

编辑:鑫尔泰水工机械时间:2020-10-20

  启闭机闸门无线控制系统在水利河道的应用


  启闭机闸门无线控制系统闸门在操作工程中存在着很多问题,其准确度较低,同时很难做到动态控制,为了解决这些问题,本文利用PLC来对于液压自动启闭机进行控制,有效地实现了控制自动化与故障的监测,从而优化了控制过程,本文对其进行探讨,为其进一步发展打下坚实的基础。


  本文针对传统闸门人工操作的实时性差、准确性低等缺陷,设计了可编程逻辑控制器(PLC)在液压启闭机中的应用,阐述了系统的硬件和软件配置,实现了闸门启闭全过程的自动控制及故障的监测与处理,大大提高了启闭机的自动化水平。


  2 PLC系统概述


  2.1系统结构


  S7系列可编程逻辑控制器包括S7-200系列、S7-300系列和S7-400系列。它具有强大的功能,适用于中小型自动化系统。该控制系统应采用西门子S7-300 PLC在德国进行。S7-300系列PLC是西门子公司生产的一种模拟中小型结构可编程控制器。S7-300系列PLC广泛应用于分布式自动化系统中。它涵盖机床、机械、电力设施、民用设施、环保机等自动化控制领域。它可以用来更新和更换继电器的简单控制,也可以实现复杂的自动化控制。因此,S7-300系列具有高性能/成本性能。S7-300 PLC是西门子PLC近年来推出的PLC产品之一。模块化中型PLC系统,满足中小型控制要求,在工业中得到广泛应用。许多客户在设计选型、调试和实际应用中可能遇到各种各样的问题,下面是S7-300 PLC选型和应用中的一些关键问题的分析。


  PLC和其他的工业控制装置相比,优点主要集中于其可靠性较好,同时可移植性也较强。在硬件设计方面,PLC的所有输入输出都是采用光耦合的器件,使得内外部电路互不影响,同时plc的电路和输入输出回路有着非常多的滤波电路,这样就可以使得信号谐波不会对其运行造成影响。PLC的操作较为稳定,其所配置的开关电源性能也非常好。在软件设计方面,PLC程序采用的是循环方式来进行执行的,在循环执行过程当中对输入进行改变也不会影响到程序的正常运行,PLC程序采用的是面向对象的语言,较为简单,同时用图形的方式来进行编译,还可以进行错误的自动检查,使得程序的正确性大大的提升。同时PLC的用户程序和系统程序是较为独立的,用户很难改动内部的固化程序,这样就使得其可靠性能非常高。同时可移植性非常强,因为PLC采用单元扩展的形式,让功能可以模块化,在需要的时候可以对于输入输出模块进行更换或者加减,这样就使得我们想给其增加功能的时候,只需要对其进行模块的增加和程序的简单改写,就可以完成不同的控制需求,这样也使得PLC维护非常的方便。


  2.2工作原理


  因为操作系统和软件方面存在一定的差异,因此PLC的工作过程和我们平常用的计算机是有较多的不同点,PLC的工作过程主要分为输入采样、程序执行、通信处理、CPU分析、输出刷新五个扫描循环,要不断的对其进行重复扫描。对于线圈来说有两个状态,一是停止状态,二是运行状态。在停止状态时只能进行内部的处理和通信的服务,在运行状态时则进行以上五个循环的不断扫描和重复。输入采样是PLC对于输入进行监测,使得读入的线圈状态一直保持到下一次输入,执行程序是PLC按照用户程序所编写的要求来对其状态进行控制、逻辑计算和数据处理。CPU诊断和分析是CPU对于PLC的硬件模块进行监控,一旦出现问题立刻报警。通信处理是PLC在對于其进行检查之后进行通信,将程序传入到输出机,来对其进行控制。输出刷新是PLC将信号传入到输出机之后进行刷新,让其线圈的得电失电状态满足于用户所控制的要求,这样就使得输出机能够做到用户对其指定的动作。


  3闸门的液压启闭机系统原理


  3.1硬件配置


  (1)导轨。S7-300的模块机架。


  (2)被转换为电源模块。提供CPU和24V的直流负载电路用的直流电源(信号模块、传感器、油门等)。


  (3)CPU模块。CPU所有种类的例子有不同的性能,一些CPU的合并与数字输入/输出点和模拟,以及一些CPU简介等的通信接口。CPU的前面板的状态故障显示器,模式开关24V的电源端子,电池箱和存储器模块的箱子(不是若干的CPU)。


  (4)功能模块。功能模块主要用于对时间要求苛刻、存储器容量要求较大的过程信号处理任务。


  (5)计数:计数器模块。快速/晚送驱动位置控制模块、电子控制模块、步进马达定位模块,如伺服马达定位模块。


  3.2运行流程


  该液压启闭系统主要由油泵电动机组、弧形闸门液压缸、油箱等组成。闸门提升和关闭的控制,主要是通过液压启闭机电气控制装置根据现地或远方启/闭闸门命令自动启动油泵电机组,从而通过活塞杆在油缸中的伸缩带动闸门关闭或开启。(1)开启闸门,空载启动液压泵电动机组,延时10秒左右,液压缸无杆腔油液经34.1单向阀背压0.4MPa流回油箱。(2)关闭闸门,空载启动液压泵电动机组,延时10秒左右,液压缸有杆腔油液经23.9-23.10调速阀后流回液压缸无杆腔,同时压力油经20.1-20.2溢流阀向液压缸无杆腔补油,压力为0.4MPa。


  4总结


  PLC的编程语言是较为简单的,很多计算机知识并不充分的人也能很容易对其进行学习和掌握,因此推广PLC是非常容易的,PLC不但能满足顺序控制要求,还能够做到条件和循环的判断,近年来,其应用范围不断扩大,我们也对其进行的其他功能的扩展,这些年为了适应信息技术的发展,PLC的网络通讯功能也在不断增强,其在工厂的发展当中将会有更多的应用。

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