文档介绍：水库闸门远程监控自动化系统研制
摘要:随着数字化水平的逐步提高,自动化系统在各个领域都得到采纳和应用。为了提高水库闸门的自动化水平,实现水库闸门的远程监控,采用了自动化系统对水库闸门实现远程监控。本文主要针对水库闸门的远程监控自动化系统中采用的PLC控制系统的研究。着重地介绍了系统软件和硬件的设计方案。通过PLC对水库闸门控制程序的编程,实现对闸门的远程监控。
关键词:水库闸门;远程监控系统;自动化;PLC
目前,我国大部分的水库还停留在原始的操作方式,绝大多数都是通过人工现场收集数据,根据命令进行现场操控。因此,受到的各方面因素导致误差相对较大,工作量和人员需求大大增加。并且不能随时地了解水库闸门的情况,也不能全面地了解水库现状,远远满足不了实际要求。为了随着社会数字化水平的提升,满足自动化监控要求,本文总结了现有的水库闸门监控特点,以PLC技术为核心,建立远程监控自动化系统,真正实现“无人值班,少人看守”的数字控制体系,从而达到远程监控的目的。
1、水库闸门远程监控的组成
水库闸门的远程监控系统利用开放、分层的分布式计算机控制技术,共分为总控制级和现地控制级,分别由三个现地控制单元和一个闸门管理单元构成,而三个现地控制单元与闸门管理单元通过PROFIBUS-DP总线连接,在于管理处的上位机通过以太网TCP/IP网络相连,构成整个系统。系统结构分布如图1所示:
图1 水库站们远程控制系统结构图
2、闸门远程监控系统PLC控制配置
该系统可分为主站和从站两部分。其采用PLC配置主站为SIMATIC S7-300系列CPU 315-2DP。选用CP341-1的通讯处理器,将SIMATIC S7-300PLC与以太网相连,完成通讯的功能;采用PLC配置从站为SIMATIC S7-200系列CPU224,采用EM277 PROFIBUS-DP作为通讯模块,通过PROFIBUS模块与主站通讯。文本显示器采用TD200,可以起到设定与修正参数的作用。
3、水库闸门监控系统的数据监测
水位的检测要求精度很高,现阶段常用的超声波水位计和浮子式水位计都有良好的精度和稳定性。但超声波水位计对直径要求很高,受温度影响也大,不符合水库的野外条件,所以水库的水位检测通常选用浮子式水位传感器,一般采用(0~10)m浮子传感器传送至水闸处,再选用(4~20)mA传送到PLC。
采集三个启闭及的三相电压和单相电流,配电柜变压器低压侧电流,柴油发电机回路电流及各支路电流等9个电压,14个电流,1个功率因数需要数据收集。
采用磁浮式数字水位传感器能够理想地实现无缘工作、抗雷击、稳定性强,测量误差低、不存在零漂等优点。磁浮式数字水位传感器是应用悬浮的原理设计的,模仿了神经网络系统的设计思路,对电缆要求较低,距离较短。该传感器将液位变化直接转换为开关信号输出。
1、模拟量的读取算法
主程序采集到的模拟量,传送到指定的模块中进行转化,供程序处理。其换算关系是:
其中X表示采集的模拟量,R表示测量的对象范围上限其处理不同对象时其值不同,Y表示转化的结果。
2、水库闸门控制自动化系统的实现
根据有关规定,通过闸门设