PLC控制技術在船閘電氣控制系統中的實踐分析

李正權

摘 要 根據當前我國PLC控制技術的應用情況來看，該技術因為易操作、成本低等特點被廣泛應用于各行各業中，電氣行業也不例外。針對船閘電氣控制系統而言，PLC控制技術的引進能夠對該系統不斷優化，提高電氣控制系統的質量與效率，進而促使相關活動得以順利開展，提高水利樞紐工程的運行效率。本文主要內容研究了船閘電氣控制系統中PLC控制技術的應用，希望能為我國船閘電氣控制系統的運行有所啟示。

關鍵詞 PLC控制技術;電氣控制系統;船閘

前言

京南水電廠船閘電氣控制系統工程采用以計算機監控為主、常規監控為輔的電氣控制系統。系統的總體設計原則是：實用經濟、安全可靠、技術先進、易于維護。京南船閘電氣控制系統采用分層分布式系統結構，分集中控制層和現地控制層。PLC控制技術的應用使得船閘集中控制層通過船閘控制系統操作員工工作站或工程師工作站實現對整個船閘設備進行監控和操作，以便能夠及時發現船閘電氣控制系統的運行問題，在短時間內有效解決，為船閘電氣系統的正常運行提供保障。

1工程案例

京南水電廠位于桂江流域下游，是一座以發電為主，旅游、水產養殖以及灌溉為輔的水利樞紐工程。根據該工程項目中的京南船閘航道設計情況來看，年通航過閘能力為100萬噸。京南船閘共配置了2面PLC控制柜，2面動力柜、1面網絡柜等，分別在上下閘首二樓的右岸安裝了一面PLC控制柜，在上下閘首的左岸安裝了一面動力柜，左右岸的機柜間通過硬接線進線連接。網絡柜、低壓配電柜及操作員站安裝于上閘首右岸的三樓中控室內。

2PLC控制技術在船閘電氣控制系統中的實踐分析

2.1 集中控制層功能要求

（1）數據采集和處理

在船閘電氣控制系統當中應用PLC控制技術時，需要通過以太網將現場有關PLC的數據信息進行收集與處理，將處理過后的所有信息數據都集中到系統數據庫當中供工作站使用[1]。

（2）實時控制

PLC控制技術在船閘電氣控制系統中的應用，能夠實現對系統的實時監控。在此過程中，工作人員通過計算機設備等對船閘操作系統進行遠程控制。在此需要注意的是，并不是PLC控制技術的應用可以完全代替手動控制，所有在系統中的設備都需要采用手動操作、自動操作兩種方式，兩種方式不相同，但是可以進行相互切換[2]。

（3）安全運行監視

在對電氣控制系統開展安全運行監視工作時，主要分為狀態監視、過程監視、異常監視三種。所謂的狀態監視指代的是對船閘電氣控制系統中的監控對象狀態進行顯示。過程監視是對船閘電氣控制系統中的所有設備運行過程進行監控。異常監視指代的是在監控過程中，一旦系統當中出現錯誤、故障等問題時能夠及時發出警報，進而在相關設備中進行顯示，縮小故障范圍，以便工作人員及時處理。

（4）事件順序記錄

一旦船閘電氣控制系統當中出現故障，PLC控制技術可以對其及時記錄與保存，記錄內容有設備名稱、狀態描述等，為后續故障維修活動提供強有力的信息支持[3]。

（5）生產管理

PLC控制技術在船閘電氣控制系統中應用時，要對有關人字門、平板門、油泵運行情況進行記錄，可以以表格、圖形、數字等形式顯示。具體內容有船閘上、下游和閘室水位顯示、船閘上下游人字門、平板門狀態顯示、計算機監控系統框圖、各人字門、平板門操作流程圖、各種事故、故障統計表等，以更新修改各種文件，人工置入各處缺漏的數據，輸入各種控制命令等，以監視和控制各種設備及電氣設備的運行[4]。

（6）數據通信

船閘電氣控制系統設備間通信即主控級與現場控制級單元之間的通信采用以太網結構。

2.2 系統控制模式要求

船閘監控系統控制權分“現地/遠方”控制，控制方式分為“手動/自動”控制。現地LCU控制柜均配備控制權限和控制方式的操作按鈕，通過切換開關實現對船閘人字門和平板門的現地手動、現地自動及遠方自動三種控制的操作。船閘人字門和平板門的所有操作必須要求經過硬接點進行操作閉鎖，防止誤操作。船閘控制系統的工作模式通過現地LCU控制柜上的“現地/遠方”和“手動/自動”選擇開關進行選擇。

當選擇開關轉在“遠方”和“自動”位置時，船閘控制系統的控制權則移交給遠方操作員工作站進行遠方監控操作，操作人員可在船閘控制室對船閘人字門、平板門和液壓泵進行遠程操控;當選擇開關轉在“現地”和“自動”位置時，通過設置在現地LCU控制柜上的按鈕實現人字門、平板門和液壓泵進行自動操控，船閘上閘首和下閘首分別實現“現地自動”控制，船閘現地自動統一在船閘右側閘室實現，船閘左側不設置“現地自動”控制;當選擇開關轉在“現地”及“手動”位置時，船閘控制系統將完全脫離PLC和上位機監控系統，通過現地LCU控制柜上的按鈕直接對船閘人字門、平板門和液壓泵進行現地手動操控，此時對船閘人字門和平板門的控制完全依賴于現地柜內的硬布線控制。

所有現地柜及集中控制室均設有緊急停機按鈕。發生緊急情況立即按緊急停機按鈕停機。船閘人字門底樞和頂樞潤滑油系統要求實現遠方自動加油和現地手動加油。可以實現與人字門開關同步啟動潤滑油泵，也可以手動啟動油泵加潤滑油。

3結束語

綜上所述，結合當前我國京南水電廠船閘航道運行情況來看，想要將PLC控制技術有效應用到船閘電氣控制系統當中，需要結合工程項目的實際情況，做好數據采集處理工作，為后續實現控制提供強有力的信息支持，此外，工作人員還需要結合系統控制模式的實際需求，合理應用自動操控與手動操控，為船閘電氣系統運行提供保障。

參考文獻

[1] 劉偉林.淺談船閘自動控制系統——PLC干擾源的控制[J].物流工程與管理，2016，262（4）：179-181.

[2] 董龍虎.基于PLC技術在機械電氣控制裝置中的實踐與探究[J].建材與裝飾，2019，573（12）：240-241.

[3] 顏廷雪.探究船閘PLC電氣系統中的故障原因與維護處理技術[J].江蘇科技信息，2019，（13）：58-60.

[4] 葛昆.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用實踐研究[J].內燃機與配件，2019，（3）：192-193.