南水北调东线刘山站快速闸门控制系统安全性探讨及应对措施
点击：79 日期：2011-12-1 10:56:42
刘遵启
（徐州市水利局, 江苏徐州221018）
摘要：液压快速闸门断流的方式在南水北调工程中得到普遍应用，其控制系统都使用PLC可变程序控制器，为控制的可靠性奠定了基础。但由于快速门断流方式的特殊性，对它的控制系统提出更高的要求，不但要考虑正常情况，也要考虑到非正常情况出现的可能性，要有应急措施。为此笔者从实际出发认为快速门应增加辅助继电器控制系统，以提高整个控制系统的可靠性。此方案不但能解决在现场PLC故障情况下主机和快速门的联动，而且可以在控制室应急处理快速门不能及时下落的问题。
1引言
刘山站是南水北调东线工程的第七级翻水站，位于京杭运河徐州市境内的不老河段，是国家南水北调东线工程的重要枢纽。主机选用2900ZLQ32-6立式轴流泵5台，叶轮直径2.9米，单机流量31.5 m3/s，配套TL2800-40/3250型同步电机5台套。刘山站主机组采取快速闸门断流的方式，每台机组设工作门和事故门各一扇，均采用QPKY-2×160KN液压式启闭机，实现机组出水流道的快速开启和关闭。因此出水流道能否可靠开启与关闭对机组的安全运行至关重要，否则会给机组的运行带来危害。
2、问题的提出
该站在机房的出水侧专门为快速闸门配套的液压站将压力油泵产生的系
统压力通过输、回油管路、单向阀、插装式控制阀组、单向节流阀、启闭机油缸等阀件构成油系统。在电磁换向阀、电磁球阀的控制下实现闸门的开起或关闭，闸门的开启速度通过调节单向节流阀实现。电磁换向阀、电磁球阀的控制指令来自液压站控制柜的现场PLC，而PLC程序的启动是通过主机开关的辅助触点来传递信号，使现场PLC能根据主机开关辅助触点的状态、快速门的开度情况执行已设定好的程序，进而完成快速闸门的自动开启与关闭。液压站及快速门的工作状态和运行参数通过光缆将数据打包后传送给上位机。也就是说快
速闸门控制系统的现场PLC与上位机之间只有一根光缆和每台机传递主机开关状态、事故门全开的信号线。现场PLC相对独立，在正常情况下根据主机开关状态信号自动完成快速闸门的开启和关闭没有问题，可以满足使用要求。但是现场情况是复杂的，情况是多变的，当出现下列异常情况时会给机组的正常运行带来严重的后果和不便。
⑴当现场PLC发生故障或通信光缆阻断时所有机组无法开机，导致上级开机调度命令不能及时执行。
⑵在关机时如因跳闸、停机信号不能正确传递，现场PLC输出部分故障，二次回路故障等都会使快速闸门不能随主机的停机及时关闭，需要运行人员从控制室跑到现场做紧急处理(估计150秒的时间处理完毕)。这种故障无论发生在正常人为停机还是保护停机都会给机组的运行安全带来严重的威胁，造成设备的损毁;特别是发生在保护停机时会因现场处理的滞后性导致更严重的后果。
以上两点是刘山站控制系统存在的美中不足。虽然控制系统的设备都选用了比较先进的国外知名产品，性能比较稳定可靠，但当产品组成系统后会因使用环境、使用条件及个别产品质量的偶然性使整个控制系统出现故障的可能性增大，导致系统的不可靠、不稳定。此类问题已在系统调试阶段出现PLC主机损坏的现象；在工程管理期间也出现过程序丢失、通讯光缆阻断、控制系统不稳定的情况。
依据《小型水力发电站自动化设计规定》（SL229-2000）：“水电站的快速闸门应在中控室或主机室设置紧急关闭闸门的控制按钮”，因此无论从设计规范规定还是现场情况分析，刘山站快速门的断流控制存在安全隐患，应对其进行改造，使快速闸门的控制系统更加完善可靠。
3解决的方法
快速闸门的控制是基于PLC可靠的前提下设定的控制方案，勿庸置疑在正常情况下完全能满足泵站的运行。问题在于当控制系统的某个环节出现故障，而在短时间内又无法修复时会使快速闸门与控制系统的联系中断，导致快速门不能正常的开启与关闭，直接影响控制系统的安全与可靠，甚至使所有机组无法运行。我们认为快速门的PLC控制系统仍作为主要的控制方式，在此系统的
基础上增加简单的继电器逻辑控制备用系统，使得在PLC控制系统万一故障的情况下利用继电器逻辑控制系统就能满足机组的开停机操作，提高控制系统的可靠性，确保机组的安全运行。
继电器逻辑控制系统的设立原则：一是不破坏原有PLC控制系统的完整性；二是两个控制系统的转换简单，相互间不产生影响。经现场调研增加的继电器逻辑控制系统如图所示，说明如下：
⑴控制回路采取24V直流供电，电源取自液压站控制柜；
⑵控制系统只需在液压站控制柜上增加15只小型继电器和部分二次线即可；快速门紧急关闭按钮和控制开关K安装在控制室LCU控制柜适当位置，方便在紧急情况下不出控制室就可解决快速门的关闭。
⑶在PLC控制系统正常的情况下将断开开关K，继电器逻辑控制系统对PLC 控制系统没有任何影响，可以正常工作。
⑷当PLC控制系统不能投入工作时切除PLC控制系统，合上控制开关K，投入继电器逻辑控制系统就可以进行机组的开机和停机操作。
A、例如1号机开机操作：开启液压泵，手动将事故门升至全开位置；主机开关、励磁柜开关“现地”位；主机开关手车“工作位”。合主机开关，1QF 闭合，1XK限位开关闭合态，继电器1KM得电，并接在原有1KA4上的1KM常开接点闭合，电磁换向阀YV13线圈得电，同时1KM的常开触点接通电磁换向阀YV0建压线圈，工作门开始升起；当工作门开启到位时1XK断开,继电器1KM失电，进而电磁换向阀YV13、YV0线圈失电，工作门停止上升，开机过程完成。
B、1号机停机操作：当机组需人为停机或保护自动停机时，主机开关跳闸，1QF常闭触点接通，继电器1GM得电，并接在原有1KA5常开触点上的1GM常开触点闭合，电磁球阀YV14线圈得电，工作门自动下落。检查工作门关闭后将手车拉至试验位置电磁球阀YV14线圈失电，停机结束。
⑸在停机或故障跳闸时无论在PLC控制状态，还是在继电器逻辑控制状态，当值班人员发现快速门因故不能关闭时可在控制室的LCU站合上控制开关K，按下相应机组的紧急关门按钮即可让工作门、事故门同时下落，不需要值班人
员到达现场进行应急处理，达到及时排除故障的目的；否则会因快速门不能及时关闭给机组的安全带来严重威胁。根据快速门的闭门速度计算，按下按钮26秒到30秒之间即可确保快速门的可靠关闭。
4要注意的问题
作为快速门控制系统的应急备用，为了使二次回路尽量简单明了，减少改动量，以下两点需要在使用时稍作注意。
⑴在PLC程序控制时事故门的全开信号有PLC判断输出的硬接点去接通电机合闸回路，在此不设自动转换，只要在主机开关柜端子排上预先短接 16号17号端子即可，事故门是否开启通过人为判断。
⑵使用应急备用方案时要在一切准备完毕后再将手车推入工作位，然后合闸；在停机完成后要及时将手车拉至试验位，这样可以减少工作门电磁球阀的带电时间。
5结束语
刘山站是南水北调东线工程的重要梯级工程，对控制系统的可靠性、安全性有着极高的要求。在东线工程建设形成送水能力后哪一级泵站都要确保其可靠、及时运行，否则会给向北方送水的任务带来影响。因此对沿线梯级工程控制系统的可靠性提出较高的要求。笔者认为刘山站快速闸门控制系统存在安全隐患，有必要对控制系统进行适当的改造，以使机组在不利的条件下实现正常开机，发挥工程的社会效益。
快速闸门一般设置在水轮机进水压力钢管进口处,能在2 m in内在动水条件下关闭闸门截断水流,是防止水轮发电机组发生飞逸事故,避免事故扩大的重要技术保障。丰满三期扩建工程是利用大坝左岸泄洪洞,安装2台单机容量为140 MW水轮发电机组,分别供水。在水轮机蜗壳进水口前各设置了1扇参数为7.50 m×9.00 m(设计水头65 m)平面定轮快速闸门(等同蝴蝶阀),起升机械采用液压启闭机。
闸门自动化监控系统 应用领域：水利水库灌区河道干渠明渠供水渠的闸门现地控制和闸门远程控制。 传统电动闸门的升降，往往在简易电力箱内采用开关按钮直控接触器的方式，无法对闸门的开启高度进行测量，也不能判断闸门板当前的运行状态，更不具有计算机化控制，或者远程控制接口，此类闸门的控制手段无法做到精确的闸门板定位，由于闸门底部淤泥等情况复杂，易造成螺杆顶弯变形，甚至破坏启闭机，不能继续工作，影响水利系统的业务运行。 山东亿捷网络科技有限公司的闸门自动化控制系统，以“无人值守”为设计原则，采用SCADA系统结构，通过传感技术、自动化控制技术、计算机软硬件技术、网络通信技术等，为用户提供了一套既可现地对闸门进行控制，也可远程通过计算机进行闸门启闭的自动化控制系统，该闸控系统可接入渠道水位信号、流量信号，或现场视频信号等，能够将水位、流量、视频画面等与闸控系统集中显示在一个软件画面中，使得远方操作更加可视，达到无人值守、统一调度的目标。 闸门自动化监控系统由以下两部分组成： 1、现地控制屏。 2、远程监控软件。
1、现地控制屏。 现地控制屏，主要由逻辑控制部分（PLC）、执行部分（电机保护器、相序保护器、过载保护器、交流接触器、闸位计、电压变送器、电流变送器等）、通信部分（以太网接口、无线GPRS接口、RS485接口等）共三部分，组成了一套工业级高可靠的闸门自动化控制系统。 现地控制系统支持螺杆式、卷扬式、斜拉式等闸门类型，无论单孔还是多孔闸门均可接入到系统中来。同时，考虑闸室一般地处偏远，系统除支持有线网络外，可选择微波或GPRS或超短波等无线方式进行远程控制。同时现地控制系统配置了一面触摸屏，图形化的人机界面，模拟现场闸门的状态，使得操作更简单，更准确。 闸控现地触摸屏画面
自控系统集成总体方案 本项目智能化集成系统由一个平台、五个系统组成，包括：智能化集成 平台、能源 站监控系统、能耗管理系统、电力监控系统、 CCTV 视频监控系 统、门禁系统。 能源站监控系统、能耗管理系统、电力监控系统、CCTV ffl 频监控系统、 门禁系统 分别为功能完全独立的子系统，通过分布式计算机网络集成到智能 化集成平台。智能化系统配置冗余数据服务器，保存历史数据，与监控中心 工作站构成C-S 结构，工作站直接从服务器读取数据，远端客户机通过外网 访问服务器，浏览系统数据和运行工况。 系统架构及数据传递 1、 系统架构 本项目的独立功能的子系统集成到智能化系统平台，底层采集和控制的 子系统具备 高可靠性和高速性能，而智能化系统作为管理层，需具有强大的 集成能力和大容量的存贮容量以及高速、可靠的通讯能力。本项我们设计的 系统架构如下图： 智能化系统平台 TCP/IP 协议，工业以太网，网络带宽为 1000Mbps 理层、自动化控制层、现场层。三个层上的设备均能独立完成相应的任务 1.1 管理层 即中央监控系统，本项目中央监控系统设在能源站监控室内。配备有：能 耗数据服务器、磁盘阵列、工作站、能耗分析工作站、计费计量工作站、电力 监控工作站、视频监视硬盘录像机、视频监视工作站、大屏幕、一卡通工作站、 报表打印设备、核 系统构成 能源站监控系统 S7 CONNECT 协议 能耗管理系统 OPC 协议 OPC 协议 OPC 协议 OPC 协议 电力监控系统 CCTV 视频监控系统 门禁系统
心交换机、在线UPS不间断电源等，并可通过路由器等路由设备在其他外部网络上通过登陆授权，采用WE昉式进行远程实时监视。 管理层设计为冗余主干网，配置二台高性的核心交换机，采用TCP/IP 协议，工业以太网，网络带宽为1000Mbps。 1.2自动化控制层 控制层指控制器间的通信层，本项目是指能源站主控制器（CUP414）北 区能源站主控制器（CUP414）换热站主控制器CUP412之间的通讯网络；以及工作站和服务器之间的通讯网络等。 自动化控制层采用工业以太网，采用TCP/IP协议，网络带宽为1000Mbps各能源站交换机与中央监控室核心交换机通过光纤连接。 具备设备联动控制、操作优先次序选择、时间表操作控制和模式控制功能，并对相关设备进行有秩序的监控，方便现场编程。通过一定的计算来实现最优控制。 1.3现场层 现场层指能源站PLC控制器至现场设备间的网络和设备，以及带有RS485通信接口设备间采用RS485通信标准；能源站PLC控制器之间采用开放的国际标准协议Profibus-DP通信方式，通讯速度最高达12Mbps控制器发出控制指令至被控设备动作时间w 0.1秒。 各能源站分别配置一套西门子的高端冗余PLC S7-414H控制器以及多个分布式I/O 系统，采用Profibus-DP协议通讯，通讯波特率12M分别设一套换热站及计量主站S7-412控制器，用于与各能源站所供换热站监控从站PLC的监控, 主从站采用Profibus-DP 协议光纤通讯，通讯波特率185.75k。 现场层共采用了多套分布式I/O ,将分散的设备集中控制，为降低施工中布线、敷设桥架等的难度。通过末端空调机房计量系统及网络采集末端最不利
水闸闸门监控系统详细 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
水闸闸门遥控与监测系统方案 1、概述 某水闸共5孔平板闸门，闸门宽度8米，闸身长40米。目前使用的水闸监控系统已经完全损坏，使用中存在以下问题： （1）不能实现定点控制闸门开度。目前各闸门的定点控制均由值班人员手动完成。由于现场控制站在闸顶楼上，值班人员只能凭现场聆听闸门与卡位相接的声音实现定点控制闸门开度，在下雨等噪音严重的情况下往往会因无法听到声音而难以定位，监控效率低，且存在安全隐患； （2）闸门现场控制站的PLC坏掉，工作不稳定，其他装置是否损坏不确定； （3）无法实现远程监控功能，不能满足监控管理自动化的要求。2、 系统工作范围 本系统功能的实现： （1）五孔平板闸门的自动控制：通过工控机现地实现左右四扇闸门的全开、全关控制和中间闸门的全开、半开、全关控制。也可在监控室上位机远程控制闸门开度； （2）五孔平板闸门的手动控制：在工控机故障或其他特殊情况下，采用手动控制方式实现各种控制；
（3）主要参数的采集与显示：采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位和闸基扬压力信号，并在控制面板和上位机上显示； （4）视频监控功能：设多台定点视频监控摄像头对闸门进行监视，在监控室可以实时对闸门进行监控。 系统监控内容 输入/输出信号统计 闸门监控系统报警信号统计 闸门监控系统 系统设计
考虑到水闸五孔闸门和启闭机分组监控的特点，本方案根据要求设计一套以工控机为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，该系统由一台上位机、一台现地工控机单元、摄像头、视频显示器等组成。在监控室可以通过显示器远程监视闸门的运行状况，并实现远程发送控制指令；现场控制站能接收来自上位机的控制指令进行控制，也可以单机独立控制，特殊情况下实现手动控制。系统总体结构 监控系统总体由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。总体框图如图1所示： 图1 水 闸监控系统总体框图
沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书
一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手
自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自
桓台县鑫荣化工有限公司 自 控 方 案 淄博卡尔自动化工程有限公司 2011年12月
建设单位简介 桓台县鑫荣化工有限公司原为桓台县鑫荣化工厂，厂址位于淄博市桓台县唐山镇西马村南首。公司主要从事对危险废物的加工、处置，现建有一套危险废物处理装置、原料、产品储罐区和配套的消防、配电等公用设施。公司现有人员16人，公司设有专职安全员负责安全管理工作，原有生产装置已取得安全生产许可证，证书号（鲁）WH 安许证字[2008]030330号。该公司于2007年通过安全标准化三级验收。 表2.1 建设单位情况 建设项目简介 由于市场的需求量增加，同时对精馏设备、工艺改新，原有设备已不能满足需求，为此，该公司于2011年拟投资400万元在原有加工设备的基础上新增设备，改新工艺，对生产装置进行自动化生产改造。本次改造完成后，利用生产装置处理危险废物，年处理能力由原装置的8000t/a提升至54000t/a，其中年处理粗二氯丙烯能力为24000t，粗二氯乙烷能力20000t，偏二氯乙烯残液能力10000t，主
要产品和副产品有二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、稀料（主要成分：二氯丙烯、偏二氯乙烯、二氯丙烷）、高沸物溶剂（主要成分：三氯丙烷、氯苯、重油）、废渣。 本项目不在《产业结构调整指导目录(2005年本)》（中华人民共和国国家发展和改革委员会令[2005]第40号）淘汰类和限制类行列。本项目主要利用原有公用设施，新增蒸馏塔，罐区新增废渣和原料罐区（6个60m3废渣罐，3个60m3原料罐），产品储罐区（7个60m3产品储罐，其中二氯乙烷、三氯乙烷罐各1个、稀料罐3个，高沸物溶剂储罐1个，1个60m3偏二氯乙烯残液罐）。本项目新增精馏塔与原有4台精馏塔之间属于并列运行关系，并共同使用同一个罐区、公用工程。本项目投产后劳动定员30人，实行三班制。 精馏工艺 （1）粗二氯乙烷 开启蒸汽阀门，通入0.2MPa-0.5MPa蒸汽缓慢升温，控制塔釜温度，使塔顶温度控制在73-115℃，根据沸点的不同，将73-82℃的前馏分回收到稀料罐，将83-84℃的二氯乙烷回收倒产品罐，将113.5-114℃的三氯乙烷回收至另一产品罐，将114.1-125℃以上的高沸物溶剂回收至高沸物溶剂罐，当蒸馏釜温度升至150℃时关闭蒸汽阀门，停止加热，打开蒸馏釜底部的排水阀，将剩余的蒸汽排出，当釜温降至90℃时（约30分钟左右），打开排渣阀排渣，完毕后关闭排渣阀，重复下一釜蒸馏操作。 （2）粗二氯丙烯（次品）
5 闸门控制系统 5.1系统设计要求 投标单位应到各电闸进行实地调研，结合当地的实际情况和现代信息技术，利用先进的硬件设备和软件系统，提高闸门监控自动化控制水平，确保泄水建筑物的安全及泄水调度的准确性、及时性，以增强抗灾能力。拟采用可编程控制器（PLC）作为主要控制设备，并建立视频图像监视系统，作为辅助闸门监控的一个手段。 5.2系统工作范围 本系统工作范围包括： 控制涵闸2孔平板闸门。 采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位信号。 与上级系统联网，支持上级远程控制与调度。 涵闸至上级网络通信。（现场已提供与计算机网络连接的RJ45接口） 系统监控内容 通过监测闸上闸下水位，并依据控制中心的调度方案，控制闸门的启闭。基本的输入/输出信号和报警信号见下表： 输入/输出信号统计
闸门监控系统报警信号统计 5.3系统总体结构 考虑到涵闸2孔闸门和启闭机分组监控的特点，方案要求设计一套以可编程控制器（PLC）为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，建议该系统由一台上位机和一套现地监控单元组成。监控信息通过涵闸至上级网络之间传送至上级单位，以便及时了解涵闸的运行状况。控制中心的控制指令，通过计算机网络传至本地的执行系统，从而对闸门进行启闭控制。 5.4系统的基本组成 建议系统由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。 闸门监控子系统由一台上位机、一套现地监控单元、现场传感部件和执行机构等设备组成。现地监控单元采用可编程序控制器（PLC）作为主控设备,在监控单元上有2孔涵闸的手动集中控制与显示，同时保留现场的手动操作。闸门位置和上下游水位信号的采集采用专用传感器。建议现场视频监控由2台摄像机、视频监控站等组成。 5.5系统基本功能 闸门监控系统功能
南水北调东线刘山站快速闸门控制系统安全性探讨及应对措施 点击：79 日期：2011-12-1 10:56:42 刘遵启 （徐州市水利局, 江苏徐州221018） 摘要：液压快速闸门断流的方式在南水北调工程中得到普遍应用，其控制系统都使用PLC可变程序控制器，为控制的可靠性奠定了基础。但由于快速门断流方式的特殊性，对它的控制系统提出更高的要求，不但要考虑正常情况，也要考虑到非正常情况出现的可能性，要有应急措施。为此笔者从实际出发认为快速门应增加辅助继电器控制系统，以提高整个控制系统的可靠性。此方案不但能解决在现场PLC故障情况下主机和快速门的联动，而且可以在控制室应急处理快速门不能及时下落的问题。 1引言 刘山站是南水北调东线工程的第七级翻水站，位于京杭运河徐州市境内的不老河段，是国家南水北调东线工程的重要枢纽。主机选用2900ZLQ32-6立式轴流泵5台，叶轮直径2.9米，单机流量31.5 m3/s，配套TL2800-40/3250型同步电机5台套。刘山站主机组采取快速闸门断流的方式，每台机组设工作门和事故门各一扇，均采用QPKY-2×160KN液压式启闭机，实现机组出水流道的快速开启和关闭。因此出水流道能否可靠开启与关闭对机组的安全运行至关重要，否则会给机组的运行带来危害。 2、问题的提出 该站在机房的出水侧专门为快速闸门配套的液压站将压力油泵产生的系 统压力通过输、回油管路、单向阀、插装式控制阀组、单向节流阀、启闭机油缸等阀件构成油系统。在电磁换向阀、电磁球阀的控制下实现闸门的开起或关闭，闸门的开启速度通过调节单向节流阀实现。电磁换向阀、电磁球阀的控制指令来自液压站控制柜的现场PLC，而PLC程序的启动是通过主机开关的辅助触点来传递信号，使现场PLC能根据主机开关辅助触点的状态、快速门的开度情况执行已设定好的程序，进而完成快速闸门的自动开启与关闭。液压站及快速门的工作状态和运行参数通过光缆将数据打包后传送给上位机。也就是说快
闸门综合自动化监控系统 (share-strobe) 水利行业是一个历史十分悠久的行业，也是信息十分密集的行业。而采用新技术、新设备对水利工程项目的设备与管理进行现代化改造和智能化建设是历史发展的必然趋势，对社会主义建设和水利行业的发展前景有着深远的意义。 闸门作为水利系统最基层的工程之一除了满足水利部门的用水需求外，在防洪、保护工农业生产和人民生命财产安全以及环境保护等诸多方面都发挥了巨大的积极作用。为了进一步发挥泵站的综合利用效益,尽可能减少洪涝灾害的损失，提高调度管理的决策水平，建设闸门综合自动化监控信息系统是必不可少的。特别是在国家南水北调东线工程中，研究建设以闸门综合自动化监控信息系统为基础的全线闸门的供水综合调度系统更具有现实性和重要性。 系统构成 系统主要分为系统中央控制台和闸门现场监控装置两部分。监控中心由监控计算机、系统监控软件平台、计算机网络平台及应用软件组成。闸机现场监控装置由闸门现地控制单元（LCU）、现场检测仪表、信息传输通道等部分组成。 图1 闸门自动化控制图 基于光纤网络的通讯，在各个终端与中心站(管理中心)之间建立局域网完成数据通讯。光纤具有可靠性高、数据传输稳定、维护费用低等特点，是实施远程可靠数据传输较为合理的方案。系统功能 上位机是系统的指挥、监控中心，它可以与上级管理中心联网通过上位机与PLC的通讯功能指挥系统运行和修改工艺参数。PLC是系统的控制中心，可以独立控制整个系统正常运行。 数据采集与处理 这部分功能包括对实时数据的采集、进行必要的数据预处理并以一定的格式存入实时数据库。通常按照信号性质的不同把它分为模拟量、开关量及脉冲数字量等其采集及处理方法也各不相同。 模拟量的采集与处理 这一类实时量包括电气模拟量、非电气模拟量及温度量。电气模拟量系指电压、电流、频率及功率、功率因素等电气信号量。非电气模拟量主要指压力、流量、水位、位移等信号量。 开关量的采集 开关量采集包括中断型开关量和非中断型开关量两种。中断型开关量信号包括各类故障信号、断路器及隔离开关位置信号、泵、机组设备运行状态信号、手动自动方式选择的位置信号等。 运行安全监视 ?全厂运行实时监视及参数在线修改 ?参数越复限报警记录 ?事故顺序记录 ?故障状变显示记录 ?趋势分析判断 ?月运行指导
8 自控设计 8. 1 设计范围 本设计包括污水处理、污泥处理、超滤处理、消毒处理及附属设施需要检测和控制应提供的仪表和有关的辅助装置等。 8.2 设计标准和规定 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号 自动化仪表选型规定，其中包括温度、压力、流量、物位、过程分析仪表选型等。 8.3 自动化水平 遵循“集中管理，分散控制”的基本原则,本工程生产过程自动化采用目前在国内外水处理过程中，成功运行的I PC+PLC(可编程序控制器)的集散控制系统(PLC)。在中央控制室可对厂内各工况进行实时监控，并有信号报警和联锁等设施以保证装置的正常运行。从安全生产的角度考虑，设立三级控制层:现场手动、现场监控和远程监控。所谓现场手动是指通过现场控制箱手动控制设备的开启和关闭，现场监控是指由现场PLC执行控制设备的任务，而远程监控是指由中控室通过网络对远端设备进行监控。 全厂设中央控制室，下设预处理控制站（1#控制站）、污泥处理控制站（2#控制站）、紫外线消毒控制站（3#控制站）、1#超滤控制站（4#控制站）、2#超滤控制站（5#控制站）。 为实现污水处理的微机化管理，采用光纤以太网建立污水处理厂内部网络，为具有先进水平的现代化污水处理厂建立一个生产控制和办公管理的信息交换处理平台，实现污水处理回用的经济、安全、可靠运行。 8.4 自控系统
1.预处理部分（1#现场控制站） 对工艺专业要求检测的温度、流量、液位、PH、DO、曝气风量等参数进行监测和控制；对潜水泵、格栅机、鼓风机等工艺设备的运行状态、故障状态进行监测和控制。通过自控网络将信号送至中央控制室计算机操作站完成指示、记录、报表和报警打印等监控管理功能。主要包括单体为：格栅井、调节池、PH调节池、接触氧化池、二沉池、中间水池等单体。 2.污泥处理部分（2#现场控制站） 污泥处理控制站（2#现场控制站），对工艺专业要求检测流量、液位等工艺参数进行监测和控制，对污泥脱水机、冲洗泵等动设备的运行状态、故障状态进行监测和控制。通过网络将信号送中央控制室计算机操作站完成指示、记录、报表和报警打印等监控管理功能。该站为成套设备，随工艺设备配套供货 3.紫外线消毒部分（3#现场控制站） 对工艺专业要求检测液位等工艺参数进行监测和控制，对紫外线消毒等设备的运行状态、故障状态进行监测和控制。通过网络将信号送中央控制室计算机操作站完成指示、记录、报表和报警打印等监控管理功能。该站为成套设备，随工艺设备配套供货。 4.超滤处理（4#现场控制站） 该系统为成套设备，自带控制系统，可实现全自动过滤、反冲洗控制等，对工艺要求的流量、压力等进行控制。5#处理控制站控制过程同4#控制站。 8.5 自控网络 为了实现污水处理的生产管理，采用光纤以太环网建立污水厂的自控网络。 8.6 自控系统及仪表选型
闸门自动化控制的设计与应用蒋猛 发表时间：2019-12-05T14:43:03.597Z 来源：《建筑细部》2019年第13期作者：蒋猛[导读] 在很多的水利工程项目当中都会使用到水闸，有效地控制闸门能够帮助水利工程项目获得更多的发展，所以一直以来闸门的控制都被人们所关注，以便让水利工程在运行的时候有更多的价值。蒋猛 南京市溧水区城区水源调度中心江苏省南京市 211200 摘要：在很多的水利工程项目当中都会使用到水闸，有效地控制闸门能够帮助水利工程项目获得更多的发展，所以一直以来闸门的控制都被人们所关注，以便让水利工程在运行的时候有更多的价值。目前随着科技的发展，自动化的控制系统在闸门设计当中被普遍使用，基于此，本文主要讨论了闸门自动化控制的一些具体的设计以及应用策略。 关键词：闸门；自动化控制；设计 引言： 在目前的水利工程当中，闸门能够帮助防汛效果获得提升，对于调度水资源也更能够起到很大的贡献。而闸门的控制是比较重要的，根据其实际操作的效率，要重点对于闸门的一些自动化控制系统进行引入和设计。在设计的过程当中，需要对各方面的要求都有基本的了解，同时也要深入探索运行的原则，只有这样闸门的自动化控制系统才能够不断地优化，防止出现一些问题威胁到闸门的使用。 一、闸门自动化控制系统设计 在闸门的自动化控制系统设计应用的基础之上，闸门无论是设计还是应用都要能够了解相关的需求，同时要遵循一些基本的原则。这样对于之后咱们功能的优化才能够起到更多的帮助。而自动化的控制系统在实际使用的过程当中，需要重视以下几方面的内容[1]。 （一）实用性 对于闸门的自动化控制系统，在设计和应用的过程当中，首先需要确定的就是闸门实用性的特点。为闸门之后的一些应用的需要，要有深入的探索，在掌握了这些基础条件之后，可以更加有效地匹配一些技术手法，或者是先进的运行管理的方法，让闸门的自动化控制系统能够更加符合项目的运行，在项目当中发挥出更多的价值。 （二）可靠性 对于闸门的自动化的控制系统要能够设计处理，同时要重点的关注在运行过程当中的一些可靠性的效果。特别是对于闸门在运行过程当中的一些安全性的效果，要有更加详细的分析，防止出现一些明显的造成安全事故的问题。根据国家的一些相关的规程以及规范可以进行更加具体的设计，确保闸门无论是硬件还是软件等各方面都能够更加可靠。 （三）经济性 在进行闸门的自动化控制系统的设计过程当中，经济性的优化也是不可缺少的，要能够让每个设备都可以被优化选择。确定其在满足了实用性的前提之下，对投资能更加有效地控制起来，防止因为不恰当的投资而导致使用成本过高的问题。 二、闸门自动化控制的设计和应用 对于闸门的自动化控制系统来说，想要获得更加有效合理的设计应用，相对而言是一个比较复杂的过程。要根据闸门其自动化的控制系统的运行进行更加深入的探索，确定能够在实际运行的过程当中收获更多的效益，其中比较关键的一些设计方面的问题在以下几个方面[2]。 （一）明确结构 闸门在进行自动化的控制系统设计应用的过程当中，首先需要把握的就是系统结构的具体情况。要让系统当中各个不同的控制层面都能够被有效地处理，特别是对于现场以及集中还有远程的控制层要能够分层细化，深入探索到各个不同的控制层当中的一些基本的需要。根据一些具体管理措施，以及具体的功能特点，来进行深入的了解，确定其设计能够符合相应的功能。在进行系统结构设计的过程当中，要确定保障每一个闸门，其自动化的控制系统在运行的时候都是高效的。 （二）软件的设计应用 对于闸门的自动化控制系统方面进行更加合理的设计和应用，需要重点把握的还有对于一些软件的选择，要确定控制软件能够在实际应用的时候表现更多的效益获取。特别是在现场控制以及一些其他的控制项目当中，能够符合实际应用的需要，为了能够让闸门的控制更加的可靠稳定，要能够重点的把握一些明确的优先级，这样可以有效地提高整个控制化系统其设计应用的运行。 （三）分级控制的应用 在设计以及应用闸门的自动化控制系统的过程当中，分级控制也是比较关键的。要保障各个不同的闸门，其具体的内容都能够获取更加合理的调控，尽量防止存在一些其他的缺陷及隐患。现场级是需要人们重点关注的一个层面，对于闸门现场当中的各个不同的控制柜，在应用的时候需要能够准确的把握，要确定其在现场各个不同的数据信息基础之上，能够进行更加科学的分析和探索。确定现场及其控制情况的灵活以及稳定。而集中控制级的设计也是比较重要的，虽然说集中控制级只和一个控制柜相关，但是复杂程度是不容小觑的，要确定无论是传输还是通讯方面都能够更加的及时以及高效。 三、闸门自动化控制系统主要功能 这个系统能够充分的了解到水闸的启闭操作的安全以及可靠性，同时使用先进的控制技术以及数据的传送技术等，对于工程的引水的信息进行及时的采集，而闸门的自动精确的启闭，还有相关的一些环境和水闸管理的情况，也可以被实时的监控起来[3]。 （一）数据采集与处理 现地的控制单元可以自动地收集被控制对象的各种不同的实时数据。也可以采集到智能设备当中的一些数据。同时也可以完整的接收来自于主控制机的命令信息以及数据。如果发生了故障，那么故障的信息和数据也是可以采集到的。系统可以根据一些处理的要求对采集到的数据进行及时的分析和处理[4]。
山口水电站进水口事故快速闸门运行规程 目录 1、主体内容与适用范围 (1) 2、依据及引用标准 (1) 3、操作 (1) 4、故障及故障处理 (8) 5、维护及注意事项 (9)
1、主体内容与适用范围 山口水电站进水口快速闸门启闭机采用浮动支承式液压启闭机，动水闭门，动水局部开启闸门充水平压后，静水提门。闸门平时由液压缸持住悬挂在孔口上方，处于事故关门的待命状态，一旦水轮发电机组发生故障（紧急停机按钮动作；调速器油压装置事故低油压；机械过速保护装置动作；机组转速>140%nr；事故停机过程中剪断销剪断；机组转速>115%nr且主配压阀拒动；上位机发令）时，可远控快速关闭孔口。 2、依据及引用标准 山口水库机组进水口液压启闭机安装使用，维护，说明书。 山口水库机组进水口快速闸门原理图。 3、操作 3.1 闸门控制方式 山口电厂快速闸门控制方式有远方控制和现地控制两种。远方控制方式和现地控制方式的选择是通过控制柜上的系统工作方式转换开关实现闭锁。 闸门控制系统设计有系统工作方式转换开关，该转换开关设计有4个状态位置：远方集控、切除、现地自动、现地手动位置。 3.1.2远方集控方式：将控制柜上系统工作方式转换方式置“集控”位置，各控制系统能够以MB+网络方式或硬接线方式进行远方自动控制和数据采集功能。 3.1.3现地自动控制方式：现地自动控制方式是通过对控制系统控制柜上的控制开关、按钮的操作，实现闸门的现地控制功能。 3.1.4现地手动控制方式：为检修方便，闸门控制系统设计有现地手动控制方式。现地手动控制是在闸门检修状态或闸门出现重大事故情况下使用，现地手动控制操作是通过控制柜上的控制开关和按钮对该系统控制设备能够单独控制操作。 3．2启门操作方式 方式1（未实现）：实现平正常冲水平压的方法是按下动力柜上的《自控停
快速闸门自动化控制
南水北调东线刘山站快速闸门控制系统安全性探讨及应对措施 点击：79 日期：2011-12-1 10:56:42 刘遵启 （徐州市水利局, 江苏徐州221018） 摘要：液压快速闸门断流的方式在南水北调工程中得到普遍应用，其控制系统都使用PLC可变程序控制器，为控制的可靠性奠定了基础。但由于快速门断流方式的特殊性，对它的控制系统提出更高的要求，不但要考虑正常情况，也要考虑到非正常情况出现的可能性，要有应急措施。为此笔者从实际出发认为快速门应增加辅助继电器控制系统，以提高整个控制系统的可靠性。此方案不但能解决在现场PLC故障情况下主机和快速门的联动，而且可以在控制室应急处理快速门不能及时下落的问题。 1引言 刘山站是南水北调东线工程的第七级翻水站，位于京杭运河徐州市境内的不老河段，是国家南水北调东线工程的重要枢纽。主机选用2900ZLQ32-6立式轴流泵5台，叶轮直径2.9米，单机流量31.5 m3/s，配套TL2800-40/3250 型同步电机5台套。刘山站主机组采取快速闸门断流的方式，每台机组设工作门和事故门各一扇，均采用QPKY-2×160KN液压式启闭机，实现机组出水流道的快速开启和关闭。因此出水流道能否可靠开启与关闭对机组的安全运行至关重要，否则会给机组的运行带来危害。 2、问题的提出 该站在机房的出水侧专门为快速闸门配套的液压站将压力油泵产生的系 统压力通过输、回油管路、单向阀、插装式控制阀组、单向节流阀、启闭机油缸等阀件构成油系统。在电磁换向阀、电磁球阀的控制下实现闸门的开起或关闭，闸门的开启速度通过调节单向节流阀实现。电磁换向阀、电磁球阀的控制指令来自液压站控制柜的现场PLC，而PLC程序的启动是通过主机开关的辅助触点来传递信号，使现场PLC能根据主机开关辅助触点的状态、快速门的开度情况执行已设定好的程序，进而完成快速闸门的自动开启与关闭。液压站及快速门的工作状态和运行参数通过光缆将数据打包后传送给上位机。也就是说快
自动化专业（控制）培养方案 培养目标 培养学生具有自动控制、系统工程、智能系统、自动化仪表与装置、计算机应用与网络、机器人、信息化技术等工程技术基础和专业知识，掌握自动控制系统分析与设计、研究与开发、集成与运行、管理与决策等基本理论和知识，树立较为全面的系统观念，具备在自动化及相关领域进行科学研究、技术管理、技术开发和知识创新的综合能力，造就具有扎实的自然科学基础、较高的人文社会科学素质、宽广的专业知识和较强的国际竞争力的复合型高级技术和管理人才；具有坚实数理基础、富有创新精神、专业知识扎实并具备实践能力，在相关专业领域具有国际竞争力的高素质本科人才。 培养要求 学生主要学习控制科学和自动化技术的基本理论与知识，掌握自动控制系统分析与设计、研究与开发、集成与运行、管理与决策等方面的基础理论和基本知识，在工业控制、系统工程、自动化仪表、智能系统、计算机应用、信息处理等方面受到专门知识和技术的基本训练，本专业毕业生应具备以下几方面的知识和能力： 1.系统地掌握自动控制科学与技术的基本理论、基本知识和发展动态； 2.树立全面的系统观念，具备分析问题和解决问题的基本能力； 3.具有信息系统设计、开发、集成及工程应用等方面的基本能力； 4.自动化工程设计能力较强，富有创新精神与良好的团队合作意识； 5.具有较好的人文社会科学素质和较强的组织管理能力。 6.具有较强的工作适应能力，具有在本学科进行一定的科学研究、科技开发、组织管理和知识创新的综 合实力。 专业核心课程 自动控制理论微机原理与接口技术现代传感技术和过程检测系统过程控制工程过程工程原理 自动化综合实验电路原理数字电子技术基础模拟电子技术基础 教学特色课程 双语教学课程：自动控制理论、过程控制工程、面向对象的编程技术 原版外文教材课程：自动控制理论、过程控制工程、无线传感器网络 综合型实验课程：测控系统设计与实践、自动化综合实验 自学讨论型课程：现代传感技术和过程检测系统、DSP系统设计、软件技术基础 研究型课程：自动控制理论 设计型课程：过程控制课程设计 计划学制4年毕业最低学分160+4+5 授予学位工学学士 学科专业类别电气信息类所依托的主干学科控制科学与工程 说明辅修专业：28学分，修读标“*”号的课程，以及在专业课程选修9学分。 双专业：47学分，修读标“*”号和标“**”号的课程，以及实践教学环节2学分，以及在专业课程中选修17学分。 双学位：59学分，修读双专业要求的47学分，以及毕业设计12学分。
崑山科技大學電機工程系 停車場閘門自動控制 (PLC做控制元件) 組別: 第三組 組長: U980J106 鄭天化 組員: U980J116吳信賢 組員: U980J117劉獻仁 組員: U980J130劉秉錞 組員: U980J131張中原 組員: U980J132謝幸錡 班級: 二電四A 指導教授: 張慎周老師 中華民國99年10月26日
目錄 目錄 (1) 圖目錄 (3) 表目錄 (4) 第一章前言 (5) 第二章專題製作步驟 (6) 2-1人員職掌分配 (6) 2-2自動停車場優點及缺點 (6) 2-3市面上停車場介紹 (9) 2-4進度規畫 (12) 第三章基本原理與設計方法 (13) 3-1 基本原理 (13) 3-2可程式邏輯控制器 (13) 第四章實作及程式模擬過程 (16) 4-1 硬體實作過程 (16) 4-2動作流程圖 (17) 4-3 程式階梯圖 (18)
4-4 停車場示意圖 (22) 第五章結論&預期成果 (24) 參考文獻 (25)
圖1 動作流程圖 (17) 圖2 程式階梯圖 (18) 圖3 程式階梯圖 (19) 圖4 程式階梯圖 (20) 圖5 程式階梯圖 (21) 圖6 停車場示意圖 (22)
表1 人員職掌分配 (6) 表2 進度規畫表 (12) 表3 材料表 (16)
第一章前言： 正規的停車場大多採用人工管理模式(礙於人會疲累誤差，人事成本等等現象)，不僅落後低效，亦十分煩瑣，而且受到自身限制較多，所以要達成更理想的管理模式，加入適當的人機管理可以大大的提升服務功能與效率，從商業立場上來看，更有降低成本取得更大的獲利空間，有見於科技的進步，許多的收費停車場日漸重視服務品質，無非也是想進一步地對消費者服務更多更好更貼切，目前台灣停車方式主要還是靠路邊停車方式，但是在台灣目前地狹人稠的情況下，不但使原有道路功能受阻礙，而且因為數量嚴重不足，違規停車情況嚴重。故自動化立體停車場的興建，是目前的趨勢。而自動化停車場的管理也是研究課題之一，使管理更容易、安全效率更高，也是格外重要。本專題一方面針對因此營造出一個具自動化的停車場，是本組所有組員所努力的目標。
船闸自动化控制方案 2015-09-01 船闸自动化控制系统采用现在主流的工业网络控制计算机、视频采集及处理、
现场智能仪器、光纤通讯等先进技术、采用分层分布式计算机监控结构，组成船闸计算机监控系统。系统能实现实时信息自动采集、传输、处理入库、动态监测监控、动态现场视频监视、远程数据传输、计算机系统故障自动恢复等功能, 可大大提高船闸的自动化管理水平。系统主要由水位传感器、闸门传感器、电机状态检测单元、现场摄像机、视频录像机、船闸手动集控屏、中控室工控机操作台等组成。系统采用现地触摸液晶屏和液晶显示器显示，手动控制和自动控制并存但相互独立，互为冗余备份，全部数据具备断电记忆功能，水位及闸门传感器采用绝对多轴角编码器，工作安全可靠。系统可长期安全可靠连续运行。 安全可靠和先进实用 除选择技术先进、实用、操作方便外，绝对可靠，能在汛期根据上下游水位有效控制闸门开度的自动控制系统。选择具有成熟和先进的分布式计算机控制系统。在生产过程中信息集中管理，操作可集中进行，也可现地进行，使控制危险分散，提高系统的可靠性。 信息分层管理和控制权限分级 本闸门控制系统分为两层，即主控层、现地控制层。 现地控制层根据采集到的信息自动或手动控制闸门设备按一定的程序可靠运行。 主控层负责信息的集中管理和监控，提供可视性人机界面，对系统进行远程控制，处理可能发生的故障和紧急状态，保持系统的整体协调。 现地控制层具有优先级，主控层其次。 系统的开放性和可扩展性 整个系统采用分层分布的网络结构，其网络通讯协议是国际公认的、开放的, 可
以很方便的对系统进行扩展和连接，系统的软硬件均采用模块化设计。使监控系统更能适将来功能的增加和规模的扩充。 经济性和可扩展性说明 在满足工程需要的前提下，选用性能价格比高的控制设备和控制软件。采用的设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可出最大限度地保护原有的硬件设备和软件投次，采用模块化结构，便于维护、检修和升级。同时，根据当前技术发展，采用一些先进的模块组合代替高成本的过时组合，最大地实现系统经济性和可扩展性。网络化组网接口说明 为实现区域化集中控制，预留标准以太网接口，以支持与远程控制终端的连 接，可实现经授权的多远程终端监测查看相关数据，可以同其它设备一起组成区域化测控网络。 系统完成的功能要求如下： 1、现地控制单元主要由LCU现地控制单元对船闸的上下游闸门的冲水阀的启闭，上下游水位、启闭机、电压电流数据的采集和各项动作是安全保护进行控制。 2、中控室计算机控制单元主要是有1-2台工业计算机加上计算机保护设备和通信设备组成，在计算机中安装想要的组态控制软件，实现对船闸的远程自动化控制。 3、视频监控单元是通过在船闸现在个关键点安装相应的工业摄像机，通过光纤汇集到中控室的硬盘录像机中，在监控拼接大屏中显示出来。实现对船闸各个关键点的实时监控和录像。从而保证远控船闸的安全。 4、船闸收费调度系统，是一个专门针对船闸设计的船舶收费调度软件。此软件不但可以记录通过船闸各船舶的信息，还可以打印相关票据，并且按照登记缴费的顺序和船舶的大小与闸室的大小进行合理的调度，提高船闸的通过效率。
550m2烧结机液压闸门控制系统概述 炼铁作业部耿丹 1概述 提高布料质量，对于改善料面的点火状况，降低能耗起着相当大的作用[1]。首钢京唐550m2烧结机利用烧结机圆辊上部安装的液压闸门实现了混合料的精确布料，保证了台车宽度方向上的烧结速度一致。 圆辊液压闸门安装于烧结机混合料仓下部，可实现大闸门（200mm行程）和6个小闸门（50mm行程）开度的自动调节，用来调整混合料的下料量，现场设备如图1所示。大闸门由2个液压执行器控制，同步调节。6个小闸门附着在大闸门上，由6个液压执行器控制，单独调节。液压闸门系统能够实现闸门位置的实时调节、反馈、锁死并能够实现闭环控制。 图1 液压闸门现场设备图 2工作原理 2.1工作原理 液压闸门系统的工作压力为18.0 MPa，由2台90/45-200液压系统(带位移传感器、比例阀组、液压锁、单向节流阀) 和6台50/28-50液压系统(带位移传感器、比例阀组、液压锁、单向节流阀)的位置控制、液压站（含2台电动液压泵(一用一备)、滤油器）、1套PLC 控制柜及系统内相关的管路（连接件）等组成，液压原理图如图2所示。 2.2工作过程
1、手动开启油泵（主、备可选），PLC自动控制液压系统的压力，同时检测系统故障，即时报警。 2、大闸门控制。大闸门由南北两个油缸同步控制，现场有“自动”和“手动”两种选择方式，选择手动时，当任意按下油缸缩按钮，油缸提升打开闸门，当任意按下油缸伸按钮，油缸伸出闸门关闭；选择自动时，两个油缸检测同一个设定开度输入信号实现自动同步，控制大闸门到指定位置。大闸门自动控制时设有同步过程，当两个油缸位置偏差较大时，较慢的油缸加快速度以实现同步，若位置偏差超出一定范围时则停机报警，并输出大闸门故障信号到PLC控制系统。 图2 液压系统原理图 3、小闸门控制。当液压泵站开启后可进行小闸门的控制，小闸门共6个，可分别选择手动或自动控制。选择手动时，按下控制柜上的开按钮，PLC输出开信号到比例调节阀，闸门开启，按下关按钮，闸门关闭；选择自动时，此时PLC接收中控室的设定开度信号，自动输出比例调节阀控制信号，将闸门调整到指定位置。小闸门在一定的时间（20秒）不能调节到位便停止工作并输出小闸门故障信号到PLC控制系统。 3重要组成部分描述
2015年全国高等院校工程应用技术教师大赛 项目方案设计书 参赛项目可编程序控制系统设计及应用 赛项编号AS2 参赛题目小型水库泄洪闸门启闭机监控系统实训模型研发选手姓名游张平 年月日
内容提要 FXPLC实验组件：配置三菱FX3U-48MT/ES-A PLC，内置数字量I/O（24路数字量输入/24路晶体管输出）；FX0N-3A模拟量模块（2路模拟量输入/1路模拟量输出）；FX3U-485-BD 通信模块；FX2N-32CCL CC-Link通信模块；将PLC输入输出端子外接安全插孔，在输入端配有钮子开关、输出端配有透明继电器，配套SC-09编程电缆。 变频器模块：配置FR-D720S-0.4kW变频器，功率0.4kW，AC220V供电，带有RS485通信接口及基本操作面板, 将变频器所以输入输出端子外接安全插孔。 开关量控制模块：十字路口交通灯、自动售货机、四层电梯 温度、光电控制模块：温度控制：由驱动模块、电加热器、温度变送器、温度传感器、温度表及测温触发按钮等组成。光电控制：由调光触发控制电路、色标传感器、多种颜色板、直流电机驱动电路、移动滑轨等组成。 触摸屏模块：7英寸彩色触摸屏TPC7062KX PLC编程GX Works V ersion 1.77F 三菱 HMI设计MCGS嵌入版7.2 昆仑通态 上位机监控设计MCGS 6.2 昆仑通态
一、项目立意及可行性分析 1.1 项目立意 （包括工程应用系统或教学实验系统的项目价值、项目需求分析、项目可行性分析、项目效益分析等。然而可以不全包括，也可不仅限于此） 我国拥有959.69 万平方公里的国土面积，不仅地域及其广阔，而且山川河流众多致使地形也非常复杂，地处北温带，气候为亚热带季风，这些地理条件致使我国是一个洪灾多发的国家，每年的大小洪灾直接威胁着人民的生命安全并带来了巨大的财产损失。 1975 年发生在驻马店的水库溃坝事件，致使被淹耕地高达1100 万亩，受到此事件影响的人达1100 万人，2.6 多万人死亡，造成近100 亿元的经济损失，该事件成为了全世界最大的垮坝惨剧。像这些给我国人民和财产带来巨大损失的洪灾事件还有很多，比如发生在1989 年的辽河水灾、1991 年华东地区的洪涝灾害以及1998 年长江、松花江以及嫩江流域特大洪水。由于多年来我国政府对防洪减灾工程建设的高度重视，兴建了许多水利工程用来预防洪涝灾害。 然而，一直以来,泄洪闸闸门控制系统存在如下问题： （1）闸门启闭速度固定，不能及时缓解汛情。泄洪闸闸门的开启和关闭,大部分都由电动机驱动,工作过程完全由人工操作控制,工作效率低,可靠性不高;且闸门的开关速度固定不变,在流量、水位发生变化的情况下,无法根据实际情况自动调节开关闸门的速度,易发生危险;尤其在流量突发短时增大的情况下,不能及时把门打开,无法有效地完成泄洪任务。在这种控制方式下，如果遇到紧急汛情时会面临闸门启闭不及时的情况，导致不能及时缓解汛情。 （2）采用继电器控制方式，故障率很高。传统泄洪闸常采用继电器电路系统,依靠触点的机械动作实现控制。这种方法使用了大量的中间继电器、时间继电器,由于触点接触不良,容易出现故障,并且工作效率低,机械触点的抖动现象也可能会造成逻辑错误，致使整个系统的效率低能耗大,故障率很高.。 为了更好地解决上述问题,在原有的泄洪闸闸门启闭机控制系统的基础上,提出利用可编程逻辑控制器(PLC)、触摸屏及变频调速技术对闸门启闭机实时监控与故障报警,并结合水位开关信号对泄洪闸门启闭机的启闭速度进行自动控制。该方案利用现代电子技术和自动控制技术取代传统的机械结构,有效地提高了系