【课件】闸门自动控制系统ppt

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（1）上位机功能①采集下位机（PLC）系统设备运行实时数据;②动态显示闸门操作过程（具有群控及单机控制功能）;③计算各闸门流量、合计流量;④具有闸门启、闭运行自动记录功能;⑤编制打印运行日志、月志、年统计表;⑥保留系统原手动操作功能;⑦建立实时数据库及历史数据库;⑧具有查询，报警功能;⑨具有良好的中文人机界面。

《机械原理课程设计》用于开关门的装置机械自动闸门摘要：随着社会的发展，人们在生活和工作中，对门体的需求越来越多，自动门已经被广泛应用在各个场所，如医院、学校、商店等。

自动门具有方便实用、安全可靠等优点。

自动门在社会的各个领域应用十分广泛，然而现有的自动门在运行中却存在着很多问题，主要表现在以下几个方面：目前用于自动门运行的动力主要是用电驱动，电动驱动的缺点是存在着启动和停止时的噪音大、结构复杂、安装维修费用高等问题。

本文研究了一种纯靠重力驱动的机械自动门，能够在没有电力的情况下通过铰链连接，重力传动使双摇杆式门实现门禁系统的功能，该门能在没有电力输出的情况下完成门的开关与闭合，大大减少了如普通电动驱动门在运行过程中的噪音产生，提高了车辆出入的便捷性，结构简单，解决了普通电动驱动自动门安装维修费用高的问题。

关键词：自动、重力驱动、双摇杆式引言机械自动门是一种广泛应用于各种建筑物的门禁系统，其工作原理是通过机械传动和控制系统实现门的自动开启和关闭。

自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。

自动门行业发展已日渐成熟，自动门是指：可以将人或车接近门的动作(或将某种入门授权)识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启，在人或车离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。

自动门分为：旋转门、弧形门、平移门、紧急疏散平移门、平开门、折叠门、快速门等多种类别。

一些中小型建筑及服务机构，如便利店、零售店、小饭店越来越多的行业开始采用这种便利性的自动门，从而引领企业为中低端自动门市场提供了广泛的需求。

分应用来看，全球自动门控制器主要应用于推拉门、两翼旋转门、三四翼旋转门以及其他门中，目前在自动门控制器的需求中，占比最大的是推拉门，占比47%;其次是两翼旋转门，占比27%;三四翼旋转门占比为20%，居第三位。

从目前市场情况看，自动门产品还主要应用于经济发达的东部及东南沿海地区。

PLC在闸门的自动化控制一、引言随着工业自动化技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）的应用日益广泛。

在水利工程中，闸门的自动化控制对于提高效率、减少人力成本和增强安全性具有重要意义。

本文将深入探讨PLC在闸门自动化控制中的应用，以期为相关领域提供参考和启示。

二、PLC在闸门控制中的应用背景传统闸门控制的局限性：传统的闸门控制方式通常依赖于人工操作，这不仅效率低下，而且在某些极端情况下可能带来安全隐患。

自动化需求增长：随着工业4.0和智能制造的推进，闸门的自动化控制需求显著增加，以适应现代化水利工程的高效运作。

PLC技术的优势：PLC作为一种通用工业自动化控制器，具有高可靠性、灵活性和易扩展性，为闸门自动化控制提供了理想的技术解决方案。

三、PLC的工作原理与选型PLC工作原理简介：PLC基于存储程序的概念，通过输入信号的读取、程序逻辑的执行和输出信号的生成实现对外部设备的控制。

PLC的选型依据：在选择适合闸门控制的PLC时，应考虑其处理速度、输入输出模块、内存容量、通讯接口以及是否支持所需的编程软件等因素。

四、闸门自动化控制系统的设计系统总体架构：闸门自动化控制系统通常由PLC、传感器、执行器、人机界面等部分组成。

输入输出设计：根据闸门控制的实际需求，合理配置输入输出模块，确保系统能够准确接收和输出信号。

通讯协议选择：根据现场实际需要，选择合适的通讯协议，如Modbus、Profinet等，实现PLC与各设备间的数据传输与控制。

软件编程与算法设计：依据系统需求，利用合适的编程语言对PLC进行编程，实现逻辑控制和算法优化。

五、系统调试与优化系统调试步骤：首先对硬件进行调试，确保各设备正常工作；然后进行软件调试，检查程序逻辑和功能是否符合设计要求；最后进行联调，确保整个系统协调工作。

性能优化方法：通过调整程序算法、优化硬件配置和提高系统稳定性等手段，不断改善系统的性能。

六、PLC在闸门控制中的优势与局限优势分析：PLC在闸门控制中表现出高可靠性、强大的数据处理能力和灵活的扩展性。

气动闸门的控制系统原理
气动闸门的控制系统原理是通过控制气源和气控阀对气动闸门进行开启和关闭控制。

具体原理如下：
1.气源部分：气源是将压缩空气转化成液压能量的一个设备。

在气源部分中，通过一个空气压缩机将空气压缩至一定压力，再通过减压阀调节后送至气控阀，以控制气动闸门的开闭动作。

2.气控阀部分：气控阀是通过控制气压动力来控制气动元件的开闭状态。

气源送来的气体通过气控阀的内部构造，可以产生不同方向、不同控制信号的气流，从而控制气动闸门的开闭状态。

3.信号控制部分：信号控制部分是将人工操作或自动控制数据转化为气动阀的开启和关闭信号，控制气源的压力以及控制气动闸门的开闭状态。

总之，气动闸门控制系统的原理就是通过气源产生压力，并通过气控阀的开关来控制气动闸门的开闭状态，实现闸门的自动开闭控制。

拍门闸门的工作原理
门闸门是一种常用于公共场所的自动门控制系统。

它通过控制电机和液压系统来实现门的开关。

下面是门闸门的工作原理：
1. 传感器检测：门闸门通常使用红外线或超声波传感器来检测门口是否有人或物体。

当有人或物体靠近门口时，传感器会发送信号给控制系统。

2. 控制信号：控制系统接收到传感器的信号后，会发送控制信号给电机和液压系统。

控制信号会告诉电机应该启动并启动的方向。

3. 电动驱动：电机会通过传动装置（如齿轮或链条）将机械能转化为动力。

这个动力会推动门的开关。

4. 液压系统：液压系统一般用于大型门闸门，它通过控制液压缸的液压传动来实现门的开关。

当控制系统发送信号给液压系统时，液压系统会释放或添加液压力来驱动门的移动。

5. 安全保护：门闸门通常配备有安全保护装置，如反向传感器或反相器。

当门遇到阻力或有异常情况发生时，这些装置会立即停止门的运动，以避免伤害人员或损坏物体。

总结：门闸门的工作原理是通过传感器检测门口情况，控制系统发送信号给电机和液压系统，电机或液压系统通过动力推动门的开关。

安全保护装置可以保证门在异常情况下停止运动。

钢铁制水闸门的自动化控制系统设计随着工业的发展和技术的进步，钢铁制水闸门在水利工程中的应用越来越广泛。

为了提高水闸门的操作和控制效率，保证水闸门的安全稳定运行，自动化控制系统的设计变得非常重要。

本文将从控制系统的整体设计、硬件选型、软件开发以及系统的优化等方面进行详细介绍。

一、控制系统的整体设计钢铁制水闸门的自动化控制系统设计需要考虑到实际工程的要求和现有技术的可行性。

首先，应根据闸门的尺寸、工作环境和操作要求确定控制系统的整体方案。

一般来说，控制系统可以分为三个层次：传感器和执行器层、控制层和监控层。

在传感器和执行器层，需要选择合适的传感器和执行器来实现对闸门位置、速度、力度等参数的测量和控制。

常用的传感器包括位移传感器、速度传感器和力传感器等，执行器则可以选择液压或电动驱动等。

在控制层，需要设计合适的控制算法和控制器来实现对闸门运动的控制。

控制算法可以分为位置控制、速度控制和力控制等。

控制器可以选择PLC（可编程逻辑控制器）或微控制器等。

在监控层，需要设计出人机界面和数据采集系统来实现对闸门状态和运行情况的监控。

人机界面可以选择触摸屏或键盘显示器等，数据采集系统可以选择数据采集卡或通信模块等。

二、硬件选型在硬件选型方面，需要根据实际工程的要求选择合适的设备和元件。

首先，需要根据传感器和执行器的种类和数量来选购合适的设备。

其次，需要根据控制算法的复杂度和计算要求来选购合适的控制器。

最后，需要根据监控系统的功能和通信要求来选购合适的人机界面和数据采集系统。

在硬件选型过程中，需要注意设备的可靠性和兼容性，以及供应商的信誉和售后服务等因素。

同时，还需要考虑设备的成本和功耗等因素，以保证整体控制系统的性价比和可持续发展。

三、软件开发钢铁制水闸门的自动化控制系统设计的软件开发需要包括控制算法的实现、界面设计和数据处理等方面。

在控制算法的实现方面，需要根据闸门的工作特点和控制要求来编写相应的程序。

根据需要，可以选择使用 ladder diagram（梯形图）、structured text（结构化文本）或 C/C++ 等编程语言来实现控制算法。

1、基本概况工程概况集中控制柜控制闸门为6孔螺杆式启闭机。

设计依据GB6162 《抗干扰国家标志》GB3453 《数据通信基本型控制规程》GB3454 《数据终端DTE和数据电路终端设备DCE之间的接口定义》GB2318 《操作系统标志》GB2887 《计算机现场技术要求》GB7450 《电子设备雷击保护规则》GB7260 《不间断电源设备》GBJ138 《水位观测标准》DL/T578 《水电厂计算机监控系统基本技术条件》IEEE 《电气和电子工程师协会标准》GB50171 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GBJ42-81《工业企业通信设计技术规定》GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》GB/T16676-1996《安全防范工程设计规范》《公共安全防范工程管理暂行规定》全部监控设备均按照有关规范、规定、标准、总体设计报告中的有关技术指标进行，当技术指标、规范标准之间有差异时，按技术要求高的标准执行。

施工期间如遇国家有关规程、规范的修订或新的规范颁布，则以新的规程规范为准。

设计原则系统设计时遵循下述原则：1、控制系统简单可靠，高度冗余，操作灵活，维护方便。

2、系统采用成熟的、高可靠性的光纤以太网作为系统的控制网络，以光纤作为传输介质，同时以高可靠性的工控机、PLC作为控制核心。

3、充分体现系统的先进性，并且把设备的长期可靠运行放到第一位，系统配置和设备选型符合计算机及PLC发展迅速的特点，充分利用计算机、网络领域的先进技术，使系统整体性能达到当代先进水平。

4、人机接口功能强大，操作方便、简单。

5、采用模块化结构设计，便于维护和系统升级。

6、结构设计新颖、美观，充分体现先进性。

7、系统的设计和制造完全符合规范和国家相关标准。

8、选用的设备可靠性高、适应恶劣环境且系统防雷抗干扰能力强。

环境条件a.室内环境(监控中心、启闭机等)：运行温度为50C～400C，相对湿度为30%～90%。