- 水利水電控制
水利控制說明:
水利樞紐工程節(jié)制閘液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，同步誤差的形成， 以及基于s7—300型PLC系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計方法。
主要組成：
液壓啟閉機,液壓同步,PLC；系統(tǒng)重要組成部分，其中節(jié)制閘為二孔一聯(lián)整體式結(jié)構(gòu)，單孔凈寬12米，閘項高程10．3米，底板高程一1．O米。節(jié)制閘閘門采用露頂式實腹鋼粱平面鋼閘門， 門底高程一1．O米， 門頂高程9．O米。門寬12．66米。啟閉機采用倒掛式液壓啟閉機。根據(jù)液壓啟閉機運行實踐表明：單吊點閘門啟閉技術(shù)已非常成熟，而雙側(cè)傳動的液壓啟閉機的同步控制，仍然是水利水電技術(shù)研究方面的一個重要課題。在各設(shè)計院和制造廠的努力下，大部分閘門的同步控制是成功的，但也有一部分雙吊點閘門， 尤其是大中型寬跨度的液壓啟閉機雙缸同步問題未獲得根本解決，從而導(dǎo)致閘門傾斜卡死，甚至吊點拉脫，造成閘門失事。而我們九曲河樞紐工程的節(jié)制閘就是采用雙吊點且為大中型寬跨度的液壓啟閉機系統(tǒng)，其雙缸同步控制系統(tǒng)必須得到根本解決，我們引入了可編程序控制器(PLC)作為控制核心，保證了閘門能夠長期平穩(wěn)的運行。 同費氓麓的形成 ： 在水利工程中使用的液壓啟閉機同工程機械相比有其特殊性。首先液壓啟閉機所操作的不是自由懸掛的重物，而是沿著導(dǎo)向門槽作上下移動或者是繞著支鉸作旋轉(zhuǎn)運動的閘門。因此閘門作為牽引構(gòu)件上的載荷，不僅取決于閘門重量，還在很大程度上取決于運行阻力的大小。而且這些阻力又是不穩(wěn)定的，因為它與水封和支撐行走機構(gòu)摩擦表面的狀態(tài)密切相關(guān)，如內(nèi)外水位差，泥沙淤積，建筑垃圾和各種漂浮物落入門槽，以及埋沒部件結(jié)冰等都會使運行阻力大大增加。此外，在水中操作閘門，載荷的大小還隨著閘門的開度而變化的動水壓力有關(guān)。這些載荷的變化使雙缸承受負載不同，根據(jù)壓力— — 流量關(guān)系，承載大的液壓缸比承載小的液壓缸速度慢。同時，從系統(tǒng)本身來講，下列因素也是造成不同步的原因。兩油缸不是安裝在同一閘墩上，這就產(chǎn)生了安裝幾何誤差。雙缸運動副摩擦力不同，由于雙缸的制造精度不同，安裝時的運動副摩擦力也不相等，摩擦力大的液壓缸運行慢：液壓系統(tǒng)的內(nèi)外泄露和壓縮不可能相等；油管長度和彎頭數(shù)目的不同將造成雙缸沿程阻力的不相等；長時間運行使液壓缸的工作特性發(fā)生變化，而兩缸的工作特性變化不可能相同等等。2系統(tǒng)構(gòu)成解決雙吊點液壓啟閉機系統(tǒng)不同步問題就是在上述因素對系統(tǒng)影響不可避免的情況下，如何利用PLC來實時控制液壓啟閉機雙缸同步精度。
如圖所示為液壓系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)采用二臺型號為YYB2255—4， 功率為37KW的異步電動機帶動變量液壓泵為系統(tǒng)供油，且液壓泵電機組采用一用一備工作方式。2．1硬件設(shè)計： 主要包括下位機和上位機的硬件，共同構(gòu)成～個小型控制系統(tǒng)。如圖1.下位機和上位機之間通過MPI協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，PLc中央機架和擴展機架之間通過IM360和IM361接口模塊進行連接。由于特殊的工藝特點，經(jīng)充分論證選擇了SIEMENS公司的SIMATICS7—300系列PLC作為控制核心。s7—300系列是模塊化小型PLC系統(tǒng)。能滿足中等性能的要求。主要有以下特點：觸摸操作屏$7-300站圖 1
1)大范圍的各種功能模塊，可以滿足和適應(yīng)自動控制任務(wù)；
2)簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)功能；
3)控制靈活，可靠性高，方便用戶；
4)CUP處理速度快，集成功能強；
5)當(dāng)控制任務(wù)增加時，模塊擴展方便靈活。液壓啟閉機系統(tǒng)輸入信號主要有手動／自動／遠程控制開關(guān)量的輸入，系統(tǒng)壓力傳感器的輸入，油泵電壓輸入，開度傳感器的輸入，超差信號的輸入及報警信號的輸入等。既有模擬量的輸入又有開關(guān)量的輸入。
根據(jù)液壓啟閉機系統(tǒng)的控制要求和被控制器的特點，可充分利用s7—300的系統(tǒng)資源，s7—300可編程控制器的硬件配置如下：
1)電源模塊：PS307，通過背板總線向各模塊供電，輸入電壓為120／230V／AC，可提供輸出24V／DC電源。
2)CPU3l3一lAD03，64kb-E作存儲器， 負載存儲器集成96kbRAM，最大可以擴展512kb，MPI接口可以與OP7／DP操作面板進行通訊主要用來執(zhí)行用戶程序，控制i／o模塊和與上位機通訊。
3)SM321數(shù)字量輸入模塊：16點輸入。
4)SM321模擬量輸入模塊：8通道隔離輸入。
5)SM322模擬量輸出模塊。
6)SM322數(shù)字量輸出模塊：16點輸出，24V／DC。
7)SM338型智能計數(shù)模塊；
8通道，用于通用計數(shù)和測量任務(wù)，可實現(xiàn)超差檢測，并具有比較功能以及故障中斷處理功能8)cP通訊處理模塊，可以實現(xiàn)PPI通訊Pp9)OP7／DP鍵盤顯示及觸摸屏，一個RS232通訊接口可以與PLC，計算機，打印機連接，一個RS485接口可與PLC計算機連接。在控制系統(tǒng)的輸入電路中，由壓力變送器檢測到實時液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力，輸出4-20mA的壓力信號，經(jīng)過IC7轉(zhuǎn)換為0—5V的電壓信號，送入到2)事件處理子程序事件處理子程序包括正常停機子程序， 安全停機子程序，緊急停機子程序， 自動啟動子程序，手動啟動子程序，檢修啟動予程序， 糾偏計算子程序，繼電器控制子程序，定時中斷程序等。繼電器控制器子程序主要完成油泵的運轉(zhuǎn)和停止控制，通過糾偏計算子程序不斷計算兩個液壓缸是否同步，當(dāng)糾偏量不為零時，對系統(tǒng)進行糾偏，對速度快的油缸停止供油，當(dāng)油缸同步時再同時供油。在定時中斷程序中，要實現(xiàn)內(nèi)外水位的監(jiān)測與比較，當(dāng)水位差達到設(shè)定值時， 自動啟動子程序啟動。3)硬件中斷程序由于選用了具有中斷能力的數(shù)字量和模擬量輸入模塊，所以當(dāng)硬件檢測到現(xiàn)場信號發(fā)生時(發(fā)生故障)，便自動執(zhí)行硬件中斷處理程序塊(OB40)根據(jù)故障等級，在OB40中執(zhí)行正常停機， 安全停機或緊急停機，從而保證故障及時得到處理。4)安全保護設(shè)計為保證整個液壓啟閉系統(tǒng)的安全，可靠運行，安全保護環(huán)節(jié)應(yīng)該在軟件和硬件兩方面進行，油泵電機的硬件安全設(shè)計按照faile—safe原則進行設(shè)計，即當(dāng)控制系統(tǒng)失效時，為保證油泵電機的安全，島后一級的保護措旎是安全鏈機械保護。安全鏈主要有一個類似與門的雙路輸入多路輸出繼電器構(gòu)成控制核心。安全鏈回路由DC24V供電，經(jīng)多個閉合觸點組成。這些組成安全鏈的常閉觸點包括緊急停機，壓力超上限開關(guān)，壓力超下限開關(guān)。安全鏈的多個觸點均為常閉觸點，只要其中一個觸點斷開，安全鏈就將失效，切除所有執(zhí)行機構(gòu)的電源，所有執(zhí)行機構(gòu)將全部停止工作。必須在故障排除以后，給安全鏈復(fù)位，系統(tǒng)才能正常工作。3結(jié)束語實踐證明，將PLc引入液壓啟閉系統(tǒng)，成功解決了雙缸同步的問題，且控制方便，可靠性高， 結(jié)構(gòu)簡單， 易于實現(xiàn)計算機直接控制。石化工程控制說明：
生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要獲取工業(yè)現(xiàn)場各生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)并存儲，繪制分析曲線和制作生產(chǎn)報表。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是綜合了設(shè)備接口技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和信息管理技術(shù)等的成果，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的堅實的理論基礎(chǔ)。系統(tǒng)的組成主要包括：上位機系統(tǒng)、下位機系統(tǒng)和系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)，下面分別做詳細介紹。
系統(tǒng)功能及特點：本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，是以上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一部分，主要功能有：工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)歷史保存，實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表查詢、報警信息查詢、報警處理、故障排除、曲線和棒圖繪制。與企業(yè)EMS系統(tǒng)連接。 系統(tǒng)上位機采用工控機和組態(tài)軟件，軟件主要功能詳細描述如下：1.可視化易操作的用戶界面以及美觀的圖形化系統(tǒng)設(shè)計，易操作、易管理的HMI界面，主要完成數(shù)據(jù)瀏覽和其他運行畫面的切換。
2.完善的用戶管理和方便實用的安全性設(shè)置 用戶可以建立不同級別多個用戶，級別和用戶名分別對應(yīng)于系統(tǒng)中的變量，利用這兩個變量的值可以自由設(shè)置操作權(quán)限。
3.實時和歷史趨勢曲線顯示 可以很形象地反映當(dāng)前時間段中各變量的變化趨勢，及同畫面下不同變量的趨勢比較：
4.系統(tǒng)數(shù)據(jù)棒圖描述 更好地更形象地描述實時數(shù)據(jù)的大小，同類數(shù)據(jù)之間可以進行比較，以及判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)是否越限。
5.系統(tǒng)數(shù)據(jù)報表處理、查詢可以歸類地將同類型或有某種關(guān)系的變量形成一張報表，可以很方便地瀏覽實時數(shù)據(jù)的變化和比較不同變量數(shù)據(jù)的大小，以及歷史數(shù)據(jù)的查詢。
6.數(shù)據(jù)庫定時、定量存儲 根據(jù)需要和企業(yè)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析、處理及存儲，方便以后查詢，為以后查詢分析提供依據(jù)。