PLC在水电工程液压启闭机控制系统中的应用.pdf

2 闸门液压启 闭机概 述及 工作机理 闸门启闭机作为水电站的重要机电设备之一 ，一般 应用于控制整个枢纽工程大坝泄洪闸门、进水 口引水 闸 门的开启、关闭和控制开度。闸门启闭机分类主要有 按闸门动力传送方式可分为机械传动和液压传动 ，机械 传动又分为皮带传动、链条传动、齿轮传动和组合传动， 液压传动可分为油压传动和水力传动；按启闭机 的安装 状况可分为 固定式 和移 动式 。 目前 ，大多 数水利 枢纽 工 程主要采用液压启 闭机控制 闸门。 液压启闭机是指利用液体的压力能来传递能量，从 而控制闸门的开启或关闭。它包括液压传动系统和电气 控制系统，由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及 附 件、电气柜及操作台等五部分组成。其工作原理是液 压泵把原动机输 出的机械能变为液体压力能，经过油管 道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞杆把液体 的 压力能转变为工作机的机械能，从而驱使闸门完成开启 或关闭等动作。 3 工程 实例 3 ． 1 工程概 述 泰可泽水 电站位于非洲埃塞俄 比亚西北地 区尼 罗 河的支流 Te k e z e 河 中游 ，距埃 塞俄 比亚和厄 立特里 亚边境约 1 2 0 k m，距埃塞俄 比亚北部最大的城市麦克 雷 Me k e l e 直线距离约 8 0 k m。该工程 以发 电为主 ， 兼顾防洪 、灌溉等用途 ，电站装机 容量 3 0 0 MW。主 坝 为混 凝 土 双 曲拱 坝 ，最 大 坝 高 1 8 8 m。 金 属 结 构 主 要 包括 导 流洞 阀帽 门 、大 坝深 孔 弧 门和 定 轮 门 检 修 门 、进 水 塔 双 向 门机 和定 轮 门 快速 检 修 门 ，所 有 闸门均 运用 液 压 启 闭 机 进行 操 控 ，采 用 P L C控 制 系 统 。 3 ． 2 GE V e r s a Ma x系列 P L C在液压启 闭机控制 系统 中的应 用 3 ． 2 ． 1 简 介 Ve r s a Ma x系列 P L C提供分布式 I ／ O，基于 P C的体 系结构拓宽 了 P L C，具有大 型 P L C的特性 ，以及丰 富的 I ／ O模块和可选模块，带有网络接 口，能够灵活地连接到 其他网络。 Ve r s a Ma x P L C C P U I C 2 0 0 C P UE 0 5是 Ve r s a Ma xP L C系列 的其中之一。C P UE 0 5作为系统控制器 最 多可支持 6 4个模块 、2 0 4 8个 I ／ 0点 ，1 2 8 k B可配 机 电设备制造 安装 置内存 ，两个 串 口 RS一2 3 2和 RS一4 8 5用于 串行 通 信 。C P UE 0 5还提供一个 内置以太 网接 口，R S一2 3 2 串 口可以配置为本地站管理器提供访问以太 网接 口诊 断信息的接 口。另外 ，C P UE 0 5和 E Z程序存储设 备 兼容 ，E Z程序存储设备用 于在没有 编程 器和编程 软 件 的情况下写 、读 、更新 ，检查程序、配置和变量表 数据 。 3 ． 2 ． 2 应用 图 2为本工程闸门液压启闭机电气控制系统示意图。 该电气控制系统，采用 自动控制和手动控制两套完全分 离 的控 制方 式对 油泵 电机 、液压 泵站 进行控 制 ，从 而完 成闸门的启闭工作。 在现地控制柜 的操作面板上 ，配有系统控制方 式 的选择开关 自动控制 现 地 自控和远控 、手动 控 制 。在 正常 状 况下 ，系统 控 制方 式 为 自动控 制 。 自动 控 制 状 态下 ，整个 控 制 系统 以 P L C为 核 心 进行 工 作 。 根 据 现 地 远 方 中控 室 开 门、关 门 指令 ，通过 P L C 自动实现油泵电机 的启停 、轮换 以及相应 电磁阀的通 断控制 ，完成 闸门的开 、关 流程。同时，油泵 电机、 液压泵站的各种保 护和故障信 号将 由 P L C接收 ，进 而在触摸屏上显示 或通过 以太 网传 输到微 机监控 系 统 ，以实现智能 自动与手动相结合操纵液压启闭机控 制 系统 ，从 而 及 时 、准 确 地 控 制 闸 门 的 开 关 和 闸 门 开 度 。 图 2 闸 门液压启 闭机 电气控制 系统 示意 图 4 结束 语 P L C技术应用于水电站闸门液压启闭机控制系统中， 不仅提高 了水 电站 闸 门运 行 与维 护 的可靠性 、安全 性 和 自动化水平 ，而且通过微机操作实现全程监控操作和运 行管理，减少操作人员数量，提高工作效率，节约电站 的运行维护 费用 。随着 P L C技术 不 断 的智能 化 和完 善 ， 以及配以完备的通信设备 ，P L C控制系统将会广泛应用 于水电站其他机 电设备安装和运行管理及其他行业领域 的工业控制 。 6 7