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三峡永久船闸现地子站电气控制系统原理是嘛

发布时间:2021-07-12 06:11:25 阅读: 来源:瓶体厂家

三峡永久船闸现地子站电气控制系统原理

摘要: 三峡船闸共设置24套现地子站电气控制系统,主要工作为控制操作本闸首的液压泵站、工作闸门、防撞装置和通航信号指挥设备。现地子站系统核心PLC由输入、逻辑和输出三部分组成,其基本控制原理是通过编程器将各种逻辑部件按控制工艺进行组合后达到所需逻辑功能,再按控制要求输出。PLC的实用性在三峡船闸无水、有水调试运行中得到了很好的验证。

关键词:船闸; 电气控制; 现地子站; PLC; 三峡工程

中图分类号:U 641.3 文献标识码:B

三峡双线五级连续船闸,在每线船闸两侧各布置1条输水廊道,各闸首阀门竖井内设置反向弧形工作阀门;在每线船闸的每个闸首两侧各设1个液压启闭机房,每个液压启闭机房设1个液压站,用于相应的人字工作闸门和输水廊道工作阀门的启闭操作。在每个液压站设1套现地电气控制站(简称子站),每线船闸设12套子站。两线共设24套子站,主要工作为控制操作本闸首的液压泵站、人字门工作闸门、输水工作阀门、防撞装置和通航信号指挥等设备。

1 现地子站控制系统原理框图

三峡永久船闸现地电气控制系统是一个较大型的工业控制系统,从安装的角度看,现地子站电气控按式(2)计算:制部分只是由4块盘柜组成,外形美观,操作简便,硬件模块、软件配置均能达到即插即用,但实际上其内部所包含的运行工艺却比较复杂。原理框图(图1)反应的是单个子站的运行原理,由于永船的所有子站均采用相同的PLC控制系统及机电设备,所以该图也全面具体地反映了三峡永久船闸整个现地子站系统的运行原理,主要包括以下几个方面的内容:

(1)电源配置;

(2)现地控制系统核心PLC;

(3)紧急关阀原理。

2 电源配置及动力设备

子站电控系统的总进线电源为双路400 V电源输入,1路投入为整个系统提供电源,另1路为备用电源,备用电源可在主电源中断时自行切换投入。二次回路的电源均采用安全、稳定的UPS供电方式,UPS的输入电源从三相电中抽出一相获得。UPS的电源输出主要是为现地系统提供AC220 V的控制回路电源以及为直流整流装置提供电源。其中直流整流装置为系统弱电回路及PLC模块提供DC24 V工作电压。

动力设备包括:两台比例泵电机M1、M2,功率均为90 kW;1台恒压泵电机M3,功率为75 kW。

3 现地控制系统核心PLC

PLC即可编程控制器(Programmable Logic Controller)作为三峡永久船闸现地系统的控制核心,它最大的特点是:结构简单,编程方便,可靠性高。

3.1 组成及原理

PLC由输入部分、逻辑部分、输出部分组成,凡是在两夹具之间的试样都会得到不同程度的拉伸变形其中逻辑部分由大规模集成电路构成的微处理器和存储器来组成。通过编程器来进行编制控制程序,将其内部的各种逻辑部件按照控制工艺进行组合后达到所要求的逻辑功能,最后按控制要求输出,这就是PLC的基本控制原理。由于它应用了计算机技术,实质上就是一种专用的计算机。PLC的主控单元是以CPU为核心,配上系统ROM以及RAM,再加上输入输出接口就构成了一个计算机系统,而其扩展单元仅仅是输入输出点数的扩大,它通过IM模块与主机单元相连接。

3.2 现地系统的PLC构架及特点

PLC主控单元构架:永船现地控制系统PLC采用的是德国SIMENS S7 417H系统,模块化程序设计,将各项控制功能及任务进行模块化划分,理清各个模块的输入和输出参数,以及各个模块之间的调用关系,这是保证系统安全可靠运行及提高控制指令响应速度的关键。

互为热备冗余、容错的两个PLC站通过两条光缆实现同步,分别安装在一个闸首的两侧。当互为热备的两个PLC站中的一个站作为主站工作时,该站可同时控制同闸首的两个子站工作,在光联同步模块同步作用下,从站的CPU的所有数据和工作状态均与主站CPU完全相同,但从站的输出被禁止。也就是说运行时只有一个子站的PLC控制信号输出,控制和操作该闸首两侧的人字门和输水阀门,而另一个子站的输出信号被禁止。当主站不能正常工作时,由系统无条件地将从站自动切换为主站,切换时间≤30 ms。在此切换时间内,采用事件同步的机理,实现主从站的完全无扰动切换。

PLC的输入输出单元: PLC I/O输入输出采取有选择冗余配置的方法,对双检测元件采用双输入点,其余采用单点输入;重要控制输出采用双输出点,其余输出采用单点输出。PLC的I/O输入输出信号各有两种,如下所示:

输入信号: 数字量DI 模拟量AI

输出信号: 数字量DO 模拟量AO

其中数字量输入信号DI即是对一些操同时又是1个技术组合与利用层面的研究课题作开关、行程开关或继电器的触点进行采集的开关量;模拟量信号AI则是对一些小电流量的采集,如电流变送器的电流信号、水位信号、油温油压传感器输出信号。

3.3 PLC通讯单元

3.3.1 子站与外界的通讯

现地子站系统与集控计算机系统以及现地各子站之间均通过冗余光纤络实现通讯,络采用工业以太双CP的拓朴方式,即每个CPU机架有两个CP板,并分别接入两个光纤维100 MB环,做到了通讯介质、通讯及链接全冗余,通讯模块配置方2、欧盟新标准是系列标准式均由系统自动识别,编程人员只须进行简单的参数设置,即可高效地实现PLC之间以及与上位监控系

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