李正权

摘 要 根据当前我国PLC控制技术的应用情况来看，该技术因为易操作、成本低等特点被广泛应用于各行各业中，电气行业也不例外。针对船闸电气控制系统而言，PLC控制技术的引进能够对该系统不断优化，提高电气控制系统的质量与效率，进而促使相关活动得以顺利开展，提高水利枢纽工程的运行效率。本文主要内容研究了船闸电气控制系统中PLC控制技术的应用，希望能为我国船闸电气控制系统的运行有所启示。

关键词 PLC控制技术;电气控制系统;船闸

前言

京南水电厂船闸电气控制系统工程采用以计算机监控为主、常规监控为辅的电气控制系统。系统的总体设计原则是：实用经济、安全可靠、技术先进、易于维护。京南船闸电气控制系统采用分层分布式系统结构，分集中控制层和现地控制层。PLC控制技术的应用使得船闸集中控制层通过船闸控制系统操作员工工作站或工程师工作站实现对整个船闸设备进行监控和操作，以便能够及时发现船闸电气控制系统的运行问题，在短时间内有效解决，为船闸电气系统的正常运行提供保障。

1工程案例

京南水电厂位于桂江流域下游，是一座以发电为主，旅游、水产养殖以及灌溉为辅的水利枢纽工程。根据该工程项目中的京南船闸航道设计情况来看，年通航过闸能力为100万吨。京南船闸共配置了2面PLC控制柜，2面动力柜、1面网络柜等，分别在上下闸首二楼的右岸安装了一面PLC控制柜，在上下闸首的左岸安装了一面动力柜，左右岸的机柜间通过硬接线进线连接。网络柜、低压配电柜及操作员站安装于上闸首右岸的三楼中控室内。

2PLC控制技术在船闸电气控制系统中的实践分析

2.1 集中控制层功能要求

（1）数据采集和处理

在船闸电气控制系统当中应用PLC控制技术时，需要通过以太网将现场有关PLC的数据信息进行收集与处理，将处理过后的所有信息数据都集中到系统数据库当中供工作站使用[1]。

（2）实时控制

PLC控制技术在船闸电气控制系统中的应用，能够实现对系统的实时监控。在此过程中，工作人员通过计算机设备等对船闸操作系统进行远程控制。在此需要注意的是，并不是PLC控制技术的应用可以完全代替手动控制，所有在系统中的设备都需要采用手动操作、自动操作两种方式，两种方式不相同，但是可以进行相互切换[2]。

（3）安全运行监视

在对电气控制系统开展安全运行监视工作时，主要分为状态监视、过程监视、异常监视三种。所谓的状态监视指代的是对船闸电气控制系统中的监控对象状态进行显示。过程监视是对船闸电气控制系统中的所有设备运行过程进行监控。异常监视指代的是在监控过程中，一旦系统当中出现错误、故障等问题时能够及时发出警报，进而在相关设备中进行显示，缩小故障范围，以便工作人员及时处理。

（4）事件顺序记录

一旦船闸电气控制系统当中出现故障，PLC控制技术可以对其及时记录与保存，记录内容有设备名称、状态描述等，为后续故障维修活动提供强有力的信息支持[3]。

（5）生产管理

PLC控制技术在船闸电气控制系统中应用时，要对有关人字门、平板门、油泵运行情况进行记录，可以以表格、图形、数字等形式显示。具体内容有船闸上、下游和闸室水位显示、船闸上下游人字门、平板门状态显示、计算机监控系统框图、各人字门、平板门操作流程图、各种事故、故障统计表等，以更新修改各种文件，人工置入各处缺漏的数据，输入各种控制命令等，以监视和控制各种设备及电气设备的运行[4]。

（6）数据通信

船闸电气控制系统设备间通信即主控级与现场控制级单元之间的通信采用以太网结构。

2.2 系统控制模式要求

船闸监控系统控制权分“现地/远方”控制，控制方式分为“手动/自动”控制。现地LCU控制柜均配备控制权限和控制方式的操作按钮，通过切换开关实现对船闸人字门和平板门的现地手动、现地自动及远方自动三种控制的操作。船闸人字门和平板门的所有操作必须要求经过硬接点进行操作闭锁，防止误操作。船闸控制系统的工作模式通过现地LCU控制柜上的“现地/远方”和“手动/自动”选择开关进行選择。

当选择开关转在“远方”和“自动”位置时，船闸控制系统的控制权则移交给远方操作员工作站进行远方监控操作，操作人员可在船闸控制室对船闸人字门、平板门和液压泵进行远程操控;当选择开关转在“现地”和“自动”位置时，通过设置在现地LCU控制柜上的按钮实现人字门、平板门和液压泵进行自动操控，船闸上闸首和下闸首分别实现“现地自动”控制，船闸现地自动统一在船闸右侧闸室实现，船闸左侧不设置“现地自动”控制;当选择开关转在“现地”及“手动”位置时，船闸控制系统将完全脱离PLC和上位机监控系统，通过现地LCU控制柜上的按钮直接对船闸人字门、平板门和液压泵进行现地手动操控，此时对船闸人字门和平板门的控制完全依赖于现地柜内的硬布线控制。

所有现地柜及集中控制室均设有紧急停机按钮。发生紧急情况立即按紧急停机按钮停机。船闸人字门底枢和顶枢润滑油系统要求实现远方自动加油和现地手动加油。可以实现与人字门开关同步启动润滑油泵，也可以手动启动油泵加润滑油。

3结束语

综上所述，结合当前我国京南水电厂船闸航道运行情况来看，想要将PLC控制技术有效应用到船闸电气控制系统当中，需要结合工程项目的实际情况，做好数据采集处理工作，为后续实现控制提供强有力的信息支持，此外，工作人员还需要结合系统控制模式的实际需求，合理应用自动操控与手动操控，为船闸电气系统运行提供保障。

参考文献

[1] 刘伟林.浅谈船闸自动控制系统——PLC干扰源的控制[J].物流工程与管理，2016，262（4）：179-181.

[2] 董龙虎.基于PLC技术在机械电气控制装置中的实践与探究[J].建材与装饰，2019，573（12）：240-241.

[3] 颜廷雪.探究船闸PLC电气系统中的故障原因与维护处理技术[J].江苏科技信息，2019，（13）：58-60.

[4] 葛昆.PLC技术在机械电气控制装置中的应用实践研究[J].内燃机与配件，2019，（3）：192-193.