靈寶市某橡膠壩控制系統

橡膠壩控制系統的基本結構可分為四部分：

第一部分，由計算機和實時監控軟件組成的上位機監控管理系統；第二部分，由PLC（可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller）、軟件及其外圍部件組成的下位機控制系統；第三部分，則以橡膠壩壩袋本體為主，各種電動蝶閥、風機等為輔組成的外圍設備系統；第四部分是以Rs一485總線為基礎的上位機和下位機通信系統。

其中，上位機控制系統以一臺工業控制計算機為主體，其上的實時監控軟件具有實現控制系統的參數設置、工作狀況顯示、運行控制、數據統計和歷史記錄查詢等功能，實時接收各下位機采集的壓力等運行數據、記錄各個壩袋的運行情況，全面監控橡膠壩控制系統的整體運行情況。

下位機控制系統則是由PLC及其外圍部件組成的單個閥門控制器或風機控制器。通過采集各種所需信息，PLC可根據設定程序控制閥門和風機，進而達到控制橡膠壩運行的目的。

一、自動控制系統的原理

自動控制系統采用PLC實現自動控制，通過壩體內設置的壓力變送器，將壩袋內的氣壓檢測值變送為電流信號，送入數字顯示儀表，經線性修正、A/D轉換為數值信號后，送入現場信號總線。上位控制計算機接收到檢測信號后，按照設定的軟件流程進行數值處理，從而對壩袋的充、排氣進行自動控制，使得壩體運行在安全可靠的最佳狀態內。系統對各種運行狀態采用聲、光指示，對非正常運行狀態進行聲、光報警。

水壩控制系統的軟硬件結合的一致性，上位機自動控制軟件部份采用MCGS通用版組態軟件開發，硬件采用ADVANTECH的基于WINCE.NET的nTouch系列嵌入式HMI（人機界面），便于未來系統擴充聯網，以Web瀏覽的方式向上級中心站進行數據發布。

二、自動控制系統的功能實現

1、充氣閥和風機的控制

(1) 現地控制：現場操作人員能通過一組切換開關實現人工控制方式與自動控制方式的轉換。在人工控制方式下，現場操作人員可按原有方式啟閉充氣閥，其動作相關信息將接受上級部門的實時監控。在自動方式下可以進行遠程控制。人工和自動控制方式也可通過遠程監控系統進行切換。

(2) 遠程控制：根據各級用戶通過網絡發給現場測控單元(plc)的指令，充氣閥可自動開啟或關閉，充、排氣風機自動啟動或者停止，其動作由各級用戶根據權限控制。

(3) 充氣閥啟閉及風機啟動告警：在充氣閥將要啟閉以及啟閉過程當中，相應裝置發出告警提示，以引起在現場的工作人員注意，繼而進行相關操作。

(4) 限位保護：在充氣閥啟閉裝置設置的最上限值和最下限值，當壩袋內氣壓值不在這兩個氣壓值之間時，則切斷電源，避免超出運行范圍。

(5) 相序保護：在供電線路里面應串有相序保護器，避免由于三相電源相序混亂所造成的充氣閥的不正常運轉。

(6) 過載保護：每個充氣閥的控制電路里面必須配有熱過載繼電器，根據不同電機功率要求其有不同的設定值，當電機出現過載或是其他故障時，此繼電器將自動切斷的供電電源，以免燒毀電機。

2、數據檢測

實時監測數據應包括：壩前水位、壩后水位、壩袋內氣壓值、有關操作按鈕或開關狀態、閘門啟閉機電源電壓、電流等。

(1) 水位監測：在橡膠壩壩袋前后都要按水位觀測要求安裝水位傳感器，以便時刻監測壩袋前后的實時水位信息。

(2) 壩袋氣壓監測：在橡膠壩壩袋內安裝壓力變位器，可以通過壓力表實時觀測壩袋內的壓力值，以控制壩袋的充、排氣流程。

(3) 電流、電壓監測：在供電線路里面還要配置多功能電表，用以實時監測三相電源的電流和電壓，為啟閉機的啟閉操作提供準確的參考數據。

(4) 環境監測：在發電機室中裝有溫濕度等傳感器，用以實時監測機房中的工作環境。

(5) 狀態監測：包括進出充氣閥信號燈狀態、動力和控制電源狀態、有關操作按鈕或開關狀態等。

3、充排氣控制流程

橡膠壩充、排氣的運行控制是通過對負責充(或排)氣的風機電機的啟?？刂埔约芭浜舷鄳苈飞系碾妱拥y的啟閉來實現的。

(1)系統確定蝶閥控制柜、風機控制柜的手動／自動旋鈕處于自動位置，此時，上位機橡膠壩壩袋充排氣自動控制程序啟動。

(2)上位機壩袋充排氣自動控制程序通過壓力數顯儀表及壩袋內安裝的壓力變位器檢測壩袋內的壓力值。

(3)開啟選定的充氣閥。

(4)開啟風機，使氣體充入壩袋內。

(5)通過壓力變送器檢測壩袋內的壓力值，當大于預設的上限壓力值，關閉風機。