施耐德自动化产品在船闸控制系统中的应用
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要 支 流 ，发 源 于 秦 岭 南 麓 全 流 域 集 水面积 １ ５ ９， ０ ０ ０ ｋ ｍ 。兴 隆水 利枢 纽位 于 汉 江 下 游 湖 北 省 潜 江 、 天 门 市 境 内 ， 上 距 丹 江 口枢 纽 ３ ７ ８ ． ３ ｋ ｎ ，下 距河 口 ｉ
（ 西 安航 天 自动 化 股 份 有 限公 司 ， 陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ６ ５）
摘
要 ： 文 中 介 绍 了 施 耐 德 自动 化 产 品在 船 闸 自控 系 统 中 的应 用 与 研 究 。 施 耐 德 可 编 程 控 制 器 不 仅 可 以对 各种 传 感
器 ，信 号输 出 装 置 的 信 号 数 据 进 行 快 速 采 集 读 取 ， 同时 可 以对 采 集 的 实 时 数 据 进 行 运 算 处 理 ，并 将 处 理 完 成 的数 据 发送 至 现 场 设 备 、仪 表 等 装 置 的数 据 接 口 ， 从 而 完 成 对 现 场 自动 化 设 备 的 控 制 。此 外 ，与 可 编 程 控 制 器 配 套 使 用 的 工 业 控 制 组 态软 件 也 作 为 一 种 功 能 更 强 大 的 人机 对 话 界 面 被 广 泛 应 用于 现 场 监 控 及 工 业 生 产 的 各 个 动 态 过 程 巾 。 本 文 将 重 点 阐 述 可 编程 控 制 器 在 船 闸 控 制 系 统 中 的组 态 、通 讯 及 程序 软 件 架 构 。 关 键 词 ：船 闸控 制 系 统 ；通 讯
模块 、Ｃ Ｐ Ｕ模块、Ｓ Ｓ Ｉ 信号采集模块组成。该 Ｐ Ｌ Ｃ主 要负责 采集专 用的油缸位移行程信号。并且通过 ＣＰ Ｕ的运算将结果 通过 ４ ８ ５通信线传输给上层 Ｐ Ｌ Ｃ，供上层 Ｐ Ｌ Ｃ处理 。
兴 隆 船 闸 控 制 系 统 的 网络 结 构 图如 图 １所 示 。
南水 北 调 中线 丁 程 汉江 兴 隆船 闸集 控 系统 列络
中 图分 类号 ：Ｕ ６ ４ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ４ ）０ ３ — ０ １ １ ７ 一 Ｏ ４
一
、
项 目简介
们采 用 了采 用 分层 架 构 ，使 用 了 两 种 不 同 型号 的 Ｐ Ｌ Ｃ 完成 控 制功能。 在 高 层 中我 们 采 用 施 耐 德可 昆腾 系列 的 编 程逻 辑 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ，它 由一组 控 制模 块 组 成 ，其 中 包括 电源 模 块 、 ＣＰ Ｕ
处理器模块 、Ｃ ＲＰ分布通信模块、ＮＯＥ网络通信模块、ＤＤＩ
数字 量采 集 模 块 、 ＤＤＯ 数 字 量输 出模 块 、 Ａ Ｊ 模拟量采集模块、 ＡＯ 模 拟 量 输 出 模 块 等 。 该 层 Ｐ Ｌ Ｃ 主 要 负 责 程 序 运 算 。 下层 主 要采 用 Ｐ ｒ ｅ ｍｕ ｉ ｍ 系 列 的 编程 逻 辑 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ，它 由 电源
１ 船 闸控 制 系统 的控 制 对 象及 要 求
兴 隆 船 闸控 制 系 统 的主 要控 制 对 象 包 括 上 闸首 左 右 岸 的 人 字 门油 缸 、 上 闸 首 疏 水 门 油缸 ， 下 闸 首 人 字 门 油缸 ，下 闸 首 泄 水 门 油缸 ，活 动 桥 顶 升 下 降 油缸 ，交 通 指 挥 控 制 系 统 ， 液 压 控 制 系统 等 。 对 液 压 系 统 的控 制 包 括 对 液 压 系 统 中 液 压 电控 阀 组 的控 制 和 液 压 系 统 油泵 电机 的 控 制 ， 以及 液 压 系 统 信 号 的 处 理 。对 于 人 字 门油 缸 和 输 水 门 油 缸 及 泄 水 门 油 缸 的
第 １ ４卷 第 ３期
２ ０１ ４芷
中 国
水
运
Ｖｏｆ ．１ ４ Ｍ ａｒ ｃｈ
Ｎ ｏ ３
２ ０１ ４
３ 月
Ｃ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｔ ｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓｐ ｏｒ ｔ
施 耐德 自动化产 品在船 闸控制 系统中的应 用
武 炜 ， 陈 霄 ，范云 勇
… ■ ＾ ■ ｈ ｉＨ ■ 】… … … Ｅ， Ｉ Ｉ ●
控上位机 ，集 控 电源 ，海事通讯 ，消防等设备 。船 闸闸室 内
主 要 有 船 只 系 船墩 ，进 船 标 线 ，船 闸 交 通 信 号 灯 ，广 播 对 讲 及 视 频 监 控 等 设备 。
二 、船 闸 自动 化 控 制 系统 介 绍
图 １ 控 制 系统 的 网络 结 构 图
兴 隆 船 闸 的 自动 控 制 系 统 以 Ｐ Ｌ Ｃ 作 为 控 制 核 心 ，通 过
Ｐ Ｌ Ｃ 的运 算以及对设备信号的采集、处理、输出等功能是整 个 系统运行安全 、方便 、快捷 。同时根据设 计工 艺的要求 ，
２ ７ ３ ． ７ ｋ ｍ，兴隆水利枢纽 工程是 中国南水北调中线工程 中汉
江 中下 游 重 点 治 理 的 四项 工 程 之 一 ，同 时 也 肩负 着 汉 江 水 利
资源开发 利用及航道枢纽 的作 用。兴 隆水利枢纽 正常 蓄水位
３ ６ ． ２ ｍ ，规 划 航 道 等级 为 Ⅲ 级 。 兴 降 船 闸 项 目是 为 了在 电站 建 成 之 后 保 证 船 只通 航 而 建 设 的 重 要 建 筑 ，它 包 括 上 闸 首左 右 岸 船 闸控 制 室 ， 下闸 首 左 右 岸 船 闸控 制 室 、 上 闸 首船 闸集 控 室 、 船 闸 闸室 ，上 闸 首左 右 岸 进 水 口疏 水 门 ，下 闸首 左 右 岸 泄 水 口泄 水 门 ，上 下 闸 首 人 字 门 ， 活 动 交通 桥 等 主 要建 筑 。船 闸 控 制 室 内主 要 有 各 闸 首 液 压 控 制 系 统 ， 电气 控 制 系统 等 设 备 。集 控 室 内主 要 有 集
（ 西 安航 天 自动 化 股 份 有 限公 司 ， 陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ６ ５）
摘
要 ： 文 中 介 绍 了 施 耐 德 自动 化 产 品在 船 闸 自控 系 统 中 的应 用 与 研 究 。 施 耐 德 可 编 程 控 制 器 不 仅 可 以对 各种 传 感
器 ，信 号输 出 装 置 的 信 号 数 据 进 行 快 速 采 集 读 取 ， 同时 可 以对 采 集 的 实 时 数 据 进 行 运 算 处 理 ，并 将 处 理 完 成 的数 据 发送 至 现 场 设 备 、仪 表 等 装 置 的数 据 接 口 ， 从 而 完 成 对 现 场 自动 化 设 备 的 控 制 。此 外 ，与 可 编 程 控 制 器 配 套 使 用 的 工 业 控 制 组 态软 件 也 作 为 一 种 功 能 更 强 大 的 人机 对 话 界 面 被 广 泛 应 用于 现 场 监 控 及 工 业 生 产 的 各 个 动 态 过 程 巾 。 本 文 将 重 点 阐 述 可 编程 控 制 器 在 船 闸 控 制 系 统 中 的组 态 、通 讯 及 程序 软 件 架 构 。 关 键 词 ：船 闸控 制 系 统 ；通 讯
模块 、Ｃ Ｐ Ｕ模块、Ｓ Ｓ Ｉ 信号采集模块组成。该 Ｐ Ｌ Ｃ主 要负责 采集专 用的油缸位移行程信号。并且通过 ＣＰ Ｕ的运算将结果 通过 ４ ８ ５通信线传输给上层 Ｐ Ｌ Ｃ，供上层 Ｐ Ｌ Ｃ处理 。
兴 隆 船 闸 控 制 系 统 的 网络 结 构 图如 图 １所 示 。
南水 北 调 中线 丁 程 汉江 兴 隆船 闸集 控 系统 列络
中 图分 类号 ：Ｕ ６ ４ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ４ ）０ ３ — ０ １ １ ７ 一 Ｏ ４
一
、
项 目简介
们采 用 了采 用 分层 架 构 ，使 用 了 两 种 不 同 型号 的 Ｐ Ｌ Ｃ 完成 控 制功能。 在 高 层 中我 们 采 用 施 耐 德可 昆腾 系列 的 编 程逻 辑 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ，它 由一组 控 制模 块 组 成 ，其 中 包括 电源 模 块 、 ＣＰ Ｕ
处理器模块 、Ｃ ＲＰ分布通信模块、ＮＯＥ网络通信模块、ＤＤＩ
数字 量采 集 模 块 、 ＤＤＯ 数 字 量输 出模 块 、 Ａ Ｊ 模拟量采集模块、 ＡＯ 模 拟 量 输 出 模 块 等 。 该 层 Ｐ Ｌ Ｃ 主 要 负 责 程 序 运 算 。 下层 主 要采 用 Ｐ ｒ ｅ ｍｕ ｉ ｍ 系 列 的 编程 逻 辑 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ，它 由 电源
１ 船 闸控 制 系统 的控 制 对 象及 要 求
兴 隆 船 闸控 制 系 统 的主 要控 制 对 象 包 括 上 闸首 左 右 岸 的 人 字 门油 缸 、 上 闸 首 疏 水 门 油缸 ， 下 闸 首 人 字 门 油缸 ，下 闸 首 泄 水 门 油缸 ，活 动 桥 顶 升 下 降 油缸 ，交 通 指 挥 控 制 系 统 ， 液 压 控 制 系统 等 。 对 液 压 系 统 的控 制 包 括 对 液 压 系 统 中 液 压 电控 阀 组 的控 制 和 液 压 系 统 油泵 电机 的 控 制 ， 以及 液 压 系 统 信 号 的 处 理 。对 于 人 字 门油 缸 和 输 水 门 油 缸 及 泄 水 门 油 缸 的
第 １ ４卷 第 ３期
２ ０１ ４芷
中 国
水
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Ｖｏｆ ．１ ４ Ｍ ａｒ ｃｈ
Ｎ ｏ ３
２ ０１ ４
３ 月
Ｃ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｔ ｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓｐ ｏｒ ｔ
施 耐德 自动化产 品在船 闸控制 系统中的应 用
武 炜 ， 陈 霄 ，范云 勇
… ■ ＾ ■ ｈ ｉＨ ■ 】… … … Ｅ， Ｉ Ｉ ●
控上位机 ，集 控 电源 ，海事通讯 ，消防等设备 。船 闸闸室 内
主 要 有 船 只 系 船墩 ，进 船 标 线 ，船 闸 交 通 信 号 灯 ，广 播 对 讲 及 视 频 监 控 等 设备 。
二 、船 闸 自动 化 控 制 系统 介 绍
图 １ 控 制 系统 的 网络 结 构 图
兴 隆 船 闸 的 自动 控 制 系 统 以 Ｐ Ｌ Ｃ 作 为 控 制 核 心 ，通 过
Ｐ Ｌ Ｃ 的运 算以及对设备信号的采集、处理、输出等功能是整 个 系统运行安全 、方便 、快捷 。同时根据设 计工 艺的要求 ，
２ ７ ３ ． ７ ｋ ｍ，兴隆水利枢纽 工程是 中国南水北调中线工程 中汉
江 中下 游 重 点 治 理 的 四项 工 程 之 一 ，同 时 也 肩负 着 汉 江 水 利
资源开发 利用及航道枢纽 的作 用。兴 隆水利枢纽 正常 蓄水位
３ ６ ． ２ ｍ ，规 划 航 道 等级 为 Ⅲ 级 。 兴 降 船 闸 项 目是 为 了在 电站 建 成 之 后 保 证 船 只通 航 而 建 设 的 重 要 建 筑 ，它 包 括 上 闸 首左 右 岸 船 闸控 制 室 ， 下闸 首 左 右 岸 船 闸控 制 室 、 上 闸 首船 闸集 控 室 、 船 闸 闸室 ，上 闸 首左 右 岸 进 水 口疏 水 门 ，下 闸首 左 右 岸 泄 水 口泄 水 门 ，上 下 闸 首 人 字 门 ， 活 动 交通 桥 等 主 要建 筑 。船 闸 控 制 室 内主 要 有 各 闸 首 液 压 控 制 系 统 ， 电气 控 制 系统 等 设 备 。集 控 室 内主 要 有 集