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【摘 要】 PLC是船闸远程监控系统的核心部分，对其合理的选型和设计，对船闸能否高效、自动化的运行非常重要。该系统具有控制、监控等多项功能。控制对象包括液压泵站和液压启闭机械、交通信号灯、语言播报通讯信息等设备。
【关键词】 船闸；PLC；远程监控系统
一、前言
随着航运业的发展，船闸的数量也在不断增加，如何提高船闸的管理水平和便于操作管理人员的使用，同时使船舶迅速便利安全的通过船闸，是摆在船闸设计人员和管理人员面前具有挑战性的工作。新时期对运行效率也有着不同的要求，因此，开发新技术、应用新技术也是我们技术人员义不容辞的职责，我们应不断地总结经验，提高PLC自动控制系统的安全性、可靠性，进一步提高船闸的使用效率。
二、船闸远程监控系统综合设计方案
根据桥闸的特点，要实现桥闸自动化改造、开发功能完善的桥闸PLC控制软件，首先必须确定合理的、可行的、科学的桥闸控制系统的方案。
1、系统设计原则
标准化原则、安全性和可靠性原则、实用性原则、先进性原则、开放性和可扩展性原则、易于实施和可维护性原则。
2、控制系统软件设计
桥闸远程监控系统不仅能够满足桥闸现场控制和远程监控的要求，而且为水资源的合理调度和航运的顺畅运行打下了坚实的基础。对于其他类似结构的大型桥闸系统，只要对有关控制参数加以改动，也可以满足其所要求的现场信息监测、显示和开度控制。因此，该船闸远程监控系统具有广阔的应用前景。
三、PLC在船闸远程监控系统中的现实意义
在船闸远程监控系统中，通常包含一些开关量和模拟量的检测及控制。目前较先进、应用较广泛的是可编程序控制系统，简称PLC，其突出优点为：
1、功能齐全
PLC的基本功能包括开关量输入/输出，模拟量输入/输出，内部中间继电器，计时/计数器，移位寄存器，能进行四则运算、比较、跳转等。同时有通信联网能力，可进行PID闭环控制，与上位机通讯可构成局域网。
2、安全可靠
PLC系统用软件代替了传统的继电器控制中复杂的硬件线路，故障率明显降低。硬件上采用屏蔽、多级滤波、隔离等技术，使得PLC系统有很强的抗干扰能力。目前PLC的整机平均无故障工作时间一般可达5～10万小时，甚至更高。
3、应用灵活
PLC系统可为模块化结构，因而安装、接线简便，根据需求可以自由扩充和删减其系统规模。同时由于逻辑、控制功能通过软件编程完成，因而控制方式可以更为灵活，缩短设计周期，减少研制费用。
4、操作方便
PLC的编程方式有很多种，其中之一就是可以采用电气设计人员易懂的梯形图（LAD）方式，一般的技术人员也可读懂程序。程序一经调试无误后下载到PLC里面，操作人员不需要太多的PLC的原理知识，只要稍加培训就可以使用。
四、船闸远程监控系统操作应用方面的优点和不足
船闸远程监控系统在建设的初期，通过充分调研、现场参观的方式设置了门头光电开关，引入了闸阀门运行同步纠偏系统，使闸门开、关的同步性更为准确。高新技术设备的应用：如磁质位移传感器、比例放大器，使得电气自控系统的操作、闸阀门的液压启闭设备设施的运作更加协调，通过运行情况来看，该系统具有运行稳定、故障率低、操作方式简便易懂、安全可靠性高等技术优势。
1、计算机系统配置合理、得当，符合人机操作原理
系统使用WebAccess组态软件编程，将通过网络采集到各种信息，以数据/文本/图形/动画/实时画面等方式呈显于操作员面前。使操作人员在操作台电脑前随时可以了解设备运行状况和船闸运行状态。且WebAccess组态软件使用，使船闸的生产操作简化为简单的鼠标操作，所有操作只是用鼠标轻轻一点组态界面中的按钮，就可以实现对船闸设备的控制，完成提阀、开闸、关闸等操作。避免了以往使用触点式按钮操作带来的按钮脱焊等机械故障，通过操作界面实现人机对话，自动补充了操作员对运行步骤的再确认，船闸运行安全可靠性进一步提高。
2、计算机界面模拟屏的应用，使闸阀门运行状态更为直观
船闸的运作，无外乎对闸、阀门的实际动作情况即开度状态进行了解，红绿灯的转换状况及闸室内外的水位情况进行确认。为了更加直观、简便的加以对船闸设备的运行状况进行了解，设计之初、安装过程中，在闸阀门液压油缸体内，安装了磁质位移传感器，准确地在界面上显示了闸阀门的开度数值情况，模拟开、关闸阀门过程的位置变动情况也较为清晰。既有数值理性的认识，又兼有闸阀门实物感观方面形的表现，加上状态过程、闪烁提示，操作员更加一目了然设备运行所处的状态。完好的界面顯示，也为我们对故障现象的查找、排除提供了方便。
3、闸阀门运行同步纠偏系统应用了先进的设备，使闸阀门同步运行的效果更为理想。门头光电开关及反光板分别设置在闸门的顶端近中缝位置处，闸门的运作同步效果控制在偏差30cm范围内有效。闸阀门同步方面的调节，一是可以从电脑上同比例放大泵的油量控制阀进行调节，从而调节压力的大小，一是从PLC程序图中对磁质位移传感器的初设变量进行调节。两个方面都要兼顾考虑，运行起来，液压系统压力才能较稳定，同步效果更好。
4、水平信号的完善，确保了船闸系统的运行稳定。在我单位船闸远程监控系统设计之初，我们从管理角度出发综合考虑了水位计的使用效能，在最终的应用上，鉴于水位计失灵下的措施弥补，为使程序更加协调，保证船闸不间断运行，我们设置了人工手动水平信号，一旦水位计出现故障，仍可以根据实际水位水平情况，手动键入信号，确保闸阀门启闭程序的进行，不至于因水位计故障而造成船闸断航现象。
5、终端信号采集、技术方面的再开发
自动化控制系统，对闸阀门开关动作到位情况的信号收集，仍停留在依靠行程开关的动作信息反馈得来，由于行程开关的应用存在易损、固定装置易松动、检修更换量大等不便之处，在与设计部门的沟通方面仍致力于优先使用磁致位移传感器。原因有二：一是磁致位移传感器能够准确反映出闸阀门动作行程位置变量的准确数值；二是通过截取开度仪的开终、关终的到位数值作为开关到位信号，代替行程开关发出的开关到位信号输入到PLC控制程序中。我们对此一直探索，我相信此项技术方面，会最终有所突破，从而减少行程开关机械运行给检修方面带来的不便，推进自动化水平的提高。
【关键词】 船闸；PLC；远程监控系统
一、前言
随着航运业的发展，船闸的数量也在不断增加，如何提高船闸的管理水平和便于操作管理人员的使用，同时使船舶迅速便利安全的通过船闸，是摆在船闸设计人员和管理人员面前具有挑战性的工作。新时期对运行效率也有着不同的要求，因此，开发新技术、应用新技术也是我们技术人员义不容辞的职责，我们应不断地总结经验，提高PLC自动控制系统的安全性、可靠性，进一步提高船闸的使用效率。
二、船闸远程监控系统综合设计方案
根据桥闸的特点，要实现桥闸自动化改造、开发功能完善的桥闸PLC控制软件，首先必须确定合理的、可行的、科学的桥闸控制系统的方案。
1、系统设计原则
标准化原则、安全性和可靠性原则、实用性原则、先进性原则、开放性和可扩展性原则、易于实施和可维护性原则。
2、控制系统软件设计
桥闸远程监控系统不仅能够满足桥闸现场控制和远程监控的要求，而且为水资源的合理调度和航运的顺畅运行打下了坚实的基础。对于其他类似结构的大型桥闸系统，只要对有关控制参数加以改动，也可以满足其所要求的现场信息监测、显示和开度控制。因此，该船闸远程监控系统具有广阔的应用前景。
三、PLC在船闸远程监控系统中的现实意义
在船闸远程监控系统中，通常包含一些开关量和模拟量的检测及控制。目前较先进、应用较广泛的是可编程序控制系统，简称PLC，其突出优点为：
1、功能齐全
PLC的基本功能包括开关量输入/输出，模拟量输入/输出，内部中间继电器，计时/计数器，移位寄存器，能进行四则运算、比较、跳转等。同时有通信联网能力，可进行PID闭环控制，与上位机通讯可构成局域网。
2、安全可靠
PLC系统用软件代替了传统的继电器控制中复杂的硬件线路，故障率明显降低。硬件上采用屏蔽、多级滤波、隔离等技术，使得PLC系统有很强的抗干扰能力。目前PLC的整机平均无故障工作时间一般可达5～10万小时，甚至更高。
3、应用灵活
PLC系统可为模块化结构，因而安装、接线简便，根据需求可以自由扩充和删减其系统规模。同时由于逻辑、控制功能通过软件编程完成，因而控制方式可以更为灵活，缩短设计周期，减少研制费用。
4、操作方便
PLC的编程方式有很多种，其中之一就是可以采用电气设计人员易懂的梯形图（LAD）方式，一般的技术人员也可读懂程序。程序一经调试无误后下载到PLC里面，操作人员不需要太多的PLC的原理知识，只要稍加培训就可以使用。
四、船闸远程监控系统操作应用方面的优点和不足
船闸远程监控系统在建设的初期，通过充分调研、现场参观的方式设置了门头光电开关，引入了闸阀门运行同步纠偏系统，使闸门开、关的同步性更为准确。高新技术设备的应用：如磁质位移传感器、比例放大器，使得电气自控系统的操作、闸阀门的液压启闭设备设施的运作更加协调，通过运行情况来看，该系统具有运行稳定、故障率低、操作方式简便易懂、安全可靠性高等技术优势。
1、计算机系统配置合理、得当，符合人机操作原理
系统使用WebAccess组态软件编程，将通过网络采集到各种信息，以数据/文本/图形/动画/实时画面等方式呈显于操作员面前。使操作人员在操作台电脑前随时可以了解设备运行状况和船闸运行状态。且WebAccess组态软件使用，使船闸的生产操作简化为简单的鼠标操作，所有操作只是用鼠标轻轻一点组态界面中的按钮，就可以实现对船闸设备的控制，完成提阀、开闸、关闸等操作。避免了以往使用触点式按钮操作带来的按钮脱焊等机械故障，通过操作界面实现人机对话，自动补充了操作员对运行步骤的再确认，船闸运行安全可靠性进一步提高。
2、计算机界面模拟屏的应用，使闸阀门运行状态更为直观
船闸的运作，无外乎对闸、阀门的实际动作情况即开度状态进行了解，红绿灯的转换状况及闸室内外的水位情况进行确认。为了更加直观、简便的加以对船闸设备的运行状况进行了解，设计之初、安装过程中，在闸阀门液压油缸体内，安装了磁质位移传感器，准确地在界面上显示了闸阀门的开度数值情况，模拟开、关闸阀门过程的位置变动情况也较为清晰。既有数值理性的认识，又兼有闸阀门实物感观方面形的表现，加上状态过程、闪烁提示，操作员更加一目了然设备运行所处的状态。完好的界面顯示，也为我们对故障现象的查找、排除提供了方便。
3、闸阀门运行同步纠偏系统应用了先进的设备，使闸阀门同步运行的效果更为理想。门头光电开关及反光板分别设置在闸门的顶端近中缝位置处，闸门的运作同步效果控制在偏差30cm范围内有效。闸阀门同步方面的调节，一是可以从电脑上同比例放大泵的油量控制阀进行调节，从而调节压力的大小，一是从PLC程序图中对磁质位移传感器的初设变量进行调节。两个方面都要兼顾考虑，运行起来，液压系统压力才能较稳定，同步效果更好。
4、水平信号的完善，确保了船闸系统的运行稳定。在我单位船闸远程监控系统设计之初，我们从管理角度出发综合考虑了水位计的使用效能，在最终的应用上，鉴于水位计失灵下的措施弥补，为使程序更加协调，保证船闸不间断运行，我们设置了人工手动水平信号，一旦水位计出现故障，仍可以根据实际水位水平情况，手动键入信号，确保闸阀门启闭程序的进行，不至于因水位计故障而造成船闸断航现象。
5、终端信号采集、技术方面的再开发
自动化控制系统，对闸阀门开关动作到位情况的信号收集，仍停留在依靠行程开关的动作信息反馈得来，由于行程开关的应用存在易损、固定装置易松动、检修更换量大等不便之处，在与设计部门的沟通方面仍致力于优先使用磁致位移传感器。原因有二：一是磁致位移传感器能够准确反映出闸阀门动作行程位置变量的准确数值；二是通过截取开度仪的开终、关终的到位数值作为开关到位信号，代替行程开关发出的开关到位信号输入到PLC控制程序中。我们对此一直探索，我相信此项技术方面，会最终有所突破，从而减少行程开关机械运行给检修方面带来的不便，推进自动化水平的提高。