水闸液压启闭设备电气控制系统的研究

发布时间：2017-08-25 06:38

  本文关键词：水闸液压启闭设备电气控制系统的研究

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【摘要】：随着科技日益向前推进,水闸的自动化监测调控也愈发得到关注。传统的闸门启闭操作方式,在灵活性、可靠性和智能化等方面已不能不满足现代社会的需求;对闸门操作实行准确有效的远程监控,成为当前水闸管理工作的重要课题之一。论文围绕北街水闸分洪孔弧形闸门基于PLC的启闭控制系统进行了深入的探讨,在保留手动控制前提下,综合了传感技术、联网通讯、远程监控和组态等技术,构建起对闸门系统的自动监测控制体系。论文对闸门液压启闭系统的总体构成和职责功用进行了研究。对现地单元和远控中心单元进行了硬件、软件的设计与实现。现地单元由PLC控制器和液压启闭电气设备构成,PLC负责对弧形门闸位、水位等信息的采集,并由工业以太网输送到上位机,同时对整个液压设备的工作状态进行监视。本文完成对PLC控制单元的硬件配置及其电气控制原理图的设计,并使用编程软件Versapro对闸门启闭操作进行梯形图编制。远控层上位机采用Intouch监控组态以直观生动的图、表、文字等显示闸门的运行状态,并可通过参数设置实现远程控制,能够查看水位、闸位值、异常报警等,并可生成数据表格供打印。由北街水闸的运行实践得出,课题中控制方式灵活可靠、稳定安全,效果理想。论文最后探讨了在水闸水位中使用模糊控制的方法,通过仿真表明模糊控制比PID方法更有优势,对该算法实际应用到水闸控制有重要的现实意义,对水闸系统自动化及智能化的深入践行也具有指导意义。
【关键词】：液压启闭机 远程监控 PLC 模糊控制
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV664.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-11
• 1.1 课题研究的目的和意义9
• 1.2 课题的研究背景9-10
• 1.3 本文主要研究内容10-11
• 第二章 水闸液压启闭控制系统总体规划11-17
• 2.1 课题中水闸背景概况11
• 2.2 课题研究的主要对象11
• 2.3 系统设计的实施原则11-12
• 2.4 系统总体功能分析12-13
• 2.4.1 现地控制单元(LCU)12-13
• 2.4.2 远程控制单元层13
• 2.5 系统总体方案的确定13-16
• 2.5.1 闸门启闭系统组成构架13
• 2.5.2 系统通信方式的确定13-14
• 2.5.3 系统的主要硬件组成14-16
• 2.5.4 系统的主要软件组成16
• 2.6 本章小结16-17
• 第三章 分洪闸弧形门的液压启闭操作17-24
• 3.1 液压系统概述17
• 3.2 液压启闭系统介绍17-18
• 3.3 液压启闭系统的工作原理18-20
• 3.4 闸门的液压启闭及控制流程20-23
• 3.4.1 闸门的液压启闭控制20-21
• 3.4.2 电磁阀组的电气控制原理图21-22
• 3.4.3 闸门液压启闭设备的控制流程图22-23
• 3.5 本章小结23-24
• 第四章 现地单元硬件设计与实现24-36
• 4.1 现地信息采集与传输24-26
• 4.1.1 水位传感装置的选型及液位采集24-25
• 4.1.2 闸门开度值的采集及其与PLC的接线25-26
• 4.2 PLC控制单元的硬件设计26-28
• 4.2.1 PLC和各功能模块的选型26-27
• 4.2.2 PLC控制单元的硬件配置27-28
• 4.3 PLC控制单元的电气原理图28-34
• 4.3.1 闸门启闭控制系统部分电气接线原理图28-30
• 4.3.2 PLC系统的输入输出电气原理图30-34
• 4.4 现地单元PLC电气控制柜柜面设计图34-35
• 4.5 本章小结35-36
• 第五章 闸门启闭控制系统软件设计与实现36-53
• 5.1 编程软件的选择36
• 5.2 PLC控制程序设计36-43
• 5.2.1 软件程序的I/O分配36-38
• 5.2.2 各模块在编程软件中的配置38
• 5.2.3 PLC控制程序流程图38-40
• 5.2.4 相关功能模块的PLC梯形图编制40-43
• 5.3 闸门启闭控制系统通讯网络的构建43-46
• 5.3.1 Ethernet技术的应用结构分析44-45
• 5.3.2 PLC与上位机的通信网络构建45-46
• 5.4 监控组态在上位机软件开发中的应用46-52
• 5.4.1 组态软件概述及其发展46
• 5.4.2 组态的选择及监控系统的构成46-47
• 5.4.3 分洪闸监控体系相关组态的运用47-48
• 5.4.4 系统的报警浏览和数据查询等48-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 模糊算法在水闸水位控制中的研究53-62
• 6.1 水闸水位采用模糊控制的原由53
• 6.2 模糊控制系统的基本结构和原理53-54
• 6.3 闸门水位模糊控制器的设计54-59
• 6.4 模糊控制的相关仿真及分析59-61
• 6.4.1 常规PID控制简述59
• 6.4.2 控制算法的相关仿真与分析59-61
• 6.5 本章小结61-62
• 第七章 总结与展望62-63
• 7.1 研究工作总结62
• 7.2 研究工作展望62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间发表论文66-67
• 致谢67-68
• 附录68-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吴登国;李晓明;;模糊参数自整定PID控制器的仿真研究[J];电气传动自动化;2013年03期

2 李全保;马小平;孟琳山;;基于PLC的水闸远程监控系统设计[J];水电能源科学;2012年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 詹磊;新型双吊点液压启闭机的设计与研究[D];昆明理工大学;2011年

2 姜丽芳;基于PLC的水电站闸门监控系统的研究[D];东北农业大学;2008年

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本文编号：735634