毕业设计-中小水电站水闸监控系统的设计下位机.doc

1、中小水电站水闸监控系统的设计下位机部分摘要随着信息化技术在水利行业的大力推广，作为水利信息化的重要组成部分的水闸监控系统日益受到重视。如今在水闸监控系统的设计中，人们可以利用计算机网络技术、自动控制技术、通信技术和传感器技术，提高系统的自动化的水平，对水利的发展具有重要意义。本文首先对系统总体方案进行了研究与设计，分析了系统的功能，确定了以集散控制系统作为整个控制系统的结构，并对系统的软、硬件予以了介绍。随后，本系统选定了具有起重量大、负载刚性大、自动化程度高、安全可靠性好等特点的液压启闭机控制闸门升降。同时对液压启闭过程中同步策略进行了研究，给出了基于电磁换向阀控制回路的解决方案。同时，通过

2、研究电机软启动原理，设计了软启动控制电气原理图，并详细介绍了电机软启动的工作流程，实现了对电机的软启动控制、运行监视和保护。最后设计了PLC与闸门开度仪、液位变送器等传感器的连接，制定了闸门控制系统的具体流程，确定了PLC的型号，并绘制出了相应的梯形图程序。关键词：集散控制系统 液压启闭 软启动 可编程控制器 梯形图 The Design of Medium and SmallHydroelectric Power Stations Sluice Monitoring SystemPLC SectionABSTRACTAlong with the spread of information t

3、echnology in water resource industry, the sluice monitoring system, which is the important part of water resource industry, is concerned by more and more people.Nowadays, people can use some high technology means in the design of sluice monitoring system, such as computer network technology, automat

4、ic control technology, communications technology and sensor technology. These means can be used to improve the level of automation, and be profound for the development of water resource.Firstly, the paper studied and designed the overall programof the system, analyzed the function of the system, det

5、ermined the distributed control system as thestructure of the sluice monitoring system, and introduced the software and hardware of the system. Secondly, the system used hydraulic hoist which had characteristics of small volume, big lifting weight and rigid load, a high degree of automation, securit

6、y, reliability and so on to control gates movements. And the paper studied the synchronized strategy of hydraulic hoist, designed a solution which is based on the control circuit of electromagnetic directional valve. Moreover, the paper studied the principle of the soft-starter, designed the electri

7、cal schematics of the soft-starting, introduced the work progress of the soft-starting in detail, and achieved the control, surveillance and protection of the motor.Finally, we maked the PLC and the sensor, such as photoelectric encoder and pressure transmitter connection, established the process of

8、 the sluice monitoring system, determined the type of PLC, and designed the ladder diagram program.Key Words: DCS Hydraulic Hoist Soft-starting PLC Diagram Program目 录第一章 绪论 1 1.1 课题研究的目的与意义11.2 我国水电发展历程及其展望11.3 本论文研究的内容2第二章 水闸控制系统的总体设计方案32.1 水闸控制系统的研究背景32.2 系统设计的基本要求32.3 系统的设计原则32.4 系统功能分析4 2.4.1 中央

9、控制单元功能分析42.4.2 现地控制单元功能分析42.5 系统总体方案的确定52.5.1 系统组成结构的确定52.5.2 系统通信方式的确定52.5.3 系统硬件组成62.5.4 系统软件组成72.6 小结8第三章 闸门的液压启闭控制9 3.1 概述93.2 液压控制回路及液压元件简介103.3 液压系统工作原理113.4 闸门的液压启闭控制11 3.4.1 闸门的升降控制11 3.4.2 启闭机空载卸荷和过载保护11 3.4.3 自动防下滑功能123.5 液压启闭机同步方案与策略研究12 3.5.1 开、闭环控制系统的介绍123.5.2 同步控制策略的研究123.5.3 纠偏原理与控制流程

10、研究133.6 小结15第四章 电机软启动控制164.1 软启动器简介164.1.1 软启动器的基本概念164.1.2 软启动器的基本原理.164.2 软启动与传统启动的比较16 4.2.1 直接启动164.2.2 Y-启动164.3 软启动器起停控制模式研究174.3.1 电压斜坡启动模式174.3.2 电流限幅启动模式184.3.3 突跳+限流或突跳+电压启动模式184.3.4 电流斜坡启动模式194.3.5 软停车模式194.4 软启动器应用分析194.5 软启动器电气原理图的设计204.5.1电机软启动的电气控制原理214.5.2电机软启动的控制流程图224.6 小结22第五章 PLC的软、硬件设计235.1 PLC的基本结构235.2 PLC的硬件设计235.2.1 总体控制要求的分析235.2.2 PLC与液位变送器的连接245.2.3 PLC与闸门开度仪的连接245.2.4 PLC的选型265.3 PLC的软件设计265.3.1 输入量、输出量的介绍275.3.2 PLC控制系统的要求275.3.3 PLC的梯形图设计295.4 小结40第六章 总结与展望416.1 总结416.2 展望41参考文献42致谢