河闸自动化控制系统设计(附件)
目前，我国建有河闸已经有四万余座，这些闸门在我国的防洪抢险，排涝抗旱，水资源调配等方面发挥了重要作用。随着经济的迅猛发展，我国水利系统的开发建设也得到了快速发展。近年来新建的河闸基本上都采用自动化控制系统，但是还有相当多的河闸在使用人工控制。闸门的自动化程度与其经济效益密切相关。通过采用自动化控制技术，可以自主实现对闸门的控制，并且提高了闸站的响应能力，可以更准确地调节流量，快速执行配水任务，相比于人工操作，更具有准确性与稳定性，并且还大大降低了工作人员的劳动程度。随着水利行业自动化，信息化的发展，这些闸门相信在不久的将来最终也将实现自动化控制。如今，我们将采用可编程逻辑控制器即PLC,设计一种能够适应自动化控制需求的闸门启闭机的电气控制系统，并与传统的继电-接触器控制系统相结合，完成闸门的开启闭合以及远程控制。关键词 河闸，自动化控制，PLC，监视系统，远程操控
目录
1 绪论 1
1.1河闸发展前景 1
1.2河闸的组成及工作特点 1
1.3传统河闸和河闸自动化控制系统 1
1.4研究的主要内容 2
1.5课程研究的意义 2
2 河闸自动化设计总体方案 2
2.1概述 3
2.2系统框图 3
3 相关负载和容量的计算及相关元件的选择 5
3.1电动机容量的计算 5
3.2导线的选择 5
3.3其他元器件的选择 5
3.4元器件清单表 5
4 控制系统执行机构 6
4.1仪器结构原理及其特点 6
4.2系统控制原理 7
4.3现地控制柜控制功能 7
5 远程控制(监视系统) 8
5.1监控组态软件 8
5.2闸门监控系统的结构分析和确定 9
5.3闸门监控系统功能 10
6 现场控制 10
6.1手动控制 10
6.2自动控制 12
7 闸门自动（PLC）控制系统程序设计 12
7.1软件系统设计 12
7.2I/O端口分配表 14
7.3主程序模块 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1河闸发展前景
在防汛、水资源调度中，闸门一直以来都承担着十分重要的作用。随之相关的，相对于闸门及它的控制系统的安全性，可靠性和先进性，这些要求也上升到了一个新的高度。如今的计算机技术、通讯技术和控制技术都在迅猛发展中，与水利行业相关的水利枢纽的自动控制等迫切需要可靠性高，性价比好的闸门控制系统。
传统的闸门都是需要工作人员亲自去现场通过闸门启闭机来对闸门进行操控的。
随着社会科技的急速发展，水利行业也发生了翻天覆地的变化。闸门启闭机是传承水利系统的重要组成部分，如果在现在这个年代，还对其沿用传统的继电器控制的话，首先，与监控系统的通讯问题得不到解决。此外，也满足不了当天水利部门对设备的自动化控制需求。所以，一种新兴的电气控制系统应运而生。这是一种可以适应自动化控制需求的闸门启闭机的电气控制系统。这种系统与传统的控制系统相结合，就实现了河闸自动化控制，既可以就地手动操作闸门启闭机，也可以远程自动控制。这种控制系统操作简便，维护量小，运行稳定可靠。
1.2河闸的组成及工作特点
河闸主要是由三部分组成的：上游联接段、闸室段和下游联接段。它可以进行挡水和泄水，在水利方面起着至关重要的作用。在关门挡水的时候，水闸上、下游之间会产生相当大的水位差，使水流产生相当大的水平推力，水闸有可能会因此而被冲向下游流域。所以，闸门的选择一定要保证闸门自身具有一定的重力，能够承受水流的平推冲力。另外，还是因为上、下游水位间强大冲力，会产生渗流现象。渗流会对闸室和两岸的联接物造成破坏，因此，防渗的设计也必须做到位。地基的选择也必须经过慎重挑选。在土基上建闸，因为土基压缩性大，抗剪强度低，再承受闸门的重力和水流冲击之下，可能会产生巨大的沉降现像。时间长了之后会对河闸造成破坏。尤其是不均匀沉降，会导致水闸倾斜，严重的话还会发生断裂现象。所以在选择地基的时候一定要合理。
1.3传统河闸和河闸自动化控制系统
1.3.1传统河闸
传统河闸需要人工手动操作，手动实现河闸的开启，关闭以及停止。
现今，大多数河闸都采用自动化控制系统。
1.3.2自动化控制系统河闸
水利行业的闸门自动控制综合管理系统，主要实现对水文信息，闸门工况参数的采集和现场实时图像的监控及闸门的自动控制。
1.4研究的主要内容
在设计中，我们要把传统河闸和自动化控制系统结合起来。闸门自动控制系统的设计中，对闸门的执行机构的控制是一个非常重要的环节。采用可靠性高，性能高的可编程控制器即PLC，可以完美地解决这个问题。根据闸门机构的特点和工作模式，我们需要设计以PLC为核心部件的闸门自动化控制系统，描绘出控制系统的硬件结构，以组合模块化的方式设计该系统的程序软件。
闸门计算机控制系统要本着技术先进、安全可靠、经济实用的设计原则，着重考虑控制与管理的结合、数据实时性与历史性的结合、通用性与安全性的结合，能够较好的满足水库各闸门的控制管理要求。
1.5课程研究的意义
目前，我国建有河闸已经有四万余座，这些闸门在我国的防洪抢险，排涝抗旱，水资源调配等方面发挥了重要作用。随着经济的迅猛发展，我国水利系统的开发建设也得到了快速发展。近年来新建的河闸基本上都采用自动化控制系统，但是还有相当多的河闸在使用人工控制。闸门的自动化程度与其经济效益密切相关。通过采用自动化控制技术，可以自主实现对闸门的控制，并且提高了闸站的响应能力，可以更准确地调节流量，快速执行配水任务，相比于人工操作，更具有准确性与稳定性，并且还大大降低了工作人员的劳动程度。随着水利行业自动化，信息化的发展，这些闸门相信在不久的将来最终也将实现自动化控制。
河闸自动控制可以实现闸门的远程监控和管理，并可将闸门的运行情况，水文水情数据，现场视屏信号等传输到上级管理调度部门，实现科学调度及决策。
目录
1 绪论 1
1.1河闸发展前景 1
1.2河闸的组成及工作特点 1
1.3传统河闸和河闸自动化控制系统 1
1.4研究的主要内容 2
1.5课程研究的意义 2
2 河闸自动化设计总体方案 2
2.1概述 3
2.2系统框图 3
3 相关负载和容量的计算及相关元件的选择 5
3.1电动机容量的计算 5
3.2导线的选择 5
3.3其他元器件的选择 5
3.4元器件清单表 5
4 控制系统执行机构 6
4.1仪器结构原理及其特点 6
4.2系统控制原理 7
4.3现地控制柜控制功能 7
5 远程控制(监视系统) 8
5.1监控组态软件 8
5.2闸门监控系统的结构分析和确定 9
5.3闸门监控系统功能 10
6 现场控制 10
6.1手动控制 10
6.2自动控制 12
7 闸门自动（PLC）控制系统程序设计 12
7.1软件系统设计 12
7.2I/O端口分配表 14
7.3主程序模块 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1河闸发展前景
在防汛、水资源调度中，闸门一直以来都承担着十分重要的作用。随之相关的，相对于闸门及它的控制系统的安全性，可靠性和先进性，这些要求也上升到了一个新的高度。如今的计算机技术、通讯技术和控制技术都在迅猛发展中，与水利行业相关的水利枢纽的自动控制等迫切需要可靠性高，性价比好的闸门控制系统。
传统的闸门都是需要工作人员亲自去现场通过闸门启闭机来对闸门进行操控的。
随着社会科技的急速发展，水利行业也发生了翻天覆地的变化。闸门启闭机是传承水利系统的重要组成部分，如果在现在这个年代，还对其沿用传统的继电器控制的话，首先，与监控系统的通讯问题得不到解决。此外，也满足不了当天水利部门对设备的自动化控制需求。所以，一种新兴的电气控制系统应运而生。这是一种可以适应自动化控制需求的闸门启闭机的电气控制系统。这种系统与传统的控制系统相结合，就实现了河闸自动化控制，既可以就地手动操作闸门启闭机，也可以远程自动控制。这种控制系统操作简便，维护量小，运行稳定可靠。
1.2河闸的组成及工作特点
河闸主要是由三部分组成的：上游联接段、闸室段和下游联接段。它可以进行挡水和泄水，在水利方面起着至关重要的作用。在关门挡水的时候，水闸上、下游之间会产生相当大的水位差，使水流产生相当大的水平推力，水闸有可能会因此而被冲向下游流域。所以，闸门的选择一定要保证闸门自身具有一定的重力，能够承受水流的平推冲力。另外，还是因为上、下游水位间强大冲力，会产生渗流现象。渗流会对闸室和两岸的联接物造成破坏，因此，防渗的设计也必须做到位。地基的选择也必须经过慎重挑选。在土基上建闸，因为土基压缩性大，抗剪强度低，再承受闸门的重力和水流冲击之下，可能会产生巨大的沉降现像。时间长了之后会对河闸造成破坏。尤其是不均匀沉降，会导致水闸倾斜，严重的话还会发生断裂现象。所以在选择地基的时候一定要合理。
1.3传统河闸和河闸自动化控制系统
1.3.1传统河闸
传统河闸需要人工手动操作，手动实现河闸的开启，关闭以及停止。
现今，大多数河闸都采用自动化控制系统。
1.3.2自动化控制系统河闸
水利行业的闸门自动控制综合管理系统，主要实现对水文信息，闸门工况参数的采集和现场实时图像的监控及闸门的自动控制。
1.4研究的主要内容
在设计中，我们要把传统河闸和自动化控制系统结合起来。闸门自动控制系统的设计中，对闸门的执行机构的控制是一个非常重要的环节。采用可靠性高，性能高的可编程控制器即PLC，可以完美地解决这个问题。根据闸门机构的特点和工作模式，我们需要设计以PLC为核心部件的闸门自动化控制系统，描绘出控制系统的硬件结构，以组合模块化的方式设计该系统的程序软件。
闸门计算机控制系统要本着技术先进、安全可靠、经济实用的设计原则，着重考虑控制与管理的结合、数据实时性与历史性的结合、通用性与安全性的结合，能够较好的满足水库各闸门的控制管理要求。
1.5课程研究的意义
目前，我国建有河闸已经有四万余座，这些闸门在我国的防洪抢险，排涝抗旱，水资源调配等方面发挥了重要作用。随着经济的迅猛发展，我国水利系统的开发建设也得到了快速发展。近年来新建的河闸基本上都采用自动化控制系统，但是还有相当多的河闸在使用人工控制。闸门的自动化程度与其经济效益密切相关。通过采用自动化控制技术，可以自主实现对闸门的控制，并且提高了闸站的响应能力，可以更准确地调节流量，快速执行配水任务，相比于人工操作，更具有准确性与稳定性，并且还大大降低了工作人员的劳动程度。随着水利行业自动化，信息化的发展，这些闸门相信在不久的将来最终也将实现自动化控制。
河闸自动控制可以实现闸门的远程监控和管理，并可将闸门的运行情况，水文水情数据，现场视屏信号等传输到上级管理调度部门，实现科学调度及决策。
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