大型钢坝闸控制系统设计

3．3 上位监控系统
上位监控系统承担着对钢坝闸控制、系统管理及PLC编程、上位组态和调试等工作。编程软件使用施耐德Unity Pro软件，上位监控软件采用Wonderware公司的Intouch 10．O，操作系统为Window XP Professional。Unity Pro编程软件完成对硬件组态、子站地址的分配，编写整个系统程序的控制逻辑。该编程软件采用国际标准的IEC6113l-3编程语言，通俗易懂、直观简单，强大的编程环境基本可以满足一切工业逻辑要求。Intouch 10．0监控软件是一套工业自动化组态软件，为系统提供了一个“过程化的窗口”和实时数据，为操作员提供了功能强大操作方便的人机界面。Intouch通过现地PLC实现数据采集、设备控制、记录、故障报警等功能，并以图形或报表的方式进行实时显示及事件记录、打印等。
3．4 控制模式
钢坝闸控制系统操作运行设有“远程自动”、“远程手动”、“现地手动”三种工作模式。“远程自动”模式为正常的主要运行方式，根据钢坝闸自动顺序运行的条件，在操作员站上操作完成整个工作流程。在程序编写中注意自动顺序执行期间，出现任何故障或运行人员中断信号，都能使正在运行的程序中断并回到安全状态，使程序中断的故障或运行人员的指令都将在画面实时显示。“远程手动”模式为运行人员在画面上点操作被控对象。在远程手动模式下，系统提供了丰富的操作指导和反馈信息，指引操作人员的操作，以防止误操作。“现地手动”模式是运行人员通过现地控制柜上按钮操作被控对象。

4 主要控制功能的实现
新安江钢坝闸每孔闸门宽度为46 m，两侧液压启闭机液压缸微小的行程偏差都会产生较大的扭力造成闸门在开启过程中的偏转、卡堵甚至损坏，因此在钢坝闸运行中液压缸的行程控制是关键。为防止出现在钢坝闸启闭过程中液压缸行程偏差过大，各闸门启闭机上均设置有闸门开度(行程)检测装置，现地PLC可接受检测装置中绝对型编码器发送的闸门开度数据(分辨率为1／4 096)，控制中心可据此数据对现地各孔闸门的运行进行严密监控。其中行程检测装置及行程开关是关键的检测部件，要求选用具有高可靠性、技术先进的产品。通过行程检测装置可顺利实现钢坝闸的主要控制功能：
(1)液压缸同步控制。在闸门启闭过程中，行程检测装置全程连续检测同一孔闸门2只液压缸的行程偏差，当偏差值大地等于20 mm时，液压系统自动调整相应液压缸的进、出油量，使液压缸同步。当2只液压缸的行程偏差大于等于40 mm时，液压系统自动停机并发出报警信号。
(2)闸门复位控制。闸门开启到预定的工作开度时，系统能自动监控闸门的实际开度，当闸门因系统泄漏引起闸门自开启工作位置下滑达150 mm时，控制系统应自动指令液压泵电动机组启动，将闸门提升恢复原位。若闸门继续下滑至200 mm时，控制系统应自动指令备用液压泵电动机组启动，将闸门提升恢复原位，同时发出报警信号。
(3)极限位置控制。闸门全开位置测量：当闸门到达全开位置后，通过行程开关给出一个开关量信号，停止闸门开启操作；闸门全关位置测量：当闸门到达全关位置后，通过行程开关给出一个开关量信号，停止闸门关闭操作。
(4)液压系统主要回路压力测量。系统能自动测量闸门操作压力油源的压力、油缸两腔的压力，以及油路中主要阀、管中油的压力，控制系统检测并诊断液压系统工作状态，以便及时采取保护措施。
(5)电机及油泵运行状态测量。检测电机投入命令是否执行和油泵是否正常运行。

5 结语
黄山新安江钢坝闸是我国目前在建第二大钢坝，其控制系统要求先进、可靠、安全。在钢坝闸项目论证和实施过程中，选用以施耐德Un-ity PLC为平台，充分利用当前工控领域的一些先进的、成熟的技术，使系统具有高可靠性、高稳定性以及灵活的可扩展功能，为钢坝闸的少人值守管理模式提供了良好的技术支持。本系统于2009年1月开始设计以来组织了多次水利工程专家进行图纸设计的审查，与会专家对控制系统的设计非常满意。目前该系统正在调试中，预计年底正式投运，投运后将在黄山市城市水利建设中发挥巨大作用而获得可观的经济效益，更重要的是美化了黄山城市的水环境建设，将取得显著的社会效益。