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西门子S7-200PLC在船闸闸门自动监控系统中

的应用

1.引言

随着科技开展和社会进步,在我国的水利事

业中计算机监控技术已被广泛应用于泵站监控、

船闸监控、闸门监控、变电站监控等方面。在船

闸自动化监控方面，可编程控制器〔PLC〕技术

较为成熟地应用使得船闸监控系统也逐渐趋于

完善。PLC具有可靠性高，开发周期短，使用操

作方便、便于现场编程调试等特点。船闸自动监

控系统在运行时能根据控制要求手动或自动启

闭闸门、监测闸室上下游水位及闸室水位、监测

各闸门闸位、定开高启闭闸门、监测系统设备状

态。

本文根据中河水利船闸自动监控系统的设

计、调试、运行实践，提出船闸自动监控系统的

设计原则和方法。经工程的运行检验证明是可行

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的。

2.船闸闸门自动控制系统构成

2.1系统的组成

中河水利船闸监控系统监控中心建在水利

枢纽监控中心室。系统由一台远程控制计算机(操

作员站)、一台上位机(工程师站)、一台网络报警

打印机、两套由PLC可编程控制器组成的现地监

控单元、现地操作单元、数据采集系统及执行机

构、上下游水位传感器及闸位传感器等设备组成。

见系统构成图见图1：

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图1：东河船闸控制系统方案

2.2系统的监控围

◆船闸上、下闸首闸门自动监控；

◆上、下游及闸室水位自动监测；

◆闸门位置及状态的实时自动监测；

◆启闭机房设备状态的实时自动监测；

◆通航灯的自动控制；

3.船闸闸门自动控制系统的设计

3.1系统的设计原则与要求

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〔1〕实用性与先进性。在方案设计中特别

强调系统的实用性与先进性相结合。在确保实用

效益的根底上，采用成熟的自动控制技术、计算

机技术、平安防技术。

〔2〕可靠性与平安性。根据水闸技术管

理规程SL75-94、水闸工程管理设计规

SL170-96等规要求，选用合理设备，设计高可

靠性的软、硬件控制系统，使船闸的控制更平安

可靠。

〔3〕经济性和可扩展性。在满足系统设

计要求的前提下，选用性价比高的传感器设备、

监控设备及通信设备。所采用的设备要充分考虑

易升级换代，并且在升级时可以最大限度地保护

原有的硬件设备和软件投资。

3.2系统主要设备的选型

〔1〕主回路供电采用带电分励的空气开

关，可用于现场无人职守的远程操作方式。该装

置动作可靠并有过载、欠压、短路保护功能，且

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可以通过控制回路分励控制，增加系统对电机的

保护措施。在现场无人职守情况下，起到在电机

停机后接触器异常触点粘连情况下，自动分断电

机主回路，保护电机的作用。

〔2〕闸门启闭机主回路的电源通断采用

交流接触器控制电机的正转、反转。

〔3〕控制回路采用PLC控制。本系统采

用的PLC为德国西门子公司的S7-200系列。具

体配置如下。CPU：CPU226(24点DI，16点

DO)；DI：EM221(8点)；DO：EM222(8点)；

AI：EM231(4路)；以太网模块：CP243-1；中文

文本显示器：TD200；编程软件：STEP

7-Micro/