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　　4 施耐德系列PLC船闸控制系统的构成
　　
　　皂河二线船闸电气控制系统于2006年6月进行了电气改造。使用施耐德 PLC进行控制，其组成框图如图2所示。
　　
　　

　　图2 PLC系统配置图
　　
　　4.1 PLC硬件配置
　　CPU模块:A;
　　电源模块:(双电源冗余);
　　以太网模块:;
　　开关量输入模块:(3块);
　　模拟量输入模块:(2块);
　　继电器输出模块:(6块);
　　工业网络交换机:499NES18100;
　　工业光电收发器:499NTR10100。
　　
　　4.2 周边配置设计
　　采用三台研华原装工业控制计算机(PIV 2.4G，512 MDDR，80G×2，WIN2000 SP4，RAID 1镜像)。选用三台三星液晶17寸显示器SAMSUNG @75Hz)，不闪烁，无辐射。组态软件选用组态王6.51(2005年12月发布)。变频调速系统:施耐德ATV-71变频器及其成套滤波附件。本系统中所选用的所有接触器、断路器、中间继电器均为法国施耐德公司TE、梅兰日兰系列产品。
　　
　　考虑到船闸控制系统既能进行集中操作，也满足分散现地运行的需要，并且保证控制系统在船闸大修等特殊时期的安全运行，将船闸控制柜、动力柜放置于下游左岸三楼机房，并配置了一个集中操作台，满足船闸集中操作运行的需要。操作台面板上安装上、下游闸阀门运行状态指示灯，以便于直观了解船闸闸阀门运行状况。同时安装程控/分散控制手动转换开关以及船闸控制的相应操作按钮。
　　
　　上下游值班岗亭内各设置一台操作台，上下游操作台上各配置一台原装研华工控计算机并配以组态软件，面板上各配一台液晶显示器，并将收费系统显示器嵌放于操作台面板上，收费计算机放置于操作台内部，操作员既能直观了解船闸状况及PLC工作状态，在上位机上可以进行船闸的所有控制操作，又不影响船闸收费系统的正常运行。上下游两操作台功能完全相同，且互为备用，即一旦某一操作台的上位机发生故障，另一操作台任可进行船闸的所有操作。两操作台上位机与集控室PLC之间通讯采用光纤连接，既保证通讯的速度，亦可有效避免外界干扰、雷电波对系统安全稳定性的影响。
　　
　　上下游机房手动箱上安装上、下游闸阀门状态指示灯及船闸控制的相应操作按钮。操作员可通过上位机进行船闸操作，也可通过控制按钮进行船闸操作，两种操作方法互为备用。
　　 闸门采用变频调速系统，保证闸门安全平稳运行，同时，为减少变频器对电网及控制系统的干扰，对变频器加装相应的设备以减少高次谐波对系统的干扰。
　　
　　5 系统的功能与安全设计
　　5.1 系统的功能设计
　　该PLC控制系统能直接和上位机相连，并使用组态控制软件，能在线编程和操作控制，使船闸的控制更为直观。系统采取程控与分散运行相结合，正常程序运行情况下，系统自动控制闸阀门的开关动作，并具备多重自动保护功能，自动检测动力、控制电源的电压、电流，闸阀门电机电流，自动形成数据库存入计算机，系统管理员能准确了解系统在过去任意时刻动力、控制电压、电流数值，以及电机运行时电流大小情况。由于在上下游闸首及闸室安放水位传感器，能实时观测船闸三级水位，保证船闸安全运行。同时，在上下游闸首分别配置一套广播系统，上位机可进行自动广播，操作全部可在操作面板上进行。对通航信号指示灯系统根据船闸运行的实际状况自动进行切换控制。上位机平时显示闸阀门状态画面及三级水位，需要时，可进入报表界面，参数记录界面及故障报报警界面。
　　
　　控制系统采用施耐德电动操作机构，可实现远程遥控分合闸。在船闸遇特殊情况需断开所有动力电源时，操作员按任一个“急停”按钮后，系统立即断开船闸所有动力电源。在故障排除后，只需按“合闸”按钮，系统自动合上动力电源。此外，考虑到今后扩展、联网的需要，系统的所有开关量、模拟量输入、输出模块留有一定的空余点数，所有控制电缆均留有一定的未用芯数，所有动力电缆的容量也留有一定的裕度。使得一旦系统的功能需要进一步完善，现有的PLC输入输出点及电缆能在一定范围内满足要求。
　　
　　5.2 系统的主要安全保护措施
　　控制系统电源与动力电源完全隔离，控制电源经精密净化稳压后再经在线式UPS输出到控制系统，控制按钮全部使用24V直流电源。有效保护操作员及机电人员的操作、维护安全。
　　接触器采用施耐德产品，具有质量好、体积小、噪音小、使用寿命长等优点。接触器上端安装断路器，便断开电源检修维护。
　　
　　PLC输出端全部安装自动空气断路器，任一线路发生短路等故障时，能迅速断开，机电养护人员能迅速知道故障原因，并且无需更换熔丝。
　　对闸阀门电机采用双重保护措施：
　　(1) 动力驱动柜内安装阀门电机综合保护器(闸门变频器本身就是性能较好的电机保护器)，在电机过压、过流、缺相、短路等情况下自动断开电源以保护电机;
　　 (2) 在闸阀门电机上端加装电流传感器，信号送至PLC，PLC对传感器信号进行模/数处理后，发现异常情况断开相应的接触器电源。　　
　　闸阀门限位开关均使用进口元器件，动作可靠，并全部使用双限位，即一旦某一限位开关发生故障后，不影响船闸的安全运行，系统对限位开关的运行状况具有自动检测功能，便于机电养护人员进行检修。
　　
　　6 结束语　　
　　自施耐德系列PLC在船闸控制系统中应用以来，以其优异的性能，极低的故障率，大大提高了船闸控制系统的安全性与可靠性，有力地保障了苏北运船闸的安全与畅通。可以预见，随着船闸电气自动化控制要求的逐步提高，终将实现船闸综合自动化，施耐德 PLC必将在船闸有着更广泛的应用。

　1.引言
　　丝光工序是将煮练过的平幅织物在一定张力下，用浓碱溶液处理，使织物纤维发生不可逆的溶胀，纤维截面趋向圆形，表面光滑，再经冲洗去碱、蒸洗去净等加工，使织物产生丝一样的光泽，从而使织物获得稳定的尺寸、耐久的光泽、增加抗拉强度并提高对染料的吸附力。 　　
　　丝光工艺使用的丝光机有布铗丝光机、直辊丝光机、弯辊丝光机等，其中应用比较普遍的是布铗丝光机，是由左、右两组布铗链条组成，织物在布铗夹持下进行冲洗去碱扩幅，幅宽容易控制，使织物获得较好的缩水率。　　
　　高速布铗丝光联合机和其它染整机械一样由进布装置、扎车、绷布辊、布铗式拉幅机(丝光机)、水洗机、烘燥机、出布装置等众多通用装置和单元机组成。其控制系统采用多单元交流变频调速，调幅、吸碱、喷淋、碱液回收用交流电机传动，探边、水洗机、上排导布辊用力矩电机传动，控制核心是对丝光机左、右两组布铗链独立传动，在速度跟随的同时实现位置同步，要求运转布速可达100m/min以上。整个系统采用10.4” Magelis XBT-G 彩色TFT触摸屏(XBT G5330)进行参数设定、显示等操作和系统监控。　　
　　2.控制系统方案
　　高速布铗丝光机控制系统采用施耐德电气公司的Micro PLC为控制核心，丝光机部分的传动控制采用两台通过光纤通讯连接的UE/ME系列高性能变频器实现左、右两组布铗链的速度跟随和位置同步；其它部分传动采用ATV58和ATV31变频器，通过PLC的模拟量输出控制实现恒速度恒张力控制。PLC还同时对众多碱泵按设定时序控制，并实现丝光过程中的脱铗停车、探边、烧碱浓度与布铗拉幅之间的故障连锁，以及停车时碱泵的自动停喷、停吸等。整个系统采用10.4” Magelis XBT-G 彩色TFT触摸屏(XBT G5330)进行参数设定、显示等操作和系统监控。　　
　　3.控制系统说明
　　高速布铗丝光联合机控制系统的核心是 UE/ME系列高性能变频器的应用。
　　UE/ME系列变频器是施耐德电气公司推出的空间矢量控制型高性能变频器，功率范围为15～500kW，通过模块并联方式大功率可达1200kW，具有充足的可灵活配置的输入、输出接口(包括光纤输入输出接口，Max.50米)，内置PID过程控制器，控制方式可以是磁通矢量或V/F控制。开环模式下可jingque控制电机速度低至1Hz；闭环矢量控制模式下，通过采用闭环控制转矩模式可实现张力控制、开卷/卷取控制、位置控制、转矩控制等；采用闭环控制速度模式可实现起重及提升、高精度速度控制、位置控制、零速满转矩等。此外，UE/ME系列变频器内置Modbus 通讯协议的标准RS485/232 通讯口，并支持DeviceNet, Interbus, Profibus-DP等网络。　　
　　UE/ME 系列变频器的另一个突出特点是Vysta for bbbbbbs 软件允许用户自定义特殊应用。Vysta软件是基于bbbbbbs的图形化编程平台，主要由两部分组成：显示屏编辑器(可自定义显示屏结构及内容，包括菜单格式及显示数据的类型)和原理图编辑器(用于编辑控制功能，控制功能块利用拖放技术相互连接)。采用Vysta软件并结合变频器的输入/输出接口，可以实现传统PLC控制功能移至UE/ME变频器中，从而提高传动系统响应速度和性能，满足用户自有知识产权的需要。
　　丝光机控制系统正是采用了UE/ME系列变频器通过Vysta软件编程的用户自定义特殊应用功能，通过原理图编辑，并结合变频器间光纤输入、输出接口，将丝光机左、右两组布铗链的速度跟随和位置同步的复杂运算和控制功能内置在变频器中，方便地满足了系统的要求。
　　此外，在高速布铗丝光联合机的水洗机部分，利用UE/ME系列变频器的力矩控制功能实现导布辊张力的连续可调控制，可以从根本上改变传统的张力开环并通过力矩电机有级调节的应用方式，张力控制十分稳定，实现了生产的连续运行，同时产品质量也得到了大幅度提高。具体实现实现方案是：采用普通变频电机加光码反馈替代原有的力矩电机，将导布辊的张力反馈送到变频器的模拟输入口，与张力给定作比较，通过一套数学模型运算，给出需要的输出力矩参考，直接控制变频器的输出力矩；与丝光机控制一样，水洗机控制的所有运算都直接通过Vysta软件的原理图编辑功能完成。