1 引言
　　近年來,，隨著我國自動化技術(shù)的提高，工廠自動化也上了一個新臺階,?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)作為一個從八十年代發(fā)展起來的新興的工業(yè)控制器，是自動控制、計算機和通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,，是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場設備,。PLC以其體積小、功能齊全,，價格低廉,，可靠性高等方面具有獨特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應用,。
　　洪門水電廠是一個投產(chǎn)30多年老電廠,，原有的自動化設備無法滿足安全生產(chǎn)的需要。溢洪道是水電廠最重要的水工建筑物之一,，因此對于該建筑物日常運行維護特別重要,，消力池排水廊道自動抽水系統(tǒng)的更新改造正是為了滿足這要求?？紤]到水工建筑物自然環(huán)境因素,，根據(jù)可靠性第一，選用性價比較高的產(chǎn)品的原則,，我們重點對AB,、GE、三菱,、OMRON（歐姆龍）,、MODICON（莫迪康）、SIEMENS（西門子）等公司的PLC系列產(chǎn)品進行了綜合的比較,、選擇,，最后選用了三菱公司的產(chǎn)品，這是因為三菱公司產(chǎn)品除具有上述優(yōu)點外,，還具有維護方便及操作簡單直觀易掌握的特點,。PLC采用三菱 FX2N-48MR+2A/D+2D/A,主要負責水位的數(shù)據(jù)采集，控制潛水泵的啟動/停止等,。同時選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏,，主要負責參數(shù)顯示和修改參數(shù)以及顯示詳細的故障信息等。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　洪門水電廠溢洪道消力池排水廊道排水系統(tǒng)主要由三部分組成,。①一級堰廊道自動排水系統(tǒng),；②二級堰廊道自動排水系統(tǒng)；③人機對話系統(tǒng),。其中主控制系統(tǒng)安裝在二級堰廊道它由水位變送器,、液位開關(guān)、可編程控制器,、接觸器,、控制開關(guān)等構(gòu)成,。除具有現(xiàn)地控制功能外，還具有通過遠方的液晶觸摸顯示器完成水位檢測,、實時顯示,、傳感器整定、實時控制,、保護等功能,。一級堰廊道只安裝了水位變送器和接觸器等水泵起動設備。液晶觸摸屏也就是人機對話系統(tǒng)安裝在溢洪道維護人員的辦公地點,，離主控中心有100米左右,。

3 各部分工作元器件特性
3.1 PLC
　　PLC(FX2N-48MR)是整個控制系統(tǒng)的核心控制部件，其豐富齊備的控制運算指令,、優(yōu)越的性能,、現(xiàn)場編程調(diào)試的方便已使其成為深受現(xiàn)場技術(shù)人員歡迎的控制設備。主要性能指標為：24點輸入/24點繼電器輸出,，內(nèi)置8000步RAM可使用存儲盒,，運算速度為1.52цs～數(shù)100цs/步（應用指令）；其輸出接點的最大負載為80VA或100KW,，輸出接點的壽命為20VA/300萬次,，35VA/100萬次,，80VA/20萬次,。

3.2 2A/D及2D/A
　　FX2N-2A/D轉(zhuǎn)換模塊用于接收水位變送器輸出的4～20 mA電流信號，并將其變?yōu)镻LC程序可用的十進制數(shù),。（即將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)值量）
　　FX2N-2D/A轉(zhuǎn)換模塊用于將PLC運算得到的控制量數(shù)值轉(zhuǎn)換為-10V～+10V電壓信號,，通過RS485或RS422接口連接將電流模擬量信號輸入到遠方監(jiān)控系統(tǒng)。

3.3液位變送器和液位開關(guān)
　　液位變送器采用高精度,、高可靠性美國麥克產(chǎn)品,，型號為MPM426W 液位開關(guān) 采用臺灣凡宜LTB產(chǎn)品，當水位達到設定值時,，給可編程一個動作信號,。

3.4 觸摸屏
　　作為一種新型的人機界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注,，它的簡單易用,，強大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境。用戶可以自由地組合文字,，按鈕,，圖形，數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理隨時可能變化的信息,。隨著工業(yè)設備的飛速發(fā)展,，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作,，無法提高效率。但使用人機界面,，能明確指示并告知操作員機器設備目前的狀況,，使操作變得簡單生動。使用觸摸屏,，還可以使機器配線標準化,、簡單化，同時也能減少PLC控制所需的I/O點數(shù),，降低生產(chǎn)成本,，也相對提高整套設備的附加價值。本系統(tǒng)選用三菱公司的GOT930觸摸屏,，它和三菱PLC有很好的通用性,，能在線監(jiān)視并修改程序，不必很麻煩的重復插拔接口,。

4 本裝置系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能
4.1具有三種運行方式:自動,、手動和退出，采用操作把手手動切換,。
4.2在“自動”運動方式下,，根據(jù)液位開關(guān)（或液位變送器）提供的液位信號啟動和停止?jié)撍茫辉?ldquo;手動”運行方式下,，可以直接通過手動操作把手起動/停止?jié)撍?。?ldquo;退出”運行方式下，自動和手動操作均不起作用,。
4.3自動定時切換各潛水泵間的主用/備用狀態(tài),，也可以人為進行切換各泵間的主用/備用狀態(tài)。
4.4采用發(fā)光二極管指示裝置的運行狀態(tài)和系統(tǒng)故障,。
4.5采用液晶顯示屏來進行參數(shù)顯示（如：水位等）和修改參數(shù)（如：水泵啟動和停止水位整定值,、水泵切換時間參數(shù)、）以及顯示詳細的故障信息,。
4.6具有故障報警功能,，報警信息包括：電源故障、水泵故障,、變送器故障,、水位過高、水位過低,、PLC故障等,。
4.7具有自檢功能和較強的容錯能力。
4.8控制電源采用交直流兩路輸入的UPS電源,。
4.9具有通信聯(lián)網(wǎng)功能,，將報警信號和模擬量信號等傳送到遠方計算機監(jiān)控系統(tǒng),。

5 軟件設計
　　根據(jù)溢洪道消力池排水廊道排水系統(tǒng)控制的要求，利用三菱公司PLC豐富的指令編制控制程序,，并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)試及優(yōu)化控制程序的原則,，本控制系統(tǒng)主要有以下幾個控制程序模塊。
5.1 二級堰廊道自動排水控制過程
5.1.1當兩臺水泵處于“自動”狀態(tài)時,，若液位開關(guān)達到“水位高”位置時,，主用水泵起動；若液位開關(guān)達到“水位過高”或“水位很高”位置時,，備用水泵也起動,，并且同時發(fā)出“水位過高”告警信號。
5.1.2當液位開關(guān)低于“水位低”位置時,，所有運行的水泵都停止工作,；若“水位過低”時，除水泵停止運行外,，還發(fā)“水位過低” 告警信號,。
5.1.3當PLC發(fā)出某臺水泵的運行指示后2秒內(nèi)該臺水泵的磁力起動器未動作，則該臺水泵主/備用狀態(tài)改變至備用狀態(tài),，并同時發(fā)出告警信號,。
5.1.4二級池水泵自動運行流程圖見附錄一所示。 圖1 二級池水泵自動運行流程圖
5.2一級池水泵自動工作過程：
　　當水泵處于“自動”狀態(tài)時,，若一級池集水井水位達到“水位高”位置時,，一級池水泵起動；若水位達到“水位過高”時,，水泵起動并同時發(fā)出告警信號,；若水位達到“水位低”位置時，一級池水泵停止,。若水位達到“水位過低”位置時，一級池水泵停止并同時發(fā)出告警信號,。
圖2 一級池水泵自動運行流程圖
5.3 人機界面設計
　　在人機界面中,，設計了16幅畫面，包括狀態(tài)信息,，故障信息,，參數(shù)設置，修改密碼,，系統(tǒng)維護等,。狀態(tài)信息包括一、二級堰廊道水位顯示以及二級堰廊道1#潛水泵,、2#潛水泵,、一級堰廊道水泵的工作狀態(tài),；故障信息顯示水泵、電源,、熱繼,、水位超限等設備或信號的故障時間；參數(shù)修改包括壓水位的整定值設置,，水位的輸入,、輸出值整定設置以及主/備。觸摸屏的畫面如圖所示,。

6　結(jié)束語
　　洪門水電廠溢洪道消力池排水廊道自動抽水系統(tǒng)是在總結(jié)可編程技術(shù)在該廠機組調(diào)速器壓油罐油壓和油位自動控制系統(tǒng)的基礎上,，自主設計安裝、調(diào)戲而成功的一個項目,。溢洪道消力池排水廊道自動抽水系統(tǒng)獲得當年該廠“合理化建議”一等獎,。。本系統(tǒng)從2003年改造至今正常運行兩年,，沒有發(fā)現(xiàn)大問題,，本系統(tǒng)設計合理、先進,，運行安全,、可靠，維護方便,，操作簡便直觀,，。其次,，由于PLC功能齊全,，可靠耐用，指令簡潔,，其觸摸屏與PLC有很好的通用性,，可通過觸摸屏監(jiān)視并修改、優(yōu)化程序,，鍛煉了該廠職工隊伍,，使電氣維護人員基本掌握了PLC的原理及自動控制系統(tǒng)的軟、硬件設計及制作的技術(shù),，提高了職工的技術(shù)水平,。而且，為洪門水電廠設備自動化改造及維護節(jié)省了不少資金,。