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1、组合型可编程自动测量与电气控制屏的制作方法专利名称：组合型可编程自动测量与电气控制屏的制作方法技术领域：本实用新型涉及的是组合型可编程自动测量与电气控制屏，用于水库、水电站液压启闭机启闭闸门。属于自动化技术领域。背景技术：水库、水电站闸门液压启闭机的电气控制设备，常规的电气控制设备是采用继电器逻辑的手动方式，控制和保护功能简单。发明内容本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种将常规继电器手动控制方式、PLC控制方式和远方计算机指令控制方式组合起来形成冗余控制结构的组合型可编程自动测量与电气控制屏。本实用新型的技术解决方案其结构是液压启闭机的输出端分别接常规继电器逻辑控制电路和可编程控制
2、器控制电路的一个输入端，常规继电器逻辑控制电路的另一个输入/出端接可编程控制器控制电路的输出/入端，可编程控制器控制电路和常规继电器逻辑控制电路的另一个输出端分别接电动机控制回路的输入端，电动机控制回路的输出端接液压启闭机的输入端，可编程控制器控制电路的另二个输入/出端分别接闸门开度显示和DP通信接口的输出/入端，闸门开度传感器的输出端接可编程控制器控制电路的又一个输入端，24VDC直流电源的电源输出端分别接电动机控制回路、常规继电器逻辑控制电路、可编程控制器控制电路、闸门开度显示的电源输入端。本实用新型的优点采用可编程控制器控制方式的电气控制设备其控制和保护功能大大增加，并且设计灵活。将常规
3、继电器手动控制方式、PLC控制方式和远方计算机指令控制方式这样三种控制方式结合起来，形成冗余的控制结构，可以提高可靠性和安全性。当可编程控制器PLC控制方式退出或出现故障时，简单的继电器逻辑的手动控制方式仍能启闭闸门，以保证水库安全泄洪，可靠性和安全性大为增加，将这三种控制方式组合起来，形成冗余的控制结构，能够可靠有效地控制液压启闭机，使闸门启闭，并且能够做到这三种控制方式的无扰动切换，同时还具有油路超压/失压、电机过载流自动保护停机、闸门下滑自动回升等多种功能。图1是本实用新型的原理方框图。图2是电动机控制回路电路原理图。图3、4是常规继电器逻辑控制电路的电路原理图。图5是可编程控制器控制电
4、路中的CPU与闸门开度显示屏的输入端及DP通信接口输入/出端的关系示意图。图6是可编程控制器控制电路中的操作开关状态信号输入电路原理图。图7是可编程控制器控制电路中的闸门开度传感器输入电路原理图。图8是可编程控制器控制电路中的驱动电磁阀和状态光示电路原理图。图中的1是液压启闭机、2是闸门开度传感器、3是电动机控制回路、4是常规继电器逻辑控制电路、5是可编程控制器控制电路、6是闸门开度显示、7是24VDC直流电源、8是DP通信接口。具体实施方式对照附图1，液压启闭机1的输出端分别接常规继电器逻辑控制电路4和可编程控制器控制电路5的一个输入端，常规继电器逻辑控制电路4的另一个输入/出端接可编程控制
5、器控制电路5的输出/入端，可编程控制器控制电路5和常规继电器逻辑控制电路4的另一个输出端分别接电动机控制回路3的输入端，电动机控制回路3的输出端接液压启闭机1的输入端，可编程控制器控制电路5的另二个输入/出端分别接闸门开度显示6和DP通信接口8的输出/入端，闸门开度传感器2的输出端接可编程控制器控制电路5的又一个输入端，24VDC直流电源7的电源输出端分别接电动机控制回路3、常规继电器逻辑控制电路4、可编程控制器控制电路5、闸门开度显示6的电源输入端。所述的液压启闭机1上安装的器具包括有油泵电动机，压力继电器，油位信号计，油路电磁阀，主令控制器等。闸门开度传感器2安装在闸门上，以测量闸门开度。
6、压力继电器，油位信号计，油路电磁阀，主令控制器等接点信号输入给常规继电器逻辑控制电路4以及可编程控制器控制电路5。闸门开度传感器输出信号送入可编程控制器控制电路5。常规继电器逻辑控制电路4以及可编程控制器控制电路5通过电动机控制回路3控制油泵电动机启停。常规继电器逻辑控制电路4的工作状态送入可编程控制器控制电路5，同时，可编程控制器控制电路5也将工作状态传送给常规继电器逻辑控制电路4。可编程控制器控制电路5输出闸门开度，通过闸门开度显示6实现数字和图形显示。工作运行状态、闸门开度信号经过可编程控制器上的DP通信接口8与上位计算机通信。上位计算机发出的控制信号也经过可编程控制器的DP通信接口端通
7、信。可编程控制器的DP通信接口与上位计算机的串行通信协议为现场总线Profibus-DP协议，通信速率为9.6Kbps1Mbps任意选定。24VDC直流电源7为常规继电器逻辑控制电路4以及可编程控制器控制电路5等供电。对照附图2，断路器QF1接通380VAC电源，断路器QF2接通220VAC电源。继电器接点KM101通过热继电器FR连接电机M。380VAC电源的其中一相L3经过保险丝RD1与继电器接点11KC2、21KC2、31KC2、1KA1a、2KA1b、3KA1C、SA3对应连接。继电器接点11KC2、21KC2、31KC2、1KA1a、2KA1b、3KA1C、SA3的另一端经热继电器接
8、点FR与继电器线包FM1连接。互感器TA1TA3与电流表PA1PA3对应连接。三相线L1、L2、L3其中相线L1、L2间接电压表V。对照附图3，断路器QF5接通220VAC电源，直流电源EIP1将交流电源220VAC变成直流24VDC电源，直流电源EIP1的1L+端与操作权选择开关SA1对应连接。直流电源EIP1的1L-端与继电器线包K0、KA2、KT1、KA301、KA401、KA13、KA14、KT2以及继电器接点KA3、KA4对应连接。操作权选择开关SA1与工作泵选择开关SA2、继电器接点1KA1a，1KA1b，1KA1c 2KA1a对应连接。继电器接点KA901与停止按钮SB3对应连接
9、。停止按钮SB3又与继电器接点KA501、KA701、KA201、KA301、KA401对应连接。对照附图4，继电器线包KA5、KA7、KA9、KA10、KA11的一端分别对应短接，继电器线包KA5、KA7、KA9、KA10、KA11的另一端分别与继电器接点2XK1、1XK2、1PS1、KT2、2PS1对应连接。指示灯1HL11HL12的一端分别对应短接，指示灯1HL11HL12的另一端分别与继电器接点K002、KA1502、2KA1a、KA302KA1002分别对应连接。继电器线包KT3与继电器接点KA9、KA10、5XK及继电器线包KA12对应连接。电铃DL2、继电器接点KT302及KA1
10、202串联连接。继电器线包KA12、溢流阀YV1、升门电磁阀YV2、降门电磁阀YV3、YV4的线包与继电器KA15的线包对应短接。溢流阀YV1线包的另一端与继电器接点KA2串联连接，升门电磁阀YV2线包的另一端与继电器接点K102、KA1302串联连接，降门电磁阀YV3、YV4线包的另一端与继电器接点KA1402、K202串联连接。对照附图5，可编程控制器控制电路5由电源PS307、中央处理器CPU(型号313)、输入/出接口模块D1-D6组成。闸门的开度显示和参数设置采用工业触摸屏LCD完成。对照附图6，输入接口模块D1(型号SM321)的第1端与24VDC正端连接，输入接口模块D1第27端
11、经操作权选择开关SA1、工作泵选择开关SA2与24VDC正端连接，输入接口模块D1的第1519端经升门按键SB1、降门按键SB2、停止按钮SB3、复位按钮SB4、消音按钮SB5与24VDC正端连接。输入接口模块D2(型号SM321)的第1端与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第2端经压力接点2PS2与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第3端经压力接点1PS2与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第4端经闸门位置上限位开关2XK2与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第6端经闸门位置下限位开关1XK1与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第8、9端分别经继电器接点21KC2、31K
12、C2与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第1215端分别经继电器接点22KC2、23KC2、32KC2、33KC2与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第1618端分别经继电器接点KM103KM303接点与24VDC正端连接，输入接口模块D2的第20端与24VDC负端对应连接。输入接口模块D1的第8端接继电器接点J101。对照附图7，闸门开度传感器SS1的输出数据信号经适配器(型号；MR-100)对应接入可编程控制器控制电路5中的输入接口模块D3(型号；SM321)的第217端、第1端与24VDC正端连接，输入接口模块D3的第20端与24VDC负端对应连接。对照附图8，可编程控制器控制电
13、路5中的输出接口模块D5(型号SM322)的第1端与24VDC正端连接，输出接口模块D5的第20端与24VDC负端对应连接，输出接口模块D5的第28端经继电器线包11KC1、11KC2、12KC2、13KC2、K1、K2、K3与24VDC负端对应连接，输出接口模块D5的第12、13、15端经指示灯HL9、HL10、HL12与24VDC负端对应连接。可编程控制器控制电路5中的输出接口模块D6(型号；SM322)的第1端与24VDC正端连接，输出接口模块D6的第20端与24VDC负端对应连接，输出接口模块D6的第26端经指示灯HL14HL18与24VDC负端对应连接，输出接口模块D6的第12端经继
14、电器线包J1与24VDC负端对应连接。本实用新型的主要技术性能控制启闭机的类型液压启闭机。电气控制方式简化的常规继电器手动控制、可编程控制器控制、远方计算机指令控制并存方式。操作方式现地手动，现地可编程控制器自动，远方自动。操作权选择允许选择其中一种方式操作，当选择一种方式时，其它方式闭锁，操作权的切换由电气控制屏的屏面上的切换开关选择，也可由上位即远方计算机指令选择。保护零位保护，闸门开度上下极限位置双重停机保护，电动机过流保护，备用油泵电动机自动投入，油泵路堵塞保护，油压过高过低保护等。具有停机时闸门下滑自动回升功能。监测功能闸门开度测量与数字显示测量范围0-40M，分辨率1cm，系统各种
15、运行状态及故障指示。可编程控制器与上位计算机具有现场总线通信功能，以实现远方监测与控制。表1 图2中的元器件明细表表2 图3、4中的元器件明细表表3 图5、6、7、8中的元器件明细表权利要求1.组合型可编程自动测量与电气控制屏，其特征是液压启闭机(1)的输出端分别接常规继电器逻辑控制电路(4)和可编程控制器控制电路(5)的一个输入端，常规继电器逻辑控制电路(4)的另一个输入/出端接可编程控制器控制电路(5)的输出/入端，可编程控制器控制电路(5)和常规继电器逻辑控制电路(4)的另一个输出端分别接电动机控制回路(3)的输入端，电动机控制回路(3)的输出端接液压启闭机(1)的输入端，可编程控制器控
16、制电路(5)的另二个输入/出端分别接闸门开度显示(6)和DP通信接口(8)的输出/入端，闸门开度传感器(2)的输出端接可编程控制器控制电路(5)的又一个输入端，24VDC直流电源(7)的电源输出端分别接电动机控制回路(3)、常规继电器逻辑控制电路(4)、可编程控制器控制电路(5)、闸门开度显示(6)的电源输入端。2.根据权利要求1所述的组合型可编程自动测量与电气控制屏，其特征是可编程控制器控制电路(5)中的输入接口模块(D1)的第“1”端与24VDC正端连接，输入接口模块(D1)第“27”端经操作权选择开关(SA1)、工作泵选择开关(SA2)与24VDC正端连接，输入接口模块(D1)的第“1519”端经升门按键(SB1)、降门按键(SB2)、停止按钮(SB3)、复位
