基于PLC的水位測(cè)控裝置

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　　1 引言

　　水位測(cè)控裝置是水電廠的重要測(cè)控設(shè)備，水電廠的上下游水位是防汛安全的重要數(shù)據(jù)，攔污柵壓差影響機(jī)組出力、水工建筑安全，水頭值影響調(diào)速器協(xié)聯(lián)曲線，進(jìn)而影響機(jī)組效率甚至安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此水位測(cè)控裝置需滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。目前的水電廠水位測(cè)控裝置普遍采用定制儀表采集前端水位傳感器的格雷碼值，換算柵差、水頭等，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)報(bào)警，輸出4~20ma信號(hào)至監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、調(diào)速器。在運(yùn)行維護(hù)中存在以下問(wèn)題：采用電纜長(zhǎng)距離輸送格雷碼信號(hào)，防雷、抗干擾能力差，儀表、傳感器易損壞;4個(gè)24位格雷碼傳感器需100芯電纜維護(hù)困難;定制的儀表擴(kuò)展性差，輸入、輸出校準(zhǔn)，參數(shù)整定操作復(fù)雜;價(jià)格高，備品備件采購(gòu)困難。因此開(kāi)發(fā)基于通用硬件設(shè)備的水位測(cè)控裝置意義重大。

　　根據(jù)水電廠水位測(cè)控具體要求，我們自主設(shè)計(jì)了基于PLC的水位測(cè)控系統(tǒng)，具有高可靠性、配置靈活、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便特點(diǎn)。

　　2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

　　水東水電站裝設(shè)有上游、#1攔污柵后、#2攔污柵后、下游四個(gè)水位測(cè)量井，配置浮子式水位測(cè)量裝置，采用絕對(duì)值光電編碼器將水位信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。壩上傳感器距離中控室500m，下游傳感器距離中控室30m，為提高系統(tǒng)的防雷、抗干擾能力，壩上傳感器通信采用光纖傳輸。水位測(cè)控裝置plc通過(guò)rs485串行口采集編碼器水位數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)換算處理模擬量輸出模塊輸出4～20ma的上游、下游海拔值信號(hào)至遠(yuǎn)動(dòng)rtu裝置，輸出4～20ma的水頭信號(hào)至機(jī)組調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接水位測(cè)控裝置plc，采集所有水位信息，故障報(bào)警信號(hào)等，并可遠(yuǎn)程設(shè)置相關(guān)參數(shù)、定值，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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　　圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

　　3 實(shí)現(xiàn)原理

　　3.1 浮子式水位測(cè)量裝置

　　該裝置安裝在測(cè)井口上方，當(dāng)液位變化時(shí)，浮子隨之上升或下降，測(cè)繩帶動(dòng)線輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與線輪同軸連接的多圈絕對(duì)值編碼器就輸出與液位對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)(見(jiàn)圖2)。裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠長(zhǎng)期用于液位測(cè)量。

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　　圖2 浮子式水位測(cè)量裝置