论文总字数：17380字

摘 要

水力工程中重要的一个构成部分是闸门控制系统，随着通信技术、自动控制还有计算机技术的快速发展，这几年以来，用人力操作的闸门，它的简单的控制方法已经渐渐的不能实现水利的信息化要求。

本设计结合近几年水力工程的发展，通过液压元件具体的选型，设计了启闭机液压系统，理解之后画出了液压原理图。

设计中先是查阅资料对闸门结构工作原理进行一定程度以及发展程度进行一定的了解，接着，根据任务书中所给的流量与油压算出此次设计所需要的电机，画出油泵电机操作系统的原理运行图，再选择合适的低压电器以及传感器。了解液压系统的工作原理然后选择合适的液压元器件。

本设计运用可了S7-200PLC可编程控制器在闸门液压启闭机控制系统，取代了传统的继电器-接触器控制系统，了解PLC的应用问题选出合适的PLC模块，画出I/O接口图，并，对电机的正反转进行编程设计。

关键词：弧形闸门 启闭机 液压系统 PLC

Design of the Control System for the Hydraulic Cylinder Gate Hoist

Abstract

Gate control system is an important component part of reservoir engineering. with the continuous development of automatic control, communication and computer technology , by the gate of artificial operation, the control means and methods has been increasingly don’t adopt to the requirement of the water resources normalization.

The design of hydraulic components by specific selection, design a hoist hydraulic system after understanding the hydraulic schematic diagram.

Firstly, the design of access to information on the work principle of the gate structure to a certain extent and the degree of development of a certain degree of understanding, Then, according to the flow and the pressure of the task book to calculate the design of the motor, Drawing oil pump motor operating system operating system principle diagram, and then select the appropriate low-voltage electrical appliances and sensors. Understand the working principle of hydraulic system and select the appropriate hydraulic components.

This design introduces the PLC-based S7-200PLC gate hydraulic the hoist control system ,replacing the traditional relay and contactor control system。Understanding the application of PLC to select the appropriate PLC module, and drawing the I/O interface, and programming design for positive and negative of motor.

Key words: Gate; Hoist; Hydraulic system; PLC

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 引言 1

1.1背景 1

1.2．设计的主要内容 2

第2章 闸门及工作原理 4

2.1 水工闸门 4

2.2闸门选择 4

2.3弧形闸门工作原理 4

2.4小结 5

第3章 液压系统设计 6

3.1液压系统 6

3.2工作原理 6

3.3液压元器件选型 7

3.3.1油箱 7

3.3.2吸油滤油器 8

3.3.3电磁溢流阀 9

3.3.4弹簧压力表 10

3.3.5油缸 10

3.3.6球阀 10

3.3.7压力继电器 11

3.3.8液控单向阀 12

图3-9 液控单向阀 12

3.3.9换向阀 12

3.4小结 14

第4章 油泵电机控制设计 15

4.1油泵电机的选择 15

4.1.1系统设计参数 15

4.2油泵电机控制原理图 16

4.3控制电路中低压电器的选型 17

4.3.1热继电器 17

4.3.2熔断器 17

4.3.3交流接触器KM选择 19

4.3.4三相刀开关QS 20

4.3.5.空气开关QF 20

4.4传感器选择 21

4.4.1油箱温度传感器 21

4.4.2.压力传感器 22

4.4..3电压传感器 24

4.4.4液位传感器 25

4.5小结 27

第5章 PLC控制系统设计 28

5.1 PLC概述 28

5.2 SIEMENS PLC 模块选择及简介 29

5.2.1PLC模块选择 29

5.2.2 PLC模块的简介 30

5.3PLCI/0分配及接口图 30

图5-1 I/O接口图 30

5.3.1PLCI/O分配 31

5.4编程 32

5.5流程图 34

5.6控制面板图 35

5.7小结 36

参考文献 37

致谢 39

第1章 引言

1.1背景

随着近几年液压传动技术在水利方面应用中的发展，水利水电工程中应用的启闭机发展了液压启闭机、螺杆启闭机以及卷扬启闭机。液压启闭机在来实现水利工程闸门中的应用主要是实现闸门的启闭,比起卷扬式启闭机,液压启闭机在很多方面都有着很大的优越性，近几年来由于液压技术的迅速发展及液压启闭机无与伦比的优越性，液压启闭机在水利水电中得到了很广泛的应用,在水利枢纽工程之中、电站运行之中、航运船闸运用中、防洪防涝工程上使用量上都有逐渐增加的趋势。但实际中的应用情况中发现,液压启闭机仍然存在诸多困扰其发展、急需要解决的问题。目前常用液压启闭机大部分使用中存在的同步控制精度不高、在平衡锁紧回路工作中的表现不够可靠、在线速度调节起来比较困难等问题。液压启闭机发展的另一个特点是出现了许多新技术，新产品，如插装阀技术的应用很好的解决了阀件的密封问题和大型启闭机所需的大流量问题；缸体加工技术的改进，使我国液压启闭机的加工精度已基本达到国际先进水平，油缸的密封件也出现了许多新产品。

在进河口或者进海口安装的水闸,有着很多至关重要作用比如河道的通航、河道的排涝、冲走污染物、对洪水的抵抗、水位的调节等。所以闸门能不能实现正常的启、闭就变成一个十分重要的问题。原来闸门启闭机所应用的传统控制系统,自动化程度比较低，在运行过程中闸门所处状态所表现出的一些相关参数还需要进行人工观察、判断，给系统维护以及操控带来很大的不便，并产生高额的成本费用。为了更好的保证泄洪闸门工作的高效工作能力以及自动化性能的提高，我们提出了可编程逻辑控制器(PLC)在系统中的应用,通过水位开关状态等信号来实现闸门启闭机自动控制的方法。通过使用之后发现这一系统具有很好的自动控制能力，因此很有必要在闸门控制系统中使用。

1.2．设计的主要内容

我们主要研究弧形闸门、液压式启闭机、液压系统、PLC的应用及选用、以及控制要求。

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