《船闸自动化控制简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《船闸自动化控制简介（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、H060LAH0Z皿屈一窪船闸自动化控制系统采用现在主流的工业网络控制计算机、视频采集及处理、 现场智能仪器、光纤通讯等先进技术、采用分层分布式计算机监控结构，组成船 闸计算机监控系统。系统能实现实时信息自动采集、传输、处理入库、动态监测 监控、动态现场视频监视、远程数据传输、计算机系统故障自动恢复等功能，可 大大提高船闸的自动化管理水平。系统主要由水位传感器、闸门传感器、电机状 态检测单元、现场摄像机、视频录像机、船闸手动集控屏、中控室工控机操作台 等组成。系统采用现地触摸液晶屏和液晶显示器显示，手动控制和自动控制并存 但相互独立，互为冗余备份，全部数据具备断电记忆功能，水位及闸门传感器采
2、用绝对多轴角编码器，工作安全可靠。系统可长期安全可靠连续运行。安全可靠和先进实用除选择技术先进、实用、操作方便外，绝对可靠，能在汛期根据上下游水位 有效控制闸门开度的自动控制系统。选择具有成熟和先进的分布式计算机控制系 统。在生产过程中信息集中管理，操作可集中进行，也可现地进行，使控制危险 分散，提高系统的可靠性。信息分层管理和控制权限分级本闸门控制系统分为两层，即主控层、现地控制层。 现地控制层根据采集到的信息自动或手动控制闸门设备按一定的程序可靠 运行。主控层负责信息的集中管理和监控，提供可视性人机界面，对系统进行远程 控制，处理可能发生的故障和紧急状态，保持系统的整体协调。现地控制层具有
3、优先级，主控层其次。系统的开放性和可扩展性整个系统采用分层分布的网络结构，其网络通讯协议是国际公认的、开放的， 可以很方便的对系统进行扩展和连接，系统的软硬件均采用模块化设计。使监控 系统更能适将来功能的增加和规模的扩充。经济性和可扩展性说明在满足工程需要的前提下，选用性能价格比高的控制设备和控制软件。采用 的设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可出最大限度地保护原有的硬件设 备和软件投次，采用模块化结构，便于维护、检修和升级。同时，根据当前技术 发展，采用一些先进的模块组合代替高成本的过时组合，最大地实现系统经济性 和可扩展性。网络化组网接口说明为实现区域化集中控制，预留标准以太网接口，以
4、支持与远程控制终端的连 接，可实现经授权的多远程终端监测查看相关数据，可以同其它设备一起组成区 域化测控网络。系统完成的功能要求如下：1、现地控制单元主要由 LCU 现地控制单元对船闸的上下游闸门的冲水阀的 启闭，上下游水位、启闭机、电压电流数据的采集和各项动作是安全保护进行控 制。2、中控室计算机控制单元主要是有 1-2 台工业计算机加上计算机保护设备 和通信设备组成，在计算机中安装想要的组态控制软件，实现对船闸的远程自动 化控制。3、视频监控单元是通过在船闸现在个关键点安装相应的工业摄像机，通过 光纤汇集到中控室的硬盘录像机中，在监控拼接大屏中显示出来。实现对船闸各 个关键点的实时监控和录
5、像。从而保证远控船闸的安全。4、船闸收费调度系统，是一个专门针对船闸设计的船舶收费调度软件。此 软件不但可以记录通过船闸各船舶的信息，还可以打印相关票据，并且按照登记 缴费的顺序和船舶的大小与闸室的大小进行合理的调度，提高船闸的通过效率。LCU 现地控制单元（1）现地控制单元以标准模块构成的 PLC 为基础，包括有顺控、调节、过 程输入输出、数据处理、人机接口和外部通信功能、交直流双供电装置。各现 地控制单元由相同类型的硬件构成。现地单元内部采用以太网通信口。（2）现地控制单元具有自检功能，对硬件和软件进行经常监视。任一现地 控制单元故障，不影响其他现地控制单元及整个计算机监控系统正常工作。（
6、3）现地控制单元在完成所要求的功能外，有 20以上的硬件裕量，包括 过程信号输入输出容量，内存容量等。（4）现地控制单元配置交直流双供电装置，每块现地控制柜的电源采用一 回低压开关柜内的交流220V电源供电，一回采用直流系统提供的直流220V电源。 正常时由一路交流220V电源供电，当交流电源消失后，自动切换到直流220V供 电，其切换时间能保证 LCU 中所有设备连续工作而不产生扰动。（5）现地控制单元电源消失时，其收集的信息或内部运行的数据不因此而 丢失，设备维持断电前的运行状态，并向主控层发出故障信号，当电源恢复时， 系统能自动重新起动，电源消失或重新恢复都不引起设备的误动作。（6）现地
7、控制单元的设备能工作在无空调、无净化设施和无专门屏蔽措施 的闸房内。（7）机组现地控制单元以触摸屏为人机接口。在其上可以进行现场控制操 作，还能显示相的操作画面、操作提示、相关数据及机组事故、故障指示信号。（8）现地控制单元设有输出闭锁的功能。在维修、调试时，可将输出全部 闭锁，而不作用于外部设备。当处于输出闭锁状态时，有相信息上送主控层，以 反映现地控制单元的工作状态。（9）现地控制单元提供与通信网络相连接的通信接口。控制方式现地集中控制柜设现地、集中、远方三种控制模式：现地控制方式指只能在集中控制柜上操作；集中控制方式指只能在触摸屏上 操作；远方控制方式指只能在上位机上进行操作，上位机有两
8、种操作方式：手动 和自动操作；现地操作方式、集中操作方式与远方操作方式互锁。现地控制：按动开门按钮或关门按钮，闸门运行。按动停止按钮，人字门运 行停止；人字门开关至全开或全关状态时自动运行停止。按动停止按钮，人字门 运行停止。现地控制方式属于点动控制，按动按钮只能动作某一个门或阀；但在 触摸屏上有左右人字门或阀门开度的数字显示和相关信号的指示功能。集中控制：按动PLC控制柜中触摸屏上的开人字门或关人字门按钮，闸门运 行。按动停止按钮，人字门运行停止；人字门开关至全开或全关状态时自动运行 停止。左右人字门遵循先到先停的规则。集中控制方式要求要动作闸首的对侧闸 首阀门与闸门都处于全关位。远方控制：
9、若在计算机上选择手动控制界面（这种操作方式是一对二的）， 选择相应的闸门或者阀门的按钮，闸门或者阀门就会进行相应的动作，然后按停 止按钮，闸门或者阀门就会停止运行。同时，相应界面会显示出闸门或者阀门的对应开度值。若在上位机上选择自动控制，这只需选择上行选择或者下行选择，闸门就会 自动进行一系列的关门、开阀、开门、关阀等操作，按动停止按钮，此操作停止， 当条件满足，再启动上行或者下行就可以继续执行。闸门控制的互锁功能为了保证上下游闸门安全及可靠运行，上游和下游闸门是有互锁功能。具体 为：在上游人字门和充水门没全关时无法开启下游的放水门及人字门门；同理在 下游人字门和放水门没全关时无法开启上游的充
10、水门及人字门。交通灯控制交通灯控制分别有上游交通灯控制和下游交通灯控制两个控制选择开关，且 无论上游交通灯还是下游交通灯都有进闸、禁止、出闸三种选择状态。现地柜供电正常时，当操作方式掷于现地状态时，上游或下游交通灯选择开 关分别掷到如下位置时：进闸：上游室外交通灯为绿色，上游闸室内交通灯为红色；下游室外交通 灯为绿色，下游闸室内交通灯为红色。禁止：上游室外交通灯与上游闸室内交通灯均不亮；下游室外交通灯与下 游闸室内交通灯均不亮。出闸：上游室外交通灯为红色，上游闸室内交通灯为绿色；下游室外交通 灯为红色，下游闸室内交通灯为绿色。当选择集中或者远控时，交通灯时程序自发控制，无需转动开关。控制系统设
11、备拓扑图如下：交换机3-i呵络光乡网络光纤收发器广播喇叭枪机LCUfeJ也机枪机 口网络硬盘須像机船闸口动化控制设备拓扑图8芯光纤球机信号灯水位传开度传下闸首控制单元网络广播终端交换机动力和上闸首控制单兀动力植信号灯f收发器rsi球机水位传开度传网络广播终端交换机LCI：柜中控室打印机-2： 监控计算机船闸控制系统软件介绍第一个是核心的船闸监控模块、第二个限位设置模块、第三个是登录日志模 块、第四个是报警日志模块、第五个是操作日志模块和第六个用户配置模块。现 在我为大家先简单的介绍下辅助功能的5 个模块。其一，用户管理模块,软件系统采用的是较为流行的多级权限配置系统,系统 管理员拥有一个最高权
12、限,可以增加、删除、修改权限较低的用户,现在点击新建 一个用户,在新建用户页面中可以输出用户的名称、输入相应的密码,在右面安全 区中可以选择它的权限,可以让他管理或者不管理某些功能。点击确认增加。这 时在用户列表中多了一个加入新建的用户名称,同时也可以对它进行删除和修改, 点击用户栏中选中用户，再点击修改按钮会弹出相应的用户信息对话框，在此页 面中可以修改用户相应参数。要执行删除用户操作，则可以直接在用户列表框中 选中用户，点击删除按钮,它会提示你一个确认要删除这个用户的提示，如果要 删除，然后点击确认。这时选中的用户就被删除了。其二，介绍一下操作事件模块,操作事件主要是针对这个系统每一个操作
13、人 员操作比如开或关人字门,开或关冲水阀等相关的操作事件。都会被系统自动记 录下来，在此表中可以清楚的看到，是哪一个人员操作的,是否成功,这都可以实 时记录下来,利于以后的事故追查工作,系统还提供了按照日期来查询功能,点击 日期按钮，可以在弹出的时间页面中选中起始时间然后在另一个日期按钮中选中 截止日期,点击查询按钮,系统会自动查询相应的所记录的数据。所查询出来的数 据支持标准报表打印功能，只要点击打印,选择要使用的打印机，点击打印按钮， 系统将合成标准报表并按照相应的格式打印出来。、其三，登录日志模块和报警模块，在登陆日志模块中可以看出每个人员在什 么时候登录什么时候退出,登录登出的时间,也
14、便于这个系统的安全。报警模块是 可以查询到在系统使用过程中所产生的报警事件信息，便于以后的事故追查。两 个模块与操作日期模块使用方法类似。其四，限位设置主要是针对系统使用在不同的船闸上,每一个船闸开人字门 的开度和左右阀的开度都是不一样的 ,可以在上面输入上限值 ,来限定他们这个 人字门和阀的不同开度,让这些闸阀在上下限时自动停止。有些开度传感器是带 标度清零功能的,为了数值准确，可以在软件中完成传感器需要清零作业,为用户 提供方便。下面要介绍的是船闸自动化系统的核心船闸监控界面。在主界面上点击 船闸监控按钮进入到船闸监控界面。在船闸控制主界面的左上角和右上角分别有现地控制、集中控制、远方控制
15、 三个状态灯，这是因系统采用了较为安全的三级控制方式。系统实行的是现地优 先控制原则，上下闸室控制单元均置成远程时，系统集控软件才能参与控制，其 他状态下均为监控状态。主界面的下方是船闸的俯视图。系统采用动画模拟出船闸的运行情况及每一 个闸阀的实时状态， 包括进船的方向、信号灯的显示状况、上、下游人字门的 开启值以及各个充水阀的开闭值及状态。俯视图的下方是剖面图，在剖面图中可以清楚的看到上游水位、闸室水位和 下游水位以及各水位之间的差值和是否已经平水压的标志。在界面的最下方，中间是船闸运行步骤状态显示区域。系统将船闸运行的一 个流程分为 12 个步骤，上、下行各 6 个步骤，其中下行步骤有下行进船、关上 游门、开下游阀、开下游门、关下游阀、下行出船。上行也分为与之对应的6个 步骤。流程运行的步骤可以根据用户的船闸实际情况来进行组态化定义。比如在 水头高的情况下，可以支持开、关阀时多分几次的测控操作。在流程图区的左右两侧分别对应上下闸控制的按钮区，点击应急，手动，自 动均可以显示相应的功能按钮。系统当前的状态是下游进船，软件手动操作的步骤如下。待进船完毕后要首先按照
