【正文】 閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 方 案 徐州正天科技有限公司 閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 概述 我公司是專業(yè)研制智能化水利測控儀器儀表、編碼器及自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和開發(fā)的企業(yè)。下面是我們根據(jù)您所提的要求及現(xiàn)場工況所做的閘門監(jiān)控系統(tǒng)的方案： 閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)由底層設(shè)備、現(xiàn)地控制層、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和遠(yuǎn)方監(jiān)控層組成的全開放、分層、全分布的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，大大提高了工程的現(xiàn)代化管理水平，增加工程的抗旱防洪能力，確保工程的科學(xué)安全運(yùn)行。 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) DL/T 57895 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 基本技術(shù)條件 DL/T 506596 水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定 DL 500391 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 GB 345482 數(shù)據(jù)終端（ DTE）和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（ DCE）之間的接口定義 IEC 國際電工技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 電氣和電子工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) DL 47692 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議 GB J13890 水位觀測標(biāo)準(zhǔn) SL/T2091998 水文測報(bào)裝置遙測閘位計(jì) GB 1183089 水文測報(bào)裝置遙測水位計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 （ 1）系統(tǒng)的實(shí)用性與先進(jìn)性 根據(jù)工程的特點(diǎn)，方案設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)實(shí)用性與先進(jìn)性相結(jié)合，采用成熟的自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、抗干擾技術(shù)及安全防范技術(shù)，使工程的自動(dòng)化系統(tǒng)保證實(shí)用、人機(jī)接口功能強(qiáng)、操作簡單、維護(hù)方便。 （ 2）可靠性與安全性 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要考慮兩個(gè)層次：一是整個(gè)系統(tǒng)的可靠性與安全性，采用高可靠的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，包括合理選擇網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備；二是系統(tǒng)設(shè)備的安全性和可靠性，采用高可靠的控制和控制 軟件，設(shè)置系統(tǒng)的用戶表及口令限制手段。在保證整個(gè)系統(tǒng)可靠性、實(shí)用性和適時(shí)性的前提下，體現(xiàn)先進(jìn)性，并特別注意把設(shè)備的長期可靠運(yùn)行放在第一位。保證系統(tǒng)不會(huì)因其本身的局部故障而影響現(xiàn)場的正常運(yùn)行，而且系統(tǒng)的 MTBE、 MTTR及各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到部頒《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)條件》的規(guī)定。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性和可擴(kuò)展性 在滿足工程需求的前提下，選用性價(jià)比高的控制設(shè)備和控制軟件。選用的設(shè)備充分考慮到升級(jí)換代，并且在升級(jí)時(shí)可以最大限度地保護(hù)原有的硬件和軟件投資，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)、檢修和升級(jí)。 系統(tǒng)功能 其主要功能 是可以手動(dòng)或自動(dòng)的方式完成各水位、閘門開度、集中完成對(duì)各閘門的啟閉控制。 系統(tǒng)特點(diǎn) 本系統(tǒng)特點(diǎn)是 采用分層分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程信息集中控制管理和操作的前提下，使控制危險(xiǎn)分散。實(shí)現(xiàn) 中控室集中控制、現(xiàn)場手動(dòng)控制方式 ，確保系統(tǒng)的安全可靠性。整個(gè)操控系統(tǒng)按控制層次實(shí)現(xiàn)閉鎖，其優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋?優(yōu)先級(jí)為現(xiàn)地控制（ LCU），其次為 中控室集中控制 功能概述 （ 1）主控級(jí) a、數(shù)據(jù)的采集及處理 接收現(xiàn)地控制單元的上送數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理及存入數(shù)據(jù)庫，供分析計(jì)算、控制調(diào)節(jié)、畫面顯示、記錄檢索、操作指導(dǎo)、打印等使用。 故障報(bào)警信號(hào)優(yōu)先傳送，并登錄故障發(fā)生的時(shí)間，數(shù)據(jù)采集除周期性進(jìn)行外，在所有時(shí)間內(nèi)，可由操作員或應(yīng)用程序發(fā)命令采集現(xiàn)地控制單元的過程信息。 b、運(yùn)行監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié) 運(yùn)行操作人員能通過上位機(jī)，對(duì)各閘門開度和啟閉機(jī)的運(yùn)行工況進(jìn)行控制和監(jiān)視。除了顯示各孔閘門的位置圖形和開度數(shù)據(jù)外，還設(shè)置 “啟動(dòng) ”、 “停止 ”兩個(gè)模擬操作按鈕和 “上升 ”、 “下降 ”、 “遠(yuǎn)程 /現(xiàn)地 ”、 “通訊狀態(tài) ”等模擬指示。主要內(nèi)容如下： 1 閘門開度整定值和限值的設(shè)定； 4 閘門啟閉控制，根據(jù)設(shè)定值啟閉閘門，到限停止； 5 圖形、表格、參數(shù)限值、狀態(tài)量等畫面的選擇和 調(diào)用； 7 在主控級(jí)進(jìn)行操作時(shí)，在屏幕上應(yīng)顯示整個(gè)操作過程中的每一步驟和執(zhí)行情況； 8 打印記錄 c、顯示、記錄、統(tǒng)計(jì)制表、打印功能 所有監(jiān)控對(duì)象的操作、實(shí)時(shí)參數(shù)報(bào)表等都予記錄，對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行事件順序記錄，能在 CRT上顯示，打印機(jī)上按預(yù)訂表格打印出來。主要內(nèi)容如下： （ 1）閘門動(dòng)作過程動(dòng)態(tài)顯示； （ 2）報(bào)警信號(hào)顯示、打?。? （ 3）給定開度值顯示，閘門位置顯示； （ 4）閘門升降模擬顯示圖； （ 5）運(yùn)行報(bào)表生成，顯示、打印； （ 6）上、下游水位數(shù)據(jù)顯示 （ 7）運(yùn)行報(bào)表生成，顯示、打印； d、通信功能 主控級(jí)與現(xiàn)地控制單 元采用 RS485總線通信，當(dāng)通訊不正常時(shí)，報(bào)警顯示。 （ 2）現(xiàn)地控制單元 a、 實(shí)時(shí)自動(dòng)采集閘門開度在現(xiàn)地顯示并通過處理后傳送至主控層； b、 根據(jù)主控層指令，或根據(jù)人工輸入的合法控閘指令，在滿足下列條件的情況下，自動(dòng)控制閘門的升、降，并運(yùn)行到指定位置； 1 閘門的閘位正常； 1 電源正常； c、當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在 現(xiàn)地狀態(tài)時(shí)，可對(duì)閘門開度進(jìn)行預(yù)置，并通過電控柜的升、降、停按鈕實(shí)現(xiàn)閘門的啟閉； d、 在現(xiàn)地控制單元，通過權(quán)限開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 /現(xiàn)地切換； e、保留原人工手動(dòng)控閘功能，人工與自動(dòng)并存，以便緊急狀態(tài)及維護(hù)系統(tǒng)時(shí)使用。 設(shè)計(jì)思路 本系統(tǒng)采用了常規(guī)集控和計(jì)算機(jī)集控并存的工作模式。其中常規(guī)集控利用現(xiàn)地控制柜（ LCU），計(jì)算機(jī)集控利用鍵盤和鼠標(biāo)。兩種控制方式各自獨(dú)立，當(dāng)一種集控方式出現(xiàn)故障時(shí)，不影響另一種集控方式的操作。本系統(tǒng)的工作原理見附圖： (閘門監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖 )。本系統(tǒng)采用兩級(jí)分層分布式系統(tǒng)，上位機(jī)采用計(jì)算機(jī)，下位機(jī)為閘門開度測控儀表 /閘門開度傳感器和水位傳感器。上位機(jī)與下位機(jī)之間采用 RS485總線通信，下位機(jī)以一對(duì)一的形式掛在總線上。 系統(tǒng)組成 （ 1） 系統(tǒng)主要由信息采集與控制、集中監(jiān)控和信號(hào)傳輸三大部分組 成。啟閉機(jī)室設(shè)兩臺(tái)現(xiàn)地控制柜 (LCU),即每臺(tái)控制柜控制三孔閘門 ,其中，信息采集與控制由閘門開度傳感器與開度儀、水位傳感器等部件組成。集中監(jiān)控由計(jì)算機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)、 CRT、打印機(jī)、 UPS電源及其他設(shè)備組成 (不在供貨范圍 )。而信號(hào)傳輸部分則是采用雙絞屏蔽電纜來完成傳感器、測量儀器、計(jì)算機(jī)之間的信號(hào)連接與通信。在這些設(shè)備中，各種傳感器安裝于現(xiàn)場，開度儀裝于啟閉機(jī)室內(nèi)的控制柜 (即 LCU)上。 現(xiàn)地控制單元主要完成以下任務(wù)：接收主控級(jí)發(fā)來的各種控制命令，并通過各種輸入輸出模塊完成對(duì)水位及閘門的實(shí)時(shí)控制。 現(xiàn)地控制與 遠(yuǎn)方控制相互閉鎖，優(yōu)先級(jí)為現(xiàn)地控制?，F(xiàn)地控制時(shí)，能將控制信號(hào)，運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)在現(xiàn)地控制屏上反映并能送至主控級(jí)。遠(yuǎn)方控制時(shí)，啟閉機(jī)、閘門本身及