【正文】 分層分布式結(jié)構(gòu)能夠最大限定地減少故障影響范圍，設(shè)計(jì)院的工作主要是根據(jù)工程的設(shè)備布置及功能要求制定合適的控制方案，選用相應(yīng)性能等級(jí)的控制設(shè)備，同時(shí)確保各控制設(shè)備之間可靠通訊，并與上級(jí)調(diào)度部門和下級(jí)設(shè)備及自動(dòng)化元件正確接口。一般是在上閘首和下閘首各配一只，另外在售票廳外配一只，實(shí)際使用效果很好。 ? 對(duì)于一些電網(wǎng)電壓波動(dòng)比較大，或者供電部分對(duì)電壓波動(dòng)控制比較嚴(yán)格，正常水泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)供電部門要求電動(dòng)機(jī)采用軟起動(dòng)的泵站，為了保證水泵能夠在防洪和排澇的關(guān)鍵時(shí)候順利啟動(dòng)，在電機(jī)容量不是特別大的電機(jī)軟起動(dòng)回路我們均設(shè)置有旁路開關(guān)，如果軟起動(dòng)在關(guān)鍵時(shí)刻，出現(xiàn)故障無法使用，就采用直接啟動(dòng)電機(jī)方式投入水泵。 這種類型的視頻監(jiān)視系統(tǒng)比較適合用于監(jiān)視區(qū)域較大的項(xiàng)目如水庫或大型的水利樞紐，在集控系統(tǒng)中推薦采用這種監(jiān)視模式。 ? 由于采用大容量磁盤陣列存盤器或光盤存儲(chǔ)器，能節(jié)省大量的磁帶介質(zhì)，同時(shí)有利于在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上遠(yuǎn)程監(jiān)視。該系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)： 數(shù)字視頻監(jiān)視系統(tǒng) ? 視頻控制主機(jī)綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機(jī)等的眾多功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化。 ? 在水利工程中比較適合于規(guī)模不大的單體工程，目前有較多應(yīng)用。將前端采集的視頻信號(hào)接入視頻分配器，視頻分配器分配輸出的兩路信號(hào)，一路接到視頻控制主機(jī)兼硬盤錄像機(jī)，便于實(shí)現(xiàn)錄像、畫面切割、預(yù)警等功能；一路接到視頻矩陣，便于在監(jiān)視器上實(shí)現(xiàn)圖像的輪切顯示。該系統(tǒng)可以與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)共用同一網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備以及數(shù)據(jù)、圖象等綜合信息的全方位監(jiān)控，對(duì)保障設(shè)備安全運(yùn)行，加快事故、故障處理，方便設(shè)備調(diào)試、維護(hù)、檢修工作，減輕值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度。 十七、 關(guān)于工業(yè)電視機(jī)及視頻監(jiān)視系統(tǒng) ? 在泵站各閘門內(nèi)外河側(cè)安裝視頻監(jiān)視攝像機(jī)，用于監(jiān)視閘門的動(dòng)作情況、河道水位及該閘站的周圍情況。目前，視頻監(jiān)視領(lǐng)域基本可分為數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)視和數(shù)字視頻監(jiān)視兩類系統(tǒng)。 ? 在工程實(shí)施過程中， MODBUS通信方式在子站數(shù)量較多時(shí)，通信速率較慢，因此在無錫市江尖以后的工程設(shè)計(jì)中，采用了保護(hù)通信管理機(jī)與微機(jī)保護(hù)裝置通信的方案，保護(hù)通信管理機(jī)通過 IEC IEC608705103規(guī)約與微機(jī)保護(hù)裝置通信，保護(hù)通信管理機(jī)再聯(lián)入以太網(wǎng)，實(shí)踐證明此種方式較大的提高了微機(jī)保護(hù)裝置與上位機(jī)的通信速率。因?yàn)槟呐率且患曳浅Ｖ拇蠊荆a(chǎn)品系列非常全，也不一定是每一樣?xùn)|西他們都是做得最好，如果為了方便，設(shè)計(jì)中選擇他們?nèi)盗挟a(chǎn)品，到后來可能發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)還不如分別選擇不同公司拳頭產(chǎn)品可靠。 十五、軟件和硬件選型原則 ? 統(tǒng)一硬件品牌：有時(shí)候設(shè)計(jì)為了考慮兼容和售后服務(wù)方便，在一個(gè)泵站設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮采用同一家公司產(chǎn)品， PLC、變頻器、軟起動(dòng)器、繼電器、交換機(jī)、觸摸屏均采用同一家公司產(chǎn)品，這應(yīng)該講是一個(gè)好的方法，因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)，各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備兼容性肯定沒有問題，相互通信也將非常方便。如果考慮價(jià)格因素，實(shí)施起來可能有一定困難。此表僅供參考，宜根據(jù)實(shí)用要求進(jìn)行選擇。 十四、 PLC設(shè)備比選 ? 從水利行業(yè)出發(fā)，常用的品牌主要有羅克韋爾自動(dòng)化（ AB）、施耐德、 GE這參加公司的產(chǎn)品，下表為幾種常用PLC性能比較表。 ? 目前， PLC的國外品牌很多，常見的品牌主要有羅克韋爾自動(dòng)化（ AB）、施耐德、 GE、西門子、 ABB等廠商，國內(nèi)只有南京南瑞自控一家。 十四、 PLC設(shè)備比選 ? 可編程序控制器 PLC產(chǎn)品眾多，不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重，因此 PLC的選型成為監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要內(nèi)容，選型的適當(dāng)與否關(guān)系到整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是否合理、特殊功能的實(shí)現(xiàn)以及經(jīng)濟(jì)可靠。 ? 可編程控制器 PLC按工業(yè)環(huán)境使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可靠性高，抗振等性能好，接插性能好，整機(jī)可靠性高。有自動(dòng) /手動(dòng)控制開關(guān)，可以自動(dòng) /手動(dòng)控制，自動(dòng)控制由公用 PLC根據(jù)攔污柵兩側(cè)水壓差或定時(shí)或者根據(jù)水泵啟動(dòng)情況自動(dòng)啟停清污機(jī)；手動(dòng)控制由操作人員在現(xiàn)地手動(dòng)控制。這種類型的閘門開度儀主要用于液壓系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度和適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，比起其它位移檢測技術(shù)，具有特別顯著的優(yōu)勢，并且整套傳感器可以直接長期置于水下工作。探測桿結(jié)合一組多支點(diǎn)滾輪盒牢固地安裝在油缸上，通過探測桿前端的萬向連接器與油缸前部相連。 十二、閘門開度儀 ? 靜磁柵閘門開度儀核心部件是靜磁柵長行程位移傳感器，它由磁柵尺和探測桿兩部分構(gòu)成。其顯示表頭可配精浦公司的 GP1312系列顯示控制儀表 ,GP1312RL/XH是一款不錯(cuò)的產(chǎn)品。 十二、閘門開度儀 ? 這種開度儀適用范圍非常廣泛，工程中常見的閘門均適用，如卷揚(yáng)或液壓啟閉的直升門、升臥門、臥倒門等。 十二、閘門開度儀 ? 上海精浦機(jī)電有限公司代理產(chǎn)品德國海德漢絕對(duì)值多圈編碼器是一款常用的產(chǎn)品，具有高精度，大量程測量，反應(yīng)快，數(shù)字化輸出，體積小，重量輕，機(jī)構(gòu)緊湊，安裝方便，維修簡單，工作可靠等特點(diǎn)。 十二、閘門開度儀 ? 我們常用的是外置式，其優(yōu)點(diǎn)，體積小，安裝相對(duì)簡便；缺點(diǎn)，機(jī)械強(qiáng)度不高。編碼器是以數(shù)字化信息將角度、長度的信息以編碼的方式輸出的傳感器，編碼器分為兩種：增量型和絕對(duì)型，我們常用的絕對(duì)型編碼器。目前常用的閘門開度儀主要有通過鋼絲繩閘門開度儀和靜磁柵閘門開度儀。 十二、閘門開度儀 ? 開度儀在閘門的控制中擔(dān)任著重要的角色。變頻器帶通信接口，通過現(xiàn)場總線與 PLC通信。 十一、閘門 PLC控制柜 ? 卷揚(yáng)啟閉機(jī)一般采用直接起動(dòng)，主要是由于閘門屬于重載型起重設(shè)備，閘門啟閉機(jī)電動(dòng)機(jī)多選用 YZ系列起重電機(jī)，其功率一般不超過 30kW，多見為 22kW，直接起動(dòng)，可保證啟動(dòng)力矩，啟動(dòng)壓降不小于 85~90％（根據(jù)水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊 電氣一次 第十一章 第三節(jié) 相關(guān)內(nèi)容 P475），據(jù)此而選擇的變壓器容量會(huì)比較大，但由于啟閉機(jī)為短時(shí)負(fù)荷，往往要求將變壓器容量縮小，要求降低啟動(dòng)電流倍數(shù)，故推薦使用變頻器起動(dòng)，保證起動(dòng)力矩。主要原因如下：如果 PLC控制柜是由啟閉機(jī)制造廠負(fù)責(zé)提供，雖然制造廠對(duì)自己液壓系統(tǒng)控制工藝流程熟悉，但對(duì) PLC電氣設(shè)計(jì)不熟悉，一般也是外委其他其他單位承擔(dān)，費(fèi)用比較高，實(shí)際上并不節(jié)省投資，也給設(shè)計(jì)配合帶來不便。 十一、閘門 PLC控制柜 ? 液壓式啟閉機(jī) PLC控制柜由于液壓系統(tǒng)各個(gè)生產(chǎn)廠控制工藝流程不同，在閘門 PLC控制柜供貨問題上，一般有兩種做法：一是由啟閉機(jī)制造廠自己配套提供，另外就是由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)集成商提供。卷揚(yáng)式啟閉機(jī)控制箱一般就布置在起閉機(jī)現(xiàn)地。 ? 閘門啟閉機(jī)分為液壓式和卷揚(yáng)機(jī)兩種，液壓式啟閉機(jī) PLC控制柜我們一般布置在液壓泵房，另在閘門現(xiàn)地設(shè)置小型閘門現(xiàn)地控制箱控制閘門開啟（其控制并入泵組 PLC控制柜）。為此，在滲漏集水井，除配置超聲波水位計(jì)外，另外還配有浮球水位計(jì)，實(shí)現(xiàn)滲漏排水冗余控制。公用PLC還通過通信接口實(shí)現(xiàn)與直流系統(tǒng)、智能測量儀表、 UPS的通信。 元和塘泵站泵組現(xiàn)地控制箱 十、公用 PLC控制柜 ? 公用 PLC控制柜均布置于電氣設(shè)備室，主要負(fù)責(zé)除主水泵電動(dòng)機(jī)開關(guān)柜外的 10kV及 400V開關(guān)柜、清污機(jī)、檢修排水泵、滲漏排水泵等公用設(shè)備的監(jiān)控。 九、泵組 PLC控制柜布置 ? 另外，我們這種設(shè)計(jì)，也更符合分層分布式現(xiàn)代計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，也更加節(jié)省控制電纜。相對(duì)來講，現(xiàn)在我們設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)分散控制，但每個(gè)控制柜中選用的 PLC檔次可以適當(dāng)降低，這樣每個(gè) PLC出現(xiàn)故障將只影響到一臺(tái)泵組或者二臺(tái)泵組，各個(gè)單元功能劃分明確，可靠性更高，不會(huì)出現(xiàn)一旦 PLC故障造成整個(gè)泵站都停止運(yùn)行嚴(yán)重事故，這對(duì)城市防洪工程來講，尤其重要。具體來講就是：對(duì) 10KV同步電動(dòng)機(jī)泵組，一般是一臺(tái)泵組配置一面 PLC控制柜；對(duì) 10KV異步電動(dòng)機(jī)泵組，一般采用二臺(tái)泵組合用一套 PLC控制柜。 九、泵組 PLC控制柜布置 ? 對(duì)泵組現(xiàn)地 PLC控制柜設(shè)計(jì)，我們傾向于一對(duì)一或者一對(duì)二控制。泵組 PLC通過通訊接口與智能測量儀表通信。 無錫市北興塘水利樞紐泵房 無錫市北興塘水利樞紐泵房機(jī)旁屏 無錫市江尖水利樞紐泵房現(xiàn)地 PLC控制柜 九、泵組 PLC控制柜布置 ? 泵組 PLC控制柜負(fù)責(zé)主泵、電動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)開關(guān)柜的監(jiān)視控制。無錫市我們設(shè)計(jì)的 4個(gè)泵站，泵組 PLC控制柜均布置在現(xiàn)地機(jī)旁。由于采用分布式結(jié)構(gòu)，任何一個(gè) PLC控制設(shè)備故障都只影響局部功能。 PLC控制柜就近布置在現(xiàn)場，可以大大節(jié)省控制電纜。 八、現(xiàn)地控制單元 ? 現(xiàn)地控制單元以可編程序控制器 PLC為控制核心，采用分布式結(jié)構(gòu)布置在設(shè)備現(xiàn)場。裝設(shè)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可使運(yùn)行值班人員在控制室隨時(shí)獲得設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)圖象，并可對(duì)現(xiàn)場圖象存檔與再現(xiàn)，對(duì)遠(yuǎn)方控制命令進(jìn)行驗(yàn)證，可以確保遠(yuǎn)方控制操作安全。 八、現(xiàn)地控制單元 ? 地控制單元主要功能包括：對(duì)水泵、船閘、套閘、節(jié)制閘的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)地的開、關(guān)、停及其他的智能化操作，與上位機(jī)通信，接收開 /停機(jī)等命令；巡測控制對(duì)象電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、溫度及各設(shè)備位置狀態(tài)；向上位機(jī)發(fā)送實(shí)時(shí)運(yùn)行信息；數(shù)據(jù)采集、處理和系統(tǒng)自診斷；人工鍵入指令，實(shí)施自動(dòng)開停機(jī)等操作；顯示控制對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)各類參數(shù)；運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別，故障多重保護(hù)等。在現(xiàn)地 PLC控制柜上，均配有觸摸屏，以便萬一在主控級(jí)或者網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，在現(xiàn)地可以方便進(jìn)行控制操作。 八、現(xiàn)地控制單元配置方案 ? 第三種類型是按照分層分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，全站以泵組為安裝單位進(jìn)行劃分，每一臺(tái)泵組配置一套LCU，