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閘門監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)置N個(gè)現(xiàn)地監(jiān)控單元及系統(tǒng)連接網(wǎng)絡(luò)。

• 現(xiàn)地控制單元：設(shè)置N個(gè)現(xiàn)地監(jiān)控單元,采用一一對(duì)應(yīng)配置原則，即每孔或多孔閘門設(shè)置一面現(xiàn)地控制屏；控制方式為現(xiàn)地手動(dòng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

• 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：各現(xiàn)地監(jiān)控單元采集其所屬各類監(jiān)控信號(hào)，各現(xiàn)地控制單元對(duì)外接口均為網(wǎng)口。

2.2系統(tǒng)詳細(xì)功能描述及性能指標(biāo)：

   1)現(xiàn)地控制單元

閘門現(xiàn)地控制單元主要完成數(shù)據(jù)采集與處理、事件檢測(cè)、控制與調(diào)節(jié)、人機(jī)接口與通信等功能。閘門現(xiàn)地控制單元可手動(dòng)實(shí)現(xiàn)閘門控制，也可實(shí)現(xiàn)與閘門監(jiān)控中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，接收控制指令并對(duì)閘門發(fā)出啟閉信號(hào)；并通過(guò)傳感器接收閘門現(xiàn)場(chǎng)信息，向閘門監(jiān)控中心反饋閘門現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況、故障信號(hào)等信息。

●硬件設(shè)備：

由PLC、現(xiàn)場(chǎng)控制柜、傳感器等設(shè)備構(gòu)成。負(fù)責(zé)采集、傳輸系統(tǒng)的各種參量，并對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制。PLC選用施耐德品牌產(chǎn)品。閘門的開度通過(guò)傳感器設(shè)備組網(wǎng)與PLC的一個(gè)RS-485進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)在開度儀上顯示，通過(guò)按扭可以對(duì)閘門的啟閉進(jìn)行操作。采用這種結(jié)構(gòu)可以減少投資和提高數(shù)據(jù)采集的精確度。PLC模塊通過(guò)網(wǎng)口與中心站的上位機(jī)進(jìn)行通訊。PLC（可編程邏輯控制器）是測(cè)控終端站的關(guān)鍵，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)控制，可根據(jù)監(jiān)控終端的采集數(shù)據(jù)和控制設(shè)備的數(shù)量不同而配置相應(yīng)的規(guī)模，也利于將來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

   ●軟件設(shè)備：

由PLC編程設(shè)計(jì)軟件構(gòu)成。負(fù)責(zé)可編程控制器的管理及系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的分析和處理等工作

具體功能描述如下：

(1)數(shù)據(jù)采集功能

①可采集閘門開度數(shù)據(jù)

測(cè)量范圍：0-10M；

     分辨力：1CM或MM；

②可采集每孔閘門開關(guān)量輸入：閘門行程開關(guān)限位接點(diǎn)、閘門開度測(cè)量?jī)x位置接點(diǎn)、控制開關(guān)轉(zhuǎn)換接點(diǎn)及故障信號(hào)引入接點(diǎn)；

③狀態(tài)量采集

a. 閘門上升或下降接觸器狀態(tài)；

b. 閘位行程開關(guān)狀態(tài)；

c. 啟閉機(jī)保護(hù)裝置狀態(tài)；

d. 操作按鈕和開關(guān)狀態(tài)；

e. 電動(dòng)機(jī)過(guò)流和缺相故障；

f. 閘門上限、下限限位信號(hào)。

④可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采集流量、液位、荷載等各種數(shù)據(jù)或狀態(tài)信號(hào)

(2)閘門控制功能

①手動(dòng)控制：將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“手動(dòng)控制"，即可通過(guò)控制柜面板上面的“上升"“下降"“停止"按扭對(duì)閘門進(jìn)行操作，此種模式下只有按扭，急停開關(guān)，限位開關(guān)參與控制。優(yōu)先于“自動(dòng)控制"和“遠(yuǎn)程控制"

②自動(dòng)控制：將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“自動(dòng)控制"，即可通過(guò)觸摸屏（如果有），使閘門自動(dòng)開啟/關(guān)閉到位置。在閘門運(yùn)行過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)操作員可通過(guò)觸摸屏和相應(yīng)指示燈實(shí)時(shí)觀測(cè)閘門運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)閘門運(yùn)行到高度時(shí)，閘門自動(dòng)運(yùn)行停止；當(dāng)閘門出現(xiàn)越限（超越上、下限）、電機(jī)過(guò)流、缺相等故障或需要停止的邏輯信息時(shí)，閘門自動(dòng)停止運(yùn)行?！白詣?dòng)控制"優(yōu)先于“遠(yuǎn)程控制"；

③遠(yuǎn)程控制：PLC通過(guò)以太網(wǎng)接收閘門監(jiān)控中心工控機(jī)的指令，自動(dòng)完成閘門的開啟或關(guān)閉。將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“遠(yuǎn)程控制“，即可通過(guò)上位機(jī)操作閘門自動(dòng)開啟/關(guān)閉到位置。操作人員將通過(guò)計(jì)算機(jī)的操作界面發(fā)布閘門運(yùn)行指令，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口下達(dá)到相應(yīng)閘門監(jiān)控站的PLC。PLC在接到傳來(lái)的控制命令后，自動(dòng)啟動(dòng)閘門運(yùn)行，并控制閘門運(yùn)動(dòng)到值。在閘門運(yùn)行過(guò)程中，上位機(jī)可實(shí)時(shí)采集閘位信息及查詢來(lái)自PLC的閘門運(yùn)行狀態(tài)信息，使中心站操作員在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)掌握閘位信息，以便實(shí)現(xiàn)定閘位控制，并可實(shí)時(shí)掌握閘門在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本灌區(qū)主要設(shè)備構(gòu)成分為：具備市電的自動(dòng)化控制部分、太陽(yáng)能自動(dòng)控制部分和遠(yuǎn)程調(diào)度中心。本方案主要介紹太陽(yáng)能自動(dòng)化控制部分，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下：

系統(tǒng)架構(gòu)主要有現(xiàn)地設(shè)備、通信鏈路和調(diào)度中心構(gòu)成。

1.2現(xiàn)地設(shè)備

本系統(tǒng)方案中，現(xiàn)地設(shè)備有太陽(yáng)能供電單元、鏈路通信單元、數(shù)據(jù)采集單元、智能控制單元和閘門機(jī)械機(jī)構(gòu)組成。示意圖如下1、閘位計(jì)；2、電動(dòng)機(jī)；3、電動(dòng)機(jī)出軸；4、鏈條；5、啟閉機(jī)手搖啟閉軸；6、太陽(yáng)能；7、控制柜；8、支架；9、立桿 ：

太陽(yáng)能閘門遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制

    太陽(yáng)能閘門遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制