閘門控制系統(tǒng)方案

1、按照建設要求閘門控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)遠程自動控制及現(xiàn)地控制相結合的方式，由于部分閘門距離水庫管理所較遠，為了及時進行配水調度工作，有必要對相應的閘門實現(xiàn)自動控制?？紤]到閘門實現(xiàn)全自動控制造價較高，首先對關鍵控制性閘門實現(xiàn)自動控制，同時對多孔閘門中使用較頻繁閘門實現(xiàn)自動控制，因此， 為逐步實現(xiàn)灌區(qū)配水調度的高效性，有必要建設閘門自動控制系統(tǒng)。閘門控制系統(tǒng)的方案設計在水利信息化的進程中，閘門安全、可靠的自動控制一直都是核心問題。針對目前閘門自動控制系統(tǒng)的需求，我司提出了基于現(xiàn)地控制層，遠程控制層，集中控制中心三層控制體系結構。采用先進的PLG以太網(wǎng)技術，避免了傳統(tǒng)控制帶來的風險，從而實現(xiàn)精準、可靠的控

2、制系統(tǒng)。為了更好地建設閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)，我司制定以下設計原則：1 ）先進性原則：高起點、新技術、國內領先。2）實用性原則：結構簡潔、功能實用、操作簡單、界面友好。3）可靠性原則：設備可靠性高、適應惡劣環(huán)境且系統(tǒng)防雷抗干擾能力強。3.2.系統(tǒng)結構閘門自動控制系統(tǒng)主要包括監(jiān)控中心站、現(xiàn)場監(jiān)控單元和監(jiān)控終端，實現(xiàn)閘門實時信息自動采集、傳輸和控制。1）監(jiān)控中心站：采用工業(yè)計算機，進行數(shù)據(jù)存儲；為管理人員提供人機操作界面，實時顯示閘門啟閉機、出口工作閥等機電的工況；實時顯示閘門的開度；實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢及報表輸出；通過授權的操作人員可通過工控機的人機界面遠程控制閘門啟閉。2）現(xiàn)場監(jiān)控單元：主要由機柜、PLC

3、 （可編程邏輯控制器）電源、繼電器、交流接觸器等構成。3）監(jiān)控終端：實時監(jiān)測采集工況數(shù)據(jù)（水位，水情，流量，閘（閥）門開度、電壓、電流）；在設備工作異常時自動保護；控制機電設備合理運行；接收中心發(fā)出的控制命令，根據(jù)命令向中心傳輸系統(tǒng)運行參數(shù)。4）現(xiàn)場控制屏現(xiàn)場控制屏相當于閘門控制按鈕，它直接對閘門上升、下降、停止進行控制。也是閘門控制的采集部分，負責將閘門開度值傳到下位機中，將開度傳來的模擬信號裝換成RS-485信號傳到下位機中，完成開度采集傳輸工作。閘門自動控制系統(tǒng)結構如下圖所示：4.系統(tǒng)特點閘門自動控制系統(tǒng)的特點或優(yōu)勢具體如下：1）采用標準工業(yè)以太網(wǎng)接口，方便與現(xiàn)場各個設備交換數(shù)據(jù)，系統(tǒng)擴

4、展性強，集成方 便。2）遠程軟件采用標準化控制接口，可實現(xiàn)與其他軟件和設備進行數(shù)據(jù)互通，從而構建 大規(guī)模水利信息化系統(tǒng)工程，通過對水情、水量、水位的分析統(tǒng)計，實現(xiàn)對整個灌區(qū)、流域 進行水量分配調度等。3）實時遠程監(jiān)測閘門的各測試數(shù)據(jù)，設定報警水位，并對原始數(shù)據(jù)進行各種計算，產(chǎn) 生圖形化報表。4）數(shù)據(jù)遠傳，報警及控制功能，響應速度快。5）歷史數(shù)據(jù)存儲，方便用戶查詢。6）采用PLG以太網(wǎng)技術，確保系統(tǒng)能夠實現(xiàn)遠程控制。4、系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能主要包括圖形化的閘控管理系統(tǒng)、閘門水情及視頻系統(tǒng)、閘門運行系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，如圖所示：圖形化的閘控管理系統(tǒng)閘門自動控制系統(tǒng)的具體功能如下：1）自動檢測閘門開度及

5、運行狀態(tài)信息2）實現(xiàn)了現(xiàn)地控制、遠程控制、聯(lián)合二級控制體系3）根據(jù)需水流量自動調整閘門高度4）故障告警、越限告警及告警自動記錄功能5）閘門泄流量統(tǒng)計和總泄流量統(tǒng)計功能，水位與流量的關系6）閘門操作日志記錄和事故追憶7）輸出流量，水情日報表、月報表、年報表8）可視化圖形顯示閘門啟閉過程和各類操作9）建立當?shù)貙崟r數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫10）提供多級操作員安全等級設置11）專業(yè)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，隨時了解現(xiàn)場的整體狀態(tài)5.系統(tǒng)參數(shù)1）組態(tài)軟件為保證組態(tài)軟件的統(tǒng)一性標準中對組態(tài)軟件的特征性質進行定義以方便不同廠家的設備能夠方便快捷的接入系統(tǒng)中使用。在接入系統(tǒng)和實現(xiàn)標準閘門控制流程中組態(tài)軟件滿足以下功能:數(shù)據(jù)更新

6、速率=100毫秒數(shù)據(jù)連接：支持保護功能：支持兼容性，開放 性：OPC, DDE, ODBC ADO, SDK運行平臺：WinNT, Win2000 , WinXP, Win 7編程語百：類C嵌入功能：支持標準OCX控件對數(shù)據(jù)進行直接高速訪問PLC通訊功能：支持PLC標簽動態(tài)鏈接功能擴展功能：網(wǎng)絡冗余功能，報警功能安全功能：多用戶權限，用戶分區(qū)管理閘門控制系統(tǒng)的施工方法及調試：一、施工方法1.線纜鋪設鋪設線纜要掌握合理的方法，要在鋪設時認真對線纜進行檢查，外皮是否破裂，屏蔽層是否損壞以及芯線是否斷裂等等。 一定要在鋪設的線纜上做好明顯的 標記，以備安裝設備和日后檢修時使用。保護地線必須采用三相五

7、線制中的第5根線，并與交流電源的零線嚴格分開。接地系統(tǒng)應采用單點接地的方式。信號地、 機殼地、電源告警地、防靜電地等均應分別用導線經(jīng)接地排一點接至接地體。2、設備安裝設備的安裝必須在裝飾完工、線纜鋪設正確后進行。設備安裝前應該認真閱讀安 裝手冊，以掌握正確的安裝方法、步驟。設備安裝要牢固，保護措施要完備。將電源、閘位計、上限位開關、下限位開關、電機等設備通過現(xiàn)場布線接入PLC控制柜中。將觸摸屏、工控機、PLC通過光纖交換機連接起來。以及在工控機上安 裝組態(tài)控制軟件。3、線路連接在線路的連接時，要求方式必須確保在無電狀態(tài)下進行；施工符合電器安裝規(guī) 范;各種插接件，工程中需用要的各種二芯、三芯、蓮

8、花接頭、卡儂插頭、多芯 插頭的數(shù)量非常大，要謹慎仔細；線路中所有的火線，零線，地線及防雷線的連 接必須準確無誤。按照設計圖紙將控制機柜各采集控制器和PLC連接起來，如下圖:云南禹科實業(yè)有限公司 PLC設計圖及機柜接線圖4、通電前檢查細致的檢查是有必要的，一般的檢查包括設備安裝安全性，供電線路是否合理，各設備采集器的連接是否正確等，另外還有一個重要的檢查項目就是：仔細檢查 每一件設備的狀態(tài)設置是否滿足設計要求， 這點絕對不能忘記，否則極易造成設 備損壞。、系統(tǒng)調試1、調試前準備調試前要仔細確認每一臺設備是否安裝、連接正確，認真向施工人員詢問施工遺留的可能影響使用的有關問題；調試前要仔細確認每一臺

9、設備是否安裝、 連 接正確，認真向施工人員詢問施工遺留的可能影響使用的有關問題；調試前必須再次認真地閱讀所有的傳感設備說明書，仔細查閱設計圖紙的標注和連接方式； 調試前一定要確信供電線路和供電電壓沒有任何問題； 調試前應該保證現(xiàn)場沒有 關人員；調試前還要準備相應的儀器和工具。2、控制系統(tǒng)主電路調試首先調試前先斷開控制電機，以免發(fā)生調試事故。按照圖紙，接入 380V三 相交流電源，用電壓表測量接入電壓是否是 380V。電壓滿足依次打開開關（注 意：每打開一個開關必須測量電壓是否滿足要求）。其次把集中就地開關打到就 地端，操作控制按鈕，觀察繼電器是否正常工作。正常工作主電路調試結束。3、PLC控制

10、系統(tǒng)調試首先打開控制開關 QF5給PLC供上24V電源，同樣要用電壓表測量電壓值，打開PLC調試軟件進行監(jiān)視。在電壓正常、PLC指示燈正常的情況下，把集中就地控制按鈕打到集中端，在通過操作控制按鈕，觀察繼電器是否正常工作。正常工作PLC系統(tǒng)調試結束。 現(xiàn)場調試畫面如下圖：云南禹科實業(yè)有限公司PLC調試畫面4、觸摸屏系統(tǒng)的調試在PLC系統(tǒng)調試正常的情況下，同樣在集中控制狀態(tài)下。在觸摸屏上選擇觸摸屏控 制。即可觸摸屏上操作控制按鈕，觀察繼電器是否正常工作。正常工作觸摸屏系統(tǒng)調試結束。云南禹科實業(yè)有限公司觸摸屏調試畫面4、閘門控制系統(tǒng)模擬運行首先要測量出各系統(tǒng)單獨運行和總體運行時供電線路各相的電流。

11、 實際的運 行情況與理論值肯定會有出入，必須對實際運行時的電流情況進行測量， 如果發(fā) 現(xiàn)實際測量值與理論值有較大差距， 或各相電流分配比例差距較大，線路電流有 超?，F(xiàn)象，必須重新進行整改，以保證用電安全其次按照圖紙把控制電機接入控制系統(tǒng)。 首先進行就地操作，需要注意閘位 計顯示閘位和實際值是否一致及 PLC系統(tǒng)采集值是否一致。在操作時觀察電機是 否正常工作及有無異常聲音等問題。接下來即可進行遠程控制，同樣注意在操作 時觀察電機是否正常工作及有無異常聲音等問題。 在整個操作過程中必須有人在 機柜旁邊，以免發(fā)生意外可以盡快按下急停按鈕，停止閘門系統(tǒng)?？傊?，系統(tǒng)的模擬運行是非常重要非常必要的工作，

12、這時的每一項工作換來 的將是設備長期運行的穩(wěn)定和系統(tǒng)工作的安全。特別是供電線路和設備的發(fā)熱狀 況，將直接關系到工程的安全性，因此所有工程技術人員的要高度重視。云南禹科實業(yè)有限公司 PLC現(xiàn)場調試圖5、調試結果和問題的記錄閘門控制工程要進行調試、設定和檢查項目很多，這些結果和問題是今后使 用及檢修的重要參考資料，有必要在進行每一步工作時將結果和問題記錄下來， 進行必要的分析和總結。對于使用者有用的記錄數(shù)據(jù)，應該交給他們；對于日后 維修有用的記錄數(shù)據(jù)，應該由設計者妥善保管。6、出現(xiàn)問題設備外殼有帶電現(xiàn)象由于閘門控制系統(tǒng)工程的所有設備工作必須用電， 所以調試時可能首先會遇 到機柜外殼帶電的問題，雖然外殼帶電不一定影響設備的使用， 但會危及到使用 者的安全，必須徹底解決。進行相應的接地防雷處理。PLC數(shù)據(jù)異常初次調試可能會遇到PLC采集不到數(shù)據(jù)。注意檢查網(wǎng)絡設置是否正確，確保 PLC調試軟件和控制機柜連接上。閘位計顯示值異常閘位計顯示值和PLC采集顯示值不一樣，通過