全部監(jiān)控設(shè)備均按照有關(guān)規(guī)范、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)、總體設(shè)計(jì)報(bào)告中的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行,當(dāng)技術(shù)指標(biāo)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之間有差異時(shí),按技術(shù)要求高的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。施工期間如遇國(guó)家有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的修訂或新的規(guī)范頒布,則以新的規(guī)程規(guī)范為準(zhǔn)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循下述原則:
1、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠,高度冗余,操作靈活,維護(hù)方便。
2、充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性,并且把設(shè)備的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行放到*位,系統(tǒng)配置和設(shè)備選型符合計(jì)算機(jī)及PLC發(fā)展迅速的特點(diǎn),充分利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),使系統(tǒng)整體性能達(dá)到當(dāng)代先進(jìn)水平。
3、人機(jī)接口功能強(qiáng)大,操作方便、簡(jiǎn)單、直觀。
4、采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),便于維護(hù)和系統(tǒng)升級(jí)。
5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、美觀,充分體現(xiàn)先進(jìn)性。
6、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造完全符合規(guī)范和國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
7、選用的設(shè)備可靠性高、適應(yīng)惡劣環(huán)境且系統(tǒng)防雷抗*能力強(qiáng)。
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 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。閘門的開度通過專用傳感器設(shè)備組網(wǎng)與PLC 的進(jìn)行通訊,數(shù)據(jù)在開度儀上顯示。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 模塊通過網(wǎng)口與閘管所的上位機(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,也利于將來系統(tǒng)的擴(kuò)展。
●軟件設(shè)備:
由PLC 編程設(shè)計(jì)軟件、上位機(jī)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可采集閘門開度信號(hào)
測(cè)量范圍:0-20M;分辨力:1CM;
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)、閘門開度荷重測(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)過流和缺相故障;
f. 閘門上限、下限限位信號(hào)。
G. 閘門荷載狀態(tài)保護(hù)。
(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”,即可通過機(jī)旁控制箱面板上面
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”,該狀態(tài)下開度儀、PLC 等現(xiàn)場(chǎng)
自動(dòng)化設(shè)備參與邏輯控制。在閘門運(yùn)行過程中,現(xiàn)場(chǎng)操作員可通過開度儀和相應(yīng)指示燈實(shí)時(shí)觀測(cè)閘門運(yùn)行
狀態(tài)。當(dāng)閘門出現(xiàn)越限(超越上、下限)、荷載超載、電機(jī)過流、缺相等故障時(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(預(yù)留):PLC 通過以太網(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“,即可通過上位機(jī)操作閘門自動(dòng)開啟/關(guān)閉到指定
位置。操作人員將通過計(jì)算機(jī)的操作界面發(fā)布閘門運(yùn)行指令,并通過網(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)到指定值。在閘門運(yùn)行過程中,
上位機(jī)可實(shí)時(shí)采集閘位信息及查詢來自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)行過程中的狀態(tài)。
④控制互鎖功能:閘門控制時(shí),二次回路中加入必要的互鎖條件,同時(shí)在 PLC 程序中也加入必要的互
鎖條件,以防止閘門誤動(dòng)作。
(3)信號(hào)顯示
在現(xiàn)地控制屏面板設(shè)置一些相關(guān)信號(hào)燈
①閘門狀態(tài)(開、關(guān)、停)指示;
②閘門位置 (上限、下限) 指示;
③控制屏上的開度儀實(shí)時(shí)顯示閘門開度值、荷載值;
④電機(jī)過流、缺相指示
⑤控制柜電源指示
⑥操作模式指示
(4)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳
閘門現(xiàn)地控制單元通過網(wǎng)絡(luò)接口由交換機(jī)將有關(guān)信息上傳。
(5)報(bào)警功能設(shè)計(jì)
在閘門運(yùn)行過程中,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),能夠立即報(bào)警,并可根據(jù)需求和實(shí)際情況手動(dòng)或自動(dòng)終止當(dāng)
前閘門運(yùn)行操作。閘門現(xiàn)場(chǎng)操作人員通過現(xiàn)場(chǎng)操作控制的相關(guān)信號(hào)燈可實(shí)時(shí)掌握故障的發(fā)生,并且故障信
號(hào)通過網(wǎng)口上傳。
常見故障內(nèi)容如下:
電機(jī)過流、缺相、荷載超載。
? 閘門運(yùn)行超上下限、荷載超載
? 閘門上限。當(dāng)閘門到達(dá)*點(diǎn)位置時(shí),安裝在閘門上的上位限制傳感器應(yīng)立即斷開主回路,同時(shí)向 PLC
發(fā)布信號(hào),使PLC 發(fā)布停止指令,并發(fā)布報(bào)警信號(hào);在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制時(shí),由開度儀發(fā)出停止命令和報(bào)
警信息,或在發(fā)布報(bào)警時(shí),手動(dòng)停止當(dāng)前閘門操作。
? 閘門下限。當(dāng)閘門到達(dá)*點(diǎn)位置時(shí),安裝在閘門上的下位限制傳感器應(yīng)立即斷開主回路,同時(shí)向 PLC
發(fā)布信號(hào),使PLC 發(fā)布停止指令,并發(fā)布報(bào)警信號(hào);在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制時(shí),由開度儀發(fā)出停止命令和報(bào)
警信息,或在發(fā)布報(bào)警時(shí),手動(dòng)停止當(dāng)前閘門操作。
閘門荷載超載。當(dāng)閘門運(yùn)行過程中異物卡死閘門,安裝在閘門上的荷重傳感器立即斷開主回路,同時(shí)向PLC
發(fā)布信號(hào),使PLC 發(fā)布停止指令,并發(fā)布報(bào)警信號(hào);在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制時(shí),由開度儀發(fā)出停止命令和報(bào)
警信息,或在發(fā)布報(bào)警時(shí),手動(dòng)停止當(dāng)前閘門操作。
2.3 通信系統(tǒng)
系統(tǒng)方案信息流向說明如下
? 各閘門在現(xiàn)地通過現(xiàn)地控制柜控制閘門啟閉。
? 閘門開度信息、荷重信息、上下限位信息、電動(dòng)機(jī)過流缺相信息、閘門狀態(tài)傳輸?shù)礁鏖l門現(xiàn)地控制單元,通
過PLC 將信息傳輸?shù)介l門監(jiān)控中心站。 在超限時(shí),由現(xiàn)地控制單元自動(dòng)完成閘門鎖定功能。
? 閘門監(jiān)控中心的上位機(jī)能通過網(wǎng)絡(luò)通信方式接收由現(xiàn)地控制單元傳輸來的各閘門的工況數(shù)據(jù)。
? 閘門監(jiān)控中心的上位機(jī)能通過網(wǎng)絡(luò)通信方式控制現(xiàn)地控制單元的閘門啟閉。
通信接口說明如下:
上位機(jī)與PLC 之間采用網(wǎng)口進(jìn)行通信;
2.4 避雷措施
a.室外接入 PLC 的控制信號(hào)應(yīng)加裝信號(hào)避雷器;
b.信號(hào)輸入輸出均采用光電隔離。
c.電纜鋪設(shè)采用穿鋼管防雷鋪設(shè)。
2.5 系統(tǒng)的安全性和可靠性保障措施
a.保障儀表、儀器的穩(wěn)定性、可靠性和安全性:儀表、PLC、PC 機(jī)、通信器件、小型元器件均采用國(guó)
際或國(guó)內(nèi)知名品牌;
b.整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性:系統(tǒng)采用成熟的、高可靠性的以太網(wǎng)作為系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò),以高可靠性的
PLC 控制核心,保障了數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理的可靠性和及時(shí)性;
c.軟件系統(tǒng)的可靠性:在硬件系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上,軟件系統(tǒng)也要用各種可能的互鎖條件進(jìn)行處理、發(fā)
送數(shù)據(jù)。將可預(yù)知的和不可預(yù)知的錯(cuò)誤均進(jìn)行相應(yīng)的處理,提高軟件系統(tǒng)的可靠性、抗*性和模糊分析
處理能力;
d.保障電源的穩(wěn)定性和安全性:二次回路采用直流供電,在閘門啟動(dòng)過程中可能會(huì)造成供電回路的電
流、電壓的波動(dòng)過大,由此將會(huì)導(dǎo)致控制回路中的儀器儀表的故障率增大,使得整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性大
大降低。為了避免這種情況的出現(xiàn),為此我們特別設(shè)計(jì)的控制柜采用直流屏供電,使得整個(gè)控制回路的電
源和一次回路的主電源完全隔離,大大增加了本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
e.保障電機(jī)的可靠性和安全性:用熱繼電器器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的電流,以預(yù)防電機(jī)過載、過壓、欠壓、缺
相、堵轉(zhuǎn)運(yùn)行,從而預(yù)防閘門發(fā)生故障,當(dāng)發(fā)生故障時(shí)軟件和硬件均進(jìn)行相應(yīng)的處理; 配置使用智能電機(jī)保
護(hù)器,智能電機(jī)保護(hù)器在閘門運(yùn)行過程中可以自動(dòng)判斷電機(jī)的荷載,,避免電機(jī)的過載、過流、欠壓運(yùn)行,
從而*限度的保證閘門及電機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性。
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