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)。

1.1 設(shè)計(jì)原則

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。