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灌区水库闸门自动控制柜
全部控设备均按照有关规范、规定、标准、总设计报告中的有关技术指标进行，当技术指标、规范标准之间有差异时，按技术要求高的标准执行。施工期间如遇国有关规程、规范的修订或新的规范 颁布，则以新的规程规范为准。
1.1 设计原则
系统设计时遵循下述原则：
1、控制系统简可靠，高度冗余，操作灵活，维方便。
2、充分现系统的先进，并且把设备的长期可靠运行放到第位，系统配置和设备选型符合计算机及 PLC 发展迅速的特点，充分利用计算机、网络域的先进技术，使系统整能达到当先进水平。
3、人机接口能强大，操作方便、简、直观。
4、采用模块化结构设计，便于维和系统升。
5、结构设计新颖、观，充分现先进。
6、系统的设计和制造完全符合规范和国相关标准。
7、选用的设备可靠高、适应恶劣环境且系统防雷干扰能力强。
闸门自动化控制系统闸室配现地 PLC 控制柜及系统连接网络。
a． 现地控制元：PLC 柜进行信号采集。PLC 柜上可选择三个控制方式：手动、自动、和远程。
b． 系统网络：各现地控元采集其所属各类控信号，现地控制元对外接口为网口。
2.2 系统详细能描述及能指标：
1)现地控制元
闸门现地控制元主要完成数据采集与处、事件测、控制与调节、人机接口与通信等能。闸门
现地控制元可手动实现闸门控制，也可实现与闸门控中心进行网络数据通信，接收控制指令并对闸门
发出启闭信号；并通过传感器接收闸门现场信息，向闸门控中心反馈闸门现场运行工况、故障信号等信
息。
●硬件设备：
由 PLC 控制柜、传感器等设备构成。负责采集、传输系统的各种参量，并对机电设备进行控制。PLC
选用施耐德品产品。闸门的开度通过用传感器设备组网与 PLC 的进行通讯，数据在开度上显示。采
用这种结构可以少投资和提高数据采集的--度。PLC 模块通过网口与闸管所的上位机进行通讯。PLC
（可编程逻辑控制器）是测控端站的关键，负责采集数据和实现控制，可根据控端的采集数据和控
制设备的数量不同而配置相应的规模，也利于将来系统的扩展。
●软件设备：
由 PLC 编程设计软件、上位机软件构成。负责可编程控制器的管及系统中各种数据的分析和处等
工作
具能描述如下：
(1)数据采集能
①可采集闸门开度信号
测量范围：0-20M；分辨力：1CM；
②可采集每孔闸门开关量输入：闸门行程开关限位接点、闸门开度荷重测量位置接点、控制开关转换接
点及故障信号引入接点；
③状态量采集
a. 闸门上升或下接触器状态；
b. 闸位行程开关状态；
c. 启闭机保装置状态；
d. 操作按钮和开关状态；
e. 电动机过流和缺相故障；
f. 闸门上限、下限限位信号。
G. 闸门荷载状态保。
(2)闸门控制能
①手动控制：将现地控制柜上的操作模式转换开关打到“手动控制”，即可通过机旁控制箱面板上面
的“上升”“下”“停止”按扭对闸门进行操作，此种模式下只有按扭限位开关参与控制。先于“自
动控制”和“远程控制”
②自动控制：将现地控制柜上的操作模式转换开关打到“自动控制”，该状态下开度、PLC 等现场
自动化设备参与逻辑控制。在闸门运行过程中，现场操作员可通过开度和相应指示灯实时观测闸门运行
状态。当闸门出现越限（超越上、下限）、荷载超载、电机过流、缺相等故障时，闸门自动停止运行。“自动控制”
先于“远程控制”；
③远程控制（预留）：PLC 通过以太网接收闸门控中心工控机的指令，自动完成闸门的开启或关闭。
将现地控制柜上的操作模式转换开关打到“远程控制“，即可通过上位机操作闸门自动开启/关闭到
位置。操作人员将通过计算机的操作界面发布闸门运行指令，并通过网络接口下达到相应闸门控站的
PLC。PLC 在接到传来的控制令后，自动启动闸门运行，并控制闸门运动到值。在闸门运行过程中，
上位机可实时采集闸位信息及查询来自 PLC 的闸门运行状态信息，使中心站操作员在计算机上实时掌握闸
位信息，以便实现定闸位控制，并可实时掌握闸门在运行过程中的状态。
④控制互锁能：闸门控制时，二次回路中加入必要的互锁条件，同时在 PLC 程序中也加入必要的互
锁条件，以防止闸门误动作。
(3)信号显示
在现地控制屏面板设置些相关信号灯
①闸门状态(开、关、停)指示；
②闸门位置 (上限、下限) 指示；
③控制屏上的开度实时显示闸门开度值、荷载值；
④电机过流、缺相指示
⑤控制柜电源指示
⑥操作模式指示
(4)数据远传
闸门现地控制元通过网络接口由交换机将有关信息上传。
(5)报警能设计
在闸门运行过程中，当系统发生故障时，能够立即报警，并可根据需求和实际情况手动或自动止当
前闸门运行操作。闸门现场操作人员通过现场操作控制的相关信号灯可实时掌握故障的发生，并且故障信
号通过网口上传。
常见故障内容如下：
电机过流、缺相、荷载超载。
Ø 闸门运行超上下限、荷载超载
Ø 闸门上限。当闸门到达高点位置时，安装在闸门上的上位限制传感器应立即断开主回路，同时向 PLC
发布信号，使 PLC 发布停止指令，并发布报警信号；在现场自动控制时，由开度发出停止令和报
警信息，或在发布报警时，手动停止当前闸门操作。
Ø 闸门下限。当闸门到达低点位置时，安装在闸门上的下位限制传感器应立即断开主回路，同时向 PLC
发布信号，使 PLC 发布停止指令，并发布报警信号；在现场自动控制时，由开度发出停止令和报
警信息，或在发布报警时，手动停止当前闸门操作。
闸门荷载超载。当闸门运行过程中异物卡死闸门，安装在闸门上的荷重传感器立即断开主回路，同时向 PLC
发布信号，使 PLC 发布停止指令，并发布报警信号；在现场自动控制时，由开度发出停止令和报
警信息，或在发布报警时，手动停止当前闸门操作。
2.3 通信系统
系统方案信息流向说明如下
Ø 各闸门在现地通过现地控制柜控制闸门启闭。
Ø 闸门开度信息、荷重信息、上下限位信息、电动机过流缺相信息、闸门状态传输到各闸门现地控制元，通
过 PLC 将信息传输到闸门控中心站。 在超限时，由现地控制元自动完成闸门锁定能。
Ø 闸门控中心的上位机能通过网络通信方式接收由现地控制元传输来的各闸门的工况数据。
Ø 闸门控中心的上位机能通过网络通信方式控制现地控制元的闸门启闭。
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