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闸门群控方案
 
 
 
机加工车间
大德合资公司

以下内容节选自我所已中标工程《湖南省芷江县七里桥水利水电工程》中泄洪闸门控制系统部分的实现内容,仅供参考。

一、系统设计

     本系统结构上可分为三层,现地数据采集和执行机构层、现地控制层、集中控制层,各层间由现场总线或光纤以太网连接。

     现地数据采集包括油泵参数(含油压、油温等)、闸门参数(开度、偏差等)以及相应控制对象的开关量参数,如闸门的到位信号等。这些参数通过信号线传到现地控制柜的PLC输入模块中。

     现地控制柜采集现地数据并处理,形成系统控制原始数据信息,可通过光纤上传到中控室集中控制单元,同时在现地控制有效的情况下输出相应的控制命令,这些命令最终由油泵系统的电磁阀及控制液压系统的接触器执行。

     现地控制柜中处理的数据可通过控制柜上的液晶触摸屏显示,相关参数也可由液晶触摸屏来完成设置。所以采集并处理的数据可通过光纤以太网上传到集中控制单元,同时现地控制单元也通过光纤以太网接收集中控制单元发出的控制指令。

     集中控制单元安装在中控室,主要由二套高性能原装研华工控机组成,二机互为热备份。双机热备技术采用我所自行研发的技术,算法先进、性能可靠、切换效率高。

     中控室还安装有网络打印机,以用于系统的定时打印及召唤打印任务。

二、硬件系统设计

  2.1 硬件系统设计

   2.1.1 组成介绍

     集中控制单元主要由二台高性能IBM服务器组成,另有满足打印需要的激光打印机和用于通讯需要的16口网络交换机。

     集中控制单元由统一安置的UPS不间断电源供电,以备断电情况下的系统工作。

   2.1.2 设备选型

    2.1.2.1 工控机选型介绍

     本系统中采用的高性能的研华原装工控机,型号为IPC-610H。其性能参数如下:(略)

    2.1.2.2 打印机选型介绍

     

    2.1.2.3 网络交换机选型介绍

     

  2.2 现地控制柜硬件设计

     (控制柜原理示意图参见12.2 ~ 12.4现地柜原理示意图1~3;具体设备和参数详见3.2 《分项投标报价表》和12.7《 主要设备参数资料》)

   2.2.1 PLC选型

     PLC采用Modicon TSX Premium 系列产品。主要模块如下

     

CPU模块 TSXP572623M 1块(带以太网口)
DI模块 TSXDEY32D2K 2块
DO模块 TSXDSY32T2K 2块
AI模块 TSXAEY1600 1块
AO模块 TSXASY410 1块
SSI模块 TSXCTY2C 2块
电源模块 TSXPSY5500M 1块
触摸屏 XBTG5330 1个

三、软件系统设计

  3.1 系统管理功能设计

     系统管理功能主要完成软件中系统级的管理功能。

   3.1.1 登录与取消登录

     为了保证软件操作的安全性及防止误操作的可能并提高操作员个人的责任心,在进入本系统前,必须通过登录操作,界面如图:GI-1

     这个界面可使操作员完成系统登录或重新登录。

     当操作员输入本人的登录名并正确输入登录密码后才能进入本系统。对于每个操作员,在定义时就已赋与了不同的操作权限,操作员正确登录后,将可以在系统中自由地进行许可自己进行的操作,但所有操作均将记入日志中。

   3.1.2 日志查看

     系统中所有操作,如登录、开闸、关闸等,均记入日志,日志查看功能可以让用户方便地查阅以前的操作记录,以方便故障检测、责任查明等。日志查看界面和下面要说明的事件查看界面是合并的,其界面与Windows2000中的事件查看器界面一致,所以操作简单明了。示意如图GI-2。

   3.1.3 事件查看

     系统所产生的各类事件,如闸门启、停等,均将记入事件日志中,此功能可以方便用户查阅历史事件。

     事件日志查看的界面设计请见上一节《日志查看》部分。

   3.1.4 操作员管理

     为方便系统操作,系统将把系统中所有功能均作为相应权限来进行控制。只有成为操作员的人员成功进行系统登录后,才可操作该操作员被允许操作的功能。操作员管理将提供了操作员添加、删除、修改的操作界面。

     已登录操作员可以通过“密码修改”菜单来实现自己的密码修改工作。

     操作员管理的界面示意如图GI-3。

  3.2 闸门测控功能设计

     本系统应该完成的测控功能主要有闸门群的集中/分散控制,包括如下几个方面的内容。

   3.2.1 全闸门监测

     本界面完成所有闸门的监测功能,同时界面上还将显示出上、下游水位值及流量。界面示意如图GI-4。

   3.2.2 单闸门测控

     单闸门测控中,可以对单独一个闸门进行监测,在预置开度或流量后进行开、关闸任务。

     界面中可以直观地观察到被测控闸门的控制电压、运行电流、开度、荷重、电机情况、预置情况、运行情况等(以上参数需系统硬件支持)。并可随时进行停闸或急停(需系统硬件支持)操作。

     运行中系统可以判断卡阻、越限等故障,并进行声光报警。

     界面示意如图GI-5。

   3.2.3 双闸门测控

     双闸门测控中,可以对已分好成组闸门两个两个地进行监测,在预置开度或流量后进行双闸的开、关闸任务。

     界面中可以直观地观察到被测控闸门的控制电压、运行电流、开度、荷重、电机情况、预置情况、运行情况等(以上参数需系统硬件支持)。并可随时进行停闸或急停(需系统硬件支持)操作。

     运行中系统可以判断卡阻、越限等故障,并进行声光报警。

     界面示意如图GI-6。

   3.2.4 任意闸门测控

     任意闸门测控中,可以选择任意孔的闸门进行测控。

     界面中首先要选择闸门的测控范围,然后可以按流量或开度预置的方式设定闸门群的目标位置,点击“启动”后,即可对已选择的闸门群进行控制。

     对闸门群的控制是按一定的分组规则进行的,如果执行开闸,则会先开中间的组,再依次向二边开启;相反,如果是关闸,则会先关二边的,再依次向中间关闭。如当前选择操作4#、5#、6#、7#、8#五孔闸,则开闸时,先开6#,一定时间后(可定义,一般为5秒)再开5#和7#,再一定时间后,再开4#和8#。关闭时相反,先关4#和8#,再5#和7#,最后为6#。

  3.3 数据处理功能设计

   3.3.1 数据曲线显示

     可供数据曲线显示的量主要有上、下游水位、各闸流量及闸流量等,也可显示历史曲线。示意图如下:

   3.3.2 数据备份与恢复

     系统运行一段时间后,数据库中可能会由于数据量大而导致计算机速度变慢,此时用户可以通过数据备份与恢复界面来完成数据库中的数据的备份。

     同时在数据丢失时,也可通过此功能来进行恢复操作。

     界面示意如图GI-8。

   3.3.3 数据查询及报表输出

     本功能为用户提供了完善的查询手段,可以使用户按照多种方式或查询条件来进行历史数据的浏览操作并可形成报表输出。界面示意如图GI-9。

     报表是完成数据规格化输出、上报的主要手段。本系统提供了大量格式的灵活报表供用户来选择。

     报表的基本格式示意如图GI-10。

  3.4 数据通信功能设计

     本系统提供的数据通信功能是个标准的COM/COM+组件,因此使用与升级极其方便。另一方面,因为COM/COM+组件的网络特性,使得本组件极容易与Internet或其它专线网相连。

     数据通信功能模块基于标准的TCP/IP通信协议,为用户提供了与上级部门及其它需要共享所有或部分测量结果的部门进行交流的有力手段。

   3.4.1 通信界面

     所有接收到的数据将已适当的方式显示到屏幕中去。

     发送功能中有定点发送和广播发送。定点发送是由用户指定发送地地址(可为一个或多个),而广播发送则对系统认可的所有地址。无论哪各方式,均需由用户先选定要发送的内容,如闸门数据、水位数据等,然后系统按照用户指定的方式与目标地址连接,连接成功后即发送用户选定要发送的测量数据。

     通信功能于用户的具体需求有很大关系,这里不再给出具体界面示意。

   3.4.2 通信设置

     通信设置是为配置通信所需参数的界面,这些要配置的数据有:目标地址系统、连接方式、协议要求、网络要求、本机网络参数配置以及取得的数据保存及显示选项等。

     通信设置同通信功能类似,于用户的具体需求有很大关系,这里不再给出具体界面示意。

  3.5 报警处理功能设计

     当系统中有异常时,会产生报警事件。报警出现后,系统会给出声光报警,在操作员实际响应之前,声光报警一直存在。其界面如图GI-11。

     操作员响应后,报警系统可以在报表或日志查看中再次浏览。

  3.6 参数设置功能设计

     为提高系统的高度灵活性,适应测量的需要及用户需求改变的需要,最大限度适应现在及将来的测量需求,保护用户的投资,本系统提供了灵活全面的参数配置功能。

     参数设置界面示意请参见附图GI-12至GI-16所示。

     其它参数设置包括流量参数设置、数据处理设置及其它用户指定的参数设置。

  3.7 帮助功能设计

     为确保系统的易用性,要求系统提供了完备的帮助系统。在帮助系统中主要采用了内嵌实时帮助和成套帮助系统。

     内嵌实时帮助可随时为操作人员提供帮助,如操作人员对某个按钮的功能有疑问,则将鼠标停在此按钮上,片刻后即可显示出此按钮的简单介绍,如下图所示:

     如将焦点移到此按钮上后点击“F1”功能键,则可调出此按钮的进一步帮助信息。

     成套帮助系统则可由操作人员随时按下“F1”功能键或通过系统中的帮助菜单调出。在这个帮助系统中提供了对系统所有功能及操作的有条理又完备的说明,操作员可以以此为教材来系统地学习本系统的使用方法。

     成套帮助系统采用当前Windows环境流行的HTML格式的帮助文件,这种帮助具有方便使用、检索及界面友好,可以同网页一样地融合多媒体手段。其界面示意如图GI-17。

四、投标人提供的图纸和资料

  4.1 系统框图

  4.2 现地柜原理图1

  4.3 现地柜原理图2

  4.4 现地柜原理图3

  4.5现地柜外形及安装示意图

外形尺寸: 长×宽×高=800×600×2260
安装孔尺寸: 标准尺寸

  4.6 集中控制台外形及安装示意图

     控制台立体效果图

     控制台俯视图

     控制台外形尺寸为:长×宽×高=3000×1000×780

  4.7 部分我所已完成软件界面示意图

     注:此处提供了部分软件界面示意图,如需查看所有界面或观看演示软件,请与我所联系。

     以下示意图仅供参考,在本项目实际实施时,将根据本工程实际情况,重新编制,全部采用本工程的运行界面或照片,相应的测量及控制对象(参数)也会随之改变为实际所需。

     图GI-2:日志查看、事件查看、故障查看界面

     图GI-3:操作员管理界面

     图GI-4:全闸门监测界面

     图GI-5:单闸门测控界面

     图GI-6:双闸门测控界面

     图GI-7:任意闸分组控制

     图GI-8:数据库管理界面

     图GI-9:历史数据查询与报表管理

     图GI-10:报表格式

     图GI-11:弹出式报警窗口

     图GI-12:参数设置--闸门运行参数设置界面

     图GI-13:参数设置--系统运行位置设置,可支持异地跨网控制

     图GI-14:参数设置--闸门故障参数设置界面

     图GI-16:参数设置--数据保存参数设置界面

     图GI-17:在线帮助界面

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