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闸门监控系统设计

2.1 系统结构

   闸门自动化控制系统设置N个现地监控单元及系统连接网络。

• 现地控制单元：设置N个现地监控单元,采用一一对应配置原则，即每孔或多孔闸门设置一面现地控制屏；控制方式为现地手动和远程监控。

• 系统网络：各现地监控单元采集其所属各类监控信号，各现地控制单元对外接口均为网口。

2.2系统详细功能描述及性能指标：

   1)现地控制单元

闸门现地控制单元主要完成数据采集与处理、事件检测、控制与调节、人机接口与通信等功能。闸门现地控制单元可手动实现闸门控制，也可实现与闸门监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，向闸门监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、现场控制柜、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选用施耐德品牌产品。闸门的开度通过传感器设备组网与PLC的一个RS-485进行通讯，数据在开度仪上显示，通过按扭可以对闸门的启闭进行操作。采用这种结构可以减少投资和提高数据采集的精确度。PLC模块通过网口与中心站的上位机进行通讯。PLC（可编程逻辑控制器）是测控终端站的关键，负责采集数据和实现控制，可根据监控终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编程设计软件构成。负责可编程控制器的管理及系统中各种数据的分析和处理等工作

具体功能描述如下：

(1)数据采集功能

①可采集闸门开度数据

测量范围：0-10M；

     分辨力：1CM或MM；

②可采集每孔闸门开关量输入：闸门行程开关限位接点、闸门开度测量仪位置接点、控制开关转换接点及故障信号引入接点；

③状态量采集

a. 闸门上升或下降接触器状态；

b. 闸位行程开关状态；

c. 启闭机保护装置状态；

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。

④可根据现场实际情况，采集流量、液位、荷载等各种数据或状态信号

(2)闸门控制功能

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”，即可通过控制柜面板上面的“上升”“下降”“停止”按扭对闸门进行操作，此种模式下只有按扭，急停开关，限位开关参与控制。优先于“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”，即可通过触摸屏（如果有），使闸门自动开启/关闭到位置。在闸门运行过程中，现场操作员可通过触摸屏和相应指示灯实时观测闸门运行状态。当闸门运行到高度时，闸门自动运行停止；当闸门出现越限（超越上、下限）、电机过流、缺相等故障或需要停止的逻辑信息时，闸门自动停止运行。“自动控制”优先于“远程控制”；

③远程控制：PLC通过以太网接收闸门监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监控站的PLC。PLC在接到传来的控制命令后，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。

1.1 系统架构

本灌区主要设备构成分为：具备市电的自动化控制部分、太阳能自动控制部分和远程调度中心。本方案主要介绍太阳能自动化控制部分，详细拓扑结构图如下：

系统架构主要有现地设备、通信链路和调度中心构成。

1.2现地设备

本系统方案中，现地设备有太阳能供电单元、链路通信单元、数据采集单元、智能控制单元和闸门机械机构组成。示意图如下1、闸位计；2、电动机；3、电动机出轴；4、链条；5、启闭机手摇启闭轴；6、太阳能；7、控制柜；8、支架；9、立杆 ：

太阳能闸门远程自动化控制

    太阳能闸门远程自动化控制