《闸门自动控制系统》PPT课件.ppt
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1、数据采集、现场控制和图像处理数据采集、现场控制和图像处理综合平台管理系统综合平台管理系统 四川九洲应用电子系统有限责任公司四川九洲应用电子系统有限责任公司研制总结报告研制总结报告1/14/20231/14/20231 1项目概述项目概述项目概述项目概述 项目研制过程简述项目研制过程简述项目研制过程简述项目研制过程简述 项目的实施内容及其实现项目的实施内容及其实现项目的实施内容及其实现项目的实施内容及其实现 项目完成情况项目完成情况项目完成情况项目完成情况研制中出现的问题及解决措施研制中出现的问题及解决措施研制中出现的问题及解决措施研制中出现的问题及解决措施摘摘 要要1/14/20231/14/
2、20232 2项目概述项目概述 数据采集、现场控制综合平台管理系统的开发先以水利行业的数据采集、现场控制综合平台管理系统的开发先以水利行业的闸门自动控制技术为开发突破口,主要实现对水文信息、闸门工况闸门自动控制技术为开发突破口,主要实现对水文信息、闸门工况参数的采集和现场实时图像的监视及闸门的自动控制系统。参数的采集和现场实时图像的监视及闸门的自动控制系统。闸闸门门自自动动化化监监控控综综合合管管理理系系统统主主要要是是通通过过计计算算机机监监控控系系统统检检测测所所到到达达闸闸门门的的上上 下下游游水水位位、上上游游流流域域的的来来水水流流量量、库库区区的的库库容容、闸闸门门荷荷重重、闸闸门
3、门启启闭闭状状态态与与开开度度、图图像像信信息息自自动动化化采采集集与与传传输输,达达到到能能够够在在监监控控中中心心远远程程控控制制闸闸门门启启闭闭以以及及闸闸门门手手自自动动控控制制;并并通通过过实实时时图图像像监监测测可可以以直直观观了了解解闸闸门门的的运运行行工工况况以以及及周周边边环环境境。通通过过闸闸门门开开度度仪仪实实时时采采集集闸闸门门的的开开度度,通通过过闸闸门门荷荷重重仪仪实实时时采采集集闸闸门门荷荷重重。操操作作员员通通过过该该软软件件系系统统直直接接控控制制闸闸门门,提提高高了了自自动动化化控控制制程程度度,并并减减少少了了闸闸门门动动作作过过程程中中的的人人工工误误差
4、差。结结合合远远程程图图像像监监控控系系统统,将将闸闸门门现现场场的的图图像像信信息息和和数数据据信信息息在在同同一一操操作作界界面面上上直直观观的的显显示示出出来来,互互为为印印证证。完完成成了了在在操操作作界界面面上上的的所所见见即即所所得得,所所得得即即所所见见的的双双重重保保证证。通通过过设设置置上上限限水水位位或或下下限限水水位位,可可选选择择多多种种方方式式有有效效的的提提示示操作员,操作员可在此时进行自主的操作。操作员,操作员可在此时进行自主的操作。1/14/20231/14/20233 3 该该软软件件系系统统还还有有默默认认的的设设备备报报警警功功能能,当当设设备备出出现现通
5、通讯讯不不畅畅通通等等问问题题时时,系系统统会会及及时时的的报报警警,并并提提示示具具体体是是哪哪个个设设备备出出现现了了问问题题,大大大大的的方方便便了了工工作作人人员员的的故故障障查查找找,为为该该系系统统的的正正常常运运行行提提供供了了保保障。障。整个系统采用整个系统采用Borland C+Builder6Borland C+Builder6编写编写,考虑到数据对该考虑到数据对该系统的重要性,我们采用了著名的中量级数据库系统的重要性,我们采用了著名的中量级数据库Microsoft SQL Microsoft SQL Server 2000 Server 2000 作为数据保障。同时为了方
6、便日后对该系统的扩展,作为数据保障。同时为了方便日后对该系统的扩展,应用到了应用到了Microsoft Microsoft 的的COM(Component Object Model)COM(Component Object Model)技术。该系技术。该系统的设计开发过程,严格的按照了详细的开发规范执行。统的设计开发过程,严格的按照了详细的开发规范执行。项目概述项目概述1/14/20231/14/20234 4系统图1/14/20231/14/20235 5单单一一闸闸群群系系统统图图1/14/20231/14/20236 6逻辑图PLC可编程控制器光电编码器闸门开度仪A/D转换中间继电器按钮
7、指示灯开关电源控制方式选择热继电器空气开关接触器接触器电机及抱刹紧急停止通讯模块水位计380V下限位上限位DIAIDO高压监控中心主机485通讯1/14/20231/14/20237 7项目研制过程简述项目研制过程简述 项目从项目从20042004年年1010月启动,经过实施前的用户月启动,经过实施前的用户调查、需求分析,确定总体设计方案;完成现地控调查、需求分析,确定总体设计方案;完成现地控制单元的硬件设计和制单元的硬件设计和PLCPLC软件编程与调试、闸门控制软件编程与调试、闸门控制系统的软件编程与调试、系统联调等工作。项目完系统的软件编程与调试、系统联调等工作。项目完成后与水利局协商,同
8、意在绵阳市南河大坝建立闸成后与水利局协商,同意在绵阳市南河大坝建立闸门自动控制和在三江大坝完成水情信息采集的试验门自动控制和在三江大坝完成水情信息采集的试验系统。系统自开通以来操作简便、运行可靠,受到系统。系统自开通以来操作简便、运行可靠,受到水利部门认可,因此正式签定武都引水枢纽的闸门水利部门认可,因此正式签定武都引水枢纽的闸门自动控制系统。自动控制系统。1/14/20231/14/20238 8项目的实施内容及其实现项目的实施内容及其实现1.现地控制单元现地控制单元2.上位机管理软件上位机管理软件1/14/20231/14/20239 9现地控制单元现地控制单元 现地控制单元采用现地控制单
9、元采用PLCPLC完成对闸门的逻辑控制,完成对闸门的逻辑控制,PLCPLC首先从闸门现有的参首先从闸门现有的参数,如闸位、机械上数,如闸位、机械上/下限位、电子上下限位、电子上/下限位、按钮输入、闸门是否有运行下限位、按钮输入、闸门是否有运行机械故障报警等判断现有的工况,然后通过控制指令和逻辑运算使闸门完成机械故障报警等判断现有的工况,然后通过控制指令和逻辑运算使闸门完成操作,在软件上考虑闸门上升、下降时的逻辑互锁和反向延时以防止闸、阀操作,在软件上考虑闸门上升、下降时的逻辑互锁和反向延时以防止闸、阀的机械和电气冲击,上升、下降时左右的闸位高度是否达到纠偏要求,是否的机械和电气冲击,上升、下降
10、时左右的闸位高度是否达到纠偏要求,是否超差等,所有这一切都通过超差等,所有这一切都通过PLCPLC内的梯形图软件编程来实现。内的梯形图软件编程来实现。闸门测控仪闸门测控仪根据根据从安装在闸门两端的光电闸门开度传感器传来的闸位信号,判断闸门现在的从安装在闸门两端的光电闸门开度传感器传来的闸位信号,判断闸门现在的实际位置与状态,如是否已到指定位置、左右是否超偏、闸门上实际位置与状态,如是否已到指定位置、左右是否超偏、闸门上/下限位置、下限位置、是否正在运行等。然后,根据面板操作设定及按钮操作或监控中心闸门监控是否正在运行等。然后,根据面板操作设定及按钮操作或监控中心闸门监控计算机运行指示给计算机运
11、行指示给PLCPLC发出运行、到位、停止、自动纠偏和限位停车等指令。发出运行、到位、停止、自动纠偏和限位停车等指令。PLCPLC这些功能由硬件和程序软件来实现。所有这些功能由硬件和程序软件来实现。所有PLCPLC通过通过RS-485RS-485总线通讯接口与总线通讯接口与监控中心闸门监控计算机构成一主多从结构的通讯系统,完成上位机发出的监控中心闸门监控计算机构成一主多从结构的通讯系统,完成上位机发出的采集和控制指令。监控中心计算机通过应用软件直接监控,监测闸、阀的状采集和控制指令。监控中心计算机通过应用软件直接监控,监测闸、阀的状态、并控制闸、阀到设定开度;现地控制柜中的测控仪和态、并控制闸、
12、阀到设定开度;现地控制柜中的测控仪和PLCPLC直接控制闸阀,直接控制闸阀,并响应上位机的控制命令、采集命令,组成分布式系统,共同完成闸门的监并响应上位机的控制命令、采集命令,组成分布式系统,共同完成闸门的监控。控。1/14/20231/14/202310101/14/20231/14/202311111/14/20231/14/20231212现地控制柜控制功能 三三、远远程程自自动动控控制制:操操作作员员根根据据情情况况设设定定相相关关水水流流、闸闸门门开开度度等等相相关关数数据据,软软件件对对数数据据进进行行综综合合运运算算,实实时向时向PLCPLC传送控制指令,传送控制指令,PLCPL
13、C自动地执行相应动作。自动地执行相应动作。一、就地手动方式,通过PLC的按钮可提升、降落闸门到指定位置。二、远程手动控制:操作员在上位机界面中输入要求的闸门开度或者点击上升、下降指令,向主控PLC发出指令,PLC响应上位机指令实现对闸门运行控制。1/14/20231/14/20231313具有的特点优先级:手动控制优先级:手动控制优先级:手动控制优先级:手动控制 远程手动远程手动远程手动远程手动 远程自动控制。远程自动控制。远程自动控制。远程自动控制。闸门开度、闸门提升、降落状态、行程设定值等参闸门开度、闸门提升、降落状态、行程设定值等参数能现场显示,现地设置。数能现场显示,现地设置。通讯:监
14、控中心可远程可修改设定参数,还能够发通讯:监控中心可远程可修改设定参数,还能够发出控制命令,使闸门运行到指定位置出控制命令,使闸门运行到指定位置保护:具有机械限位、数字电子限位、方式闭锁保护:具有机械限位、数字电子限位、方式闭锁等多重保护功能,确保闸门运行可靠性高。等多重保护功能,确保闸门运行可靠性高。1/14/20231/14/20231414上位机管理软件上位机管理软件数据采集监视数据采集监视预警报警预警报警闸门控制闸门控制数据的管理数据的管理历史报表、曲线图功能历史报表、曲线图功能日志功能日志功能视频采集、控制功能视频采集、控制功能系统管理系统管理1/14/20231/14/202315
15、15数据采集监视数据采集监视 该系统通过该系统通过RS232协议与前端协议与前端PLC通讯,通过即通讯,通过即时的接收时的接收PLC返回数据来实时的周期性的采集水位数返回数据来实时的周期性的采集水位数据、及闸门开度据、及闸门开度/开关情况数据。软件会自动检查数据开关情况数据。软件会自动检查数据合法性,并进行分类处理,用户则能够及时、安全、合法性,并进行分类处理,用户则能够及时、安全、准确地读取各闸门上的监测数据以及闸门设备的工作准确地读取各闸门上的监测数据以及闸门设备的工作状态。并能根据要求发出监控指令或进行自动存储或状态。并能根据要求发出监控指令或进行自动存储或实时显示。实时显示。1/14/
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