蘇北運河船閘控制監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、中國航海學(xué)套船閘專業(yè)委員會研討論文匯編在蘇北運河船閘控制監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用文正榮（江蘇省皂河船閘管理所）【摘要】結(jié)合皂河船閘控制監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀，著重闡述了基于寨散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)與以太同環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在船閘控制監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞船閘以太網(wǎng)集散控制引言京杭運河蘇北徐揚段，北自徐州藺家壩，南至揚州六圩口，全長約，水頭總落差為，沿線共設(shè)置為十一個梯級。其中皂河船閘位于宿遷市宿豫區(qū)皂河鎮(zhèn)北約處，船閘上游與駱馬湖相連接，上下游水頭落差常年在以上。本梯級共設(shè)置三道船閘，即皂河一線、二線、三線船閘三線船閘均屬于級通航建筑物，船閘平面尺寸分別為×（閘窒長×口門寬×檻上水深）、。為

2、保證船閘運行過程的安全性、可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性，同時提高其自動化水平，控制系統(tǒng)采用目前廣泛應(yīng)用并取得良好效果的可編程邏輯控制器（）的控制系統(tǒng)用以實現(xiàn)對閘、閥門及其相關(guān)輔助設(shè)備進行控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作員工操作員工船閘監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖調(diào)囂：現(xiàn)場控制層皂河一線船閘控制系統(tǒng)共有套，采用的是歐姆龍平臺實現(xiàn)對上、下閘首閘、閥門等機械設(shè)備進行集中或分散控制。皂河二線船閘控制系統(tǒng)共有套，常用系統(tǒng)采用的是平臺實現(xiàn)對上、下閘首閘、閥門等機械設(shè)備進行集中或分散控制，應(yīng)急備用系統(tǒng)采用的是歐姆龍平臺實現(xiàn)對上、下閘首閘、閥門等機械設(shè)各進行集中或分散控制。一中國航海學(xué)會船閘專業(yè)委員會研討論文匯編皂河線船閘控制系統(tǒng)共有套，分別實

3、現(xiàn)現(xiàn)地對、下閘首閘、閥門等機械設(shè)備及照明系統(tǒng)的現(xiàn)地控制，每套系統(tǒng)一個主站和一個遠程站組成，主站采用平臺，遠程站采用平臺，兩者之問通過專用同軸電纜聯(lián)接?，F(xiàn)場控制層實現(xiàn)船閘各單元過程參數(shù)、設(shè)備運行狀態(tài)及電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、單元過程及設(shè)備的控制，并通過以久網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)交換機，組成光纖以太環(huán)網(wǎng)，向監(jiān)控層傳送數(shù)據(jù)和接受監(jiān)控層控制指令。本系統(tǒng)中，系統(tǒng)主要功能為實現(xiàn)閘、瀏門自動開關(guān)、采集現(xiàn)地設(shè)備運行狀態(tài)及參數(shù)、交通指揮系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)控制等。過程監(jiān)控層該層的是在集控室內(nèi)同樣足工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)點的系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器、兩臺工程師操作員站計算機、打印機、電源及監(jiān)視屏等設(shè)備，其主要職能是進行系統(tǒng)巾的信息交換與信息顯示及控

4、制。該層通過上位監(jiān)控軟件實現(xiàn)對主要工藝設(shè)備的控制和調(diào)度，對船閘運行全過程中的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控，對主要工藝流程進行動態(tài)模擬和趨勢分析、實寸數(shù)據(jù)處理和實寸控制，在控制組態(tài)上實現(xiàn)各種常規(guī)與復(fù)雜的優(yōu)化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時，功能強大與穩(wěn)定的實時和歷史數(shù)據(jù)庫亦通過以太網(wǎng)成為一：下層問的信息通道。廠區(qū)管理層所長辦公室計算機和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成的局域網(wǎng)即構(gòu)成了廠區(qū)管理層。通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫和相關(guān)的管理軟件，為決策者提供了各項生產(chǎn)及運營的調(diào)度管理所必須的信息平臺。該層和過程監(jiān)控層，與接軌但有著較高的網(wǎng)絡(luò)安全防護功能，僅授權(quán)的用戶等級可對進程數(shù)據(jù)庫進行訪問。軟件構(gòu)成操作系統(tǒng)，采用系統(tǒng)

5、既具有友好且易于使！，界面，又具有系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)的安全性。監(jiān)控軟件二線船閘采用的是組態(tài)王。它以工業(yè)計算機為硬件基礎(chǔ)，以通用操作系統(tǒng)為平臺，采用開放式設(shè)備，用軟件技術(shù)實現(xiàn)控制任務(wù)。“軟邏輯”系統(tǒng)以中、小規(guī)模應(yīng)用為重點，吸取傳統(tǒng)硬件和的思想，具有價格較低、對各種控制業(yè)務(wù)應(yīng)用信息存取簡便、軟件向新的硬件平臺的可移植性優(yōu)良、控制及人機界面與編程功能易于集成等優(yōu)點。既適合于過程控制，又適合于邏輯控制，達到過程控制和邏輯控制的完美結(jié)合。線船閘采用的是。提供真正的分布式、客戶朋艮務(wù)器結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)提供最大的可擴展性。無論是和功能運行在單一計算機，實現(xiàn)簡單的單機人機界面（），還是網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的分布式多和多數(shù)據(jù)采

6、集和控制系統(tǒng)，都可以保證優(yōu)異的性能。是世界領(lǐng)先的工業(yè)自動化軟件解決方案，提供了生產(chǎn)操作的過程可視化、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)控。可以幫助您精確地監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程，并優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備和企業(yè)資源管理，提高中國航海學(xué)會船閘專業(yè)委員會研討論文匯鳊用戶收益。編程軟件，采用的是公司的軟件編程、調(diào)試工具程序其運行在、操作系統(tǒng)下，具有豐富、簡捷的操作環(huán)境和強大的編程、調(diào)試功能。的系列具有較豐富的指令系統(tǒng)，利用這些指令即可完成閘腳門相關(guān)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和處理、順序和邏輯聯(lián)鎖控制設(shè)備、閘、閥門的開、關(guān)門等操作。方案優(yōu)點高可靠與高穩(wěn)定性隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，它不僅在辦公自動化領(lǐng)域而且在工業(yè)自動化場合得到了廣泛應(yīng)用，這些

7、都標志著工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)成為為當今工業(yè)控制的主流網(wǎng)絡(luò)真正開放互連的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，環(huán)形冗余方案的出現(xiàn)則保證了更高的可靠性，單一點的鏈路中斷不會造成網(wǎng)絡(luò)通訊的中斷能在系列或之間靈活方便的傳送和接收大量數(shù)據(jù)的工廠自動控制網(wǎng)絡(luò)。使自控系統(tǒng)在通訊方面有極高的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)采用了基于工業(yè)以太網(wǎng)的集成式全分布控制，充分體現(xiàn)了集中管理分散控制的原則，也保證了高可靠與高穩(wěn)定眭。與此同時，基于工業(yè)以太網(wǎng)的通訊服務(wù)（通訊服務(wù)功能）。提供標準通訊服務(wù)之通訊服務(wù)的支持，即使在通訊負擔較大的環(huán)境下，仍可保持高穩(wěn)定性的通訊效果。除網(wǎng)絡(luò)部分外，自控系統(tǒng)通過下列技術(shù)與工程措施也確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運性：整個系統(tǒng)選用符合

8、工業(yè)級標準的成熟定型產(chǎn)品；模塊具有自診斷（檢錯）與容錯功能；控制柜內(nèi)具有完善的抗干擾及防雷等技術(shù)措施。高擴展性工業(yè)以太網(wǎng)具有向下兼容性。對于雙絞線或光纖介質(zhì)，如果將傳輸速度從提升到在大多數(shù)場合不需要改變現(xiàn)有的布線，只需更新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可。同樣，如果將本系統(tǒng)主干網(wǎng)從以太同提升到千兆以太網(wǎng)，只需升級網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，而無需重新鋪設(shè)光纜；開放性系統(tǒng)對用戶是開放的。設(shè)備的增減、控制方案的選取、系統(tǒng)的擴縮與維護等，用戶都可以在廣泛的設(shè)備環(huán)境下便利地自己完成。所有硬件接口，軟件協(xié)議全部按開放陛的標準設(shè)計、編制。操作的實用性本系統(tǒng)具有全功能漢字處理和漢字顯示的友好界面。由于的內(nèi)置，使系統(tǒng)功能更為強大，操作數(shù)據(jù)庫雕

9、務(wù)器中國航海學(xué)會船閘專業(yè)委員會研討論文匯編更為靈活。采用電子簽名技術(shù)后，能夠創(chuàng)建一個更加安全的環(huán)境。操作著不再需要使崩紙和筆對他們的動作進行記錄和簽名，而且從根本上排除了夏失或破壞這些己錄的可能性。同時，系統(tǒng)提供了更為高級的安全管理，可根據(jù)不同的臀錄帳號，賦予操作者不同的操作權(quán)限。能按要求對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)管理，如記錄、歸檔、統(tǒng)計、企詢、打印等。于內(nèi)嵌有強大的功能，以上操作更加靈活，實用。關(guān)鍵的信息和數(shù)據(jù)都會亡動己錄人數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，操作員可通過相關(guān)程序通過從該數(shù)據(jù)庫瀏覽和企詢己錄，以便更好地分析整理。友好的阿形人機接口，使戶清晰的了解船閘系統(tǒng)的運行情況，故障報警點的分支細節(jié)，使操作員僅

10、通過鼠標便可發(fā)布各種指令或換畫面。用戶可通過網(wǎng)絡(luò)訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一節(jié)點的數(shù)據(jù)，梯形監(jiān)控工具亦可以監(jiān)控工業(yè)以太網(wǎng)內(nèi)各站梯形岡程序，不需要現(xiàn)場操作結(jié)束語皂河船閘控制監(jiān)控系統(tǒng)在計算機、通信、自動化控制等多方面采用了目前比較先進的技術(shù)，能滿足船閘運行的要求，同時具備完善的網(wǎng)絡(luò)接口，擴展空問較大，便于今后一線船閘監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的接入，完成對全部道船閘進行聯(lián)網(wǎng)控制。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對于任一個技術(shù)先進、功能完善、監(jiān)控可靠的自動化控制系統(tǒng)，本項目控制方案都具有廣泛的參考價值。 PLC在蘇北運河船閘控制監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用作者：文正榮作者單位：(江蘇省皂河船閘管理所相似文獻(10條1.期刊論文 張衛(wèi)東. Zhang W

11、eidong 船閘PLC控制設(shè)備防雷系統(tǒng)應(yīng)用研究 -中國水運（學(xué)術(shù)版）2007,7(3船閘設(shè)備的控制由PLC(可編程序控制器完成,PLC主體及外圍的傳感器為電子器件組成,易遭受感應(yīng)雷和雷電浪涌危害,因而給此類設(shè)備造成損失.根據(jù)船閘多次遭受雷損的情況,對PLC控制系統(tǒng)防雷技術(shù)進行應(yīng)用研究,并實施完成了船閘控制系統(tǒng)的防雷工程.2.會議論文 李先鋒. 王允征 PLC在船閘控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 2007隨著內(nèi)河水運業(yè)的日益發(fā)展，內(nèi)河通航建筑物船閘也越來越多，PLC在船閘控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛。PLC的應(yīng)用提高了船閘運行的自動化控制程度。微山船閘在95年大修改造時，自動控制系統(tǒng)使用了PLC，現(xiàn)就PLC

12、在微山船閘自動控制系統(tǒng)中的使用情況簡要敘述一下，以供大家參考。3.期刊論文 郭宗仁. 林禮清. 張樹君 PLC在大型水電樞紐工程三級船閘控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 -福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版2002,30(1 介紹了PLC在大型水電樞紐工程三級船閘控制系統(tǒng)中的應(yīng)用, 討論了應(yīng)用中的幾項關(guān)鍵技術(shù)，給出用PLC實現(xiàn)三級船閘控制的結(jié)構(gòu)框圖.4.期刊論文 劉海榮. 趙湛 PC-PLC集散控制在船閘電氣自動化的應(yīng)用 -工業(yè)控制計算機2007,20(4提出了利用工業(yè)控制計算機作為上位機、可編程邏輯控制器作為下位機、觸摸屏電腦作為現(xiàn)場操作設(shè)備的PC-PLC集散型船閘電氣控制模式.系統(tǒng)采用分布式I/O主從PLC結(jié)構(gòu),S

13、chneider MB+構(gòu)成主干網(wǎng)絡(luò),冗余MB+進行主從站點之間通訊,通過上位機和觸摸屏電腦中安裝的MonitorPro組態(tài)軟件實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的監(jiān)控,能夠?qū)崟r顯示閘閥門工作狀態(tài)、水位值、泵站工作壓力、電壓、電流等信息,在誤操作或系統(tǒng)故障時提供聲光報警.5.期刊論文 蘇禹. SU Yu 提高船閘PLC自動控制系統(tǒng)可靠性的方法 -現(xiàn)代交通技術(shù)2005,2(5對船閘PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性問題進行了研究,分析了影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素;探討了提高系統(tǒng)可靠性的措施和方法.6.期刊論文 張雷 PLC控制技術(shù)在船閘電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 -中國水運（下半月）2009,9(5介紹了PLC控制技術(shù)在

14、江蘇省徐州市徐沙河船閘控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,包括PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成、配置,控制軟件的編制以及故障檢測和處理.7.期刊論文 倪振華 PLC控制系統(tǒng)在船閘監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 -制造業(yè)自動化2007,29(10結(jié)合皂河三線船閘控制系統(tǒng),著重闡述了基于集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的PLC系統(tǒng)與以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在船閘控制系統(tǒng)的應(yīng)用.8.期刊論文 李萬軍. Li Wanjun 西門子S7-200 PLC在船閘模擬控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 -工業(yè)控制計算機2010,23(7采用西門子S7-200系列PLC實現(xiàn)船閘的模擬控制,數(shù)據(jù)采集及故障處理.闡述了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、硬件配置、軟件開發(fā)以及模擬效果.9.學(xué)位論文 何善君 基于PLC通信網(wǎng)

15、絡(luò)技術(shù)的雙缸水閘液壓啟閉控制系統(tǒng)的建模、遠程監(jiān)控和故障診斷 2001雙缸船閘液壓控制系統(tǒng)是一種典型的電液比例控制系統(tǒng).該文分析了該液壓控制系統(tǒng)及其原理,并建立了該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型.雙缸船閘液壓啟閉控制系統(tǒng)要求解決同步控制問題,文中從智能控制理論角度出發(fā),采用了一種改進的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),結(jié)合模糊聚類分析方法,闡述了應(yīng)用該網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)同步控制的原理.通過對比仿真實驗表明:應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)同步控制是可行的,而且它的同步控制效果要優(yōu)于傳統(tǒng)的設(shè)置主從令缸控制方法,具有良好的魯棒性能.另外,該文提出了建立船閘控制系統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng),介紹了船閘液壓控制系統(tǒng)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA的方案、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和主要功能,采用雙層網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu):上位機網(wǎng)絡(luò)和下位機網(wǎng)絡(luò),并結(jié)合PLC通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和組態(tài)軟件等技術(shù)構(gòu)成的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法,實際應(yīng)用,分析了這種較新的系統(tǒng)模式在船閘液壓控制系統(tǒng)的計算機監(jiān)