閘門綜合自動(dòng)化監(jiān)控信息系統(tǒng)主要是通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)檢測閘門上、下游水位、閘門荷重、閘門啟閉狀態(tài)與開度、圖像信息自動(dòng)化采集與傳輸，達(dá)到能夠在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制閘門啟閉以及閘門自動(dòng)控制和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；通過實(shí)時(shí)圖像可以直觀了解閘門的運(yùn)行工況以及周邊環(huán)境的目的。

                  

    基于和利時(shí)HOLLiAS LK系列PLC的閘門監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，具有實(shí)時(shí)性高、響應(yīng)速度快、安全可靠、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，對(duì)提升攔河閘壩工程的自動(dòng)化、信息化水平，提高水利系統(tǒng)的管理水平、健全水利系統(tǒng)的快速響應(yīng)機(jī)制、建立有效的防災(zāi)機(jī)制等方面提供了有力保證。

    系統(tǒng)配置

    系統(tǒng)主要分為系統(tǒng)中央控制室（監(jiān)控中心）和閘門現(xiàn)場監(jiān)控裝置兩部分。監(jiān)控中心由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)監(jiān)控軟件平臺(tái)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)及應(yīng)用軟件組成。閘門現(xiàn)場監(jiān)控裝置由閘門現(xiàn)地控制單元（LCU）、現(xiàn)場監(jiān)測儀表、信息傳輸通道等部分組成。

    基于光纖網(wǎng)絡(luò)的通訊，在各個(gè)終端與中心站（管理中心）之間建立局域網(wǎng)完成數(shù)據(jù)通訊。光纖具有可靠性高、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，是實(shí)施遠(yuǎn)程可靠數(shù)據(jù)傳輸較為合理的方案。

      

                               圖1  閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)圖

    現(xiàn)地控制單元（LCU）一般安裝在閘門啟閉機(jī)房或者系統(tǒng)配電中心，由可編程控制器、智能閘門測控儀、控制電器、邏輯保護(hù)電路、操作按鈕、狀態(tài)指示燈、電流電壓顯示表等組成，成套于一臺(tái)機(jī)柜內(nèi)，通過接線端子與閘位傳感器、荷重傳感器、機(jī)械限位、閉鎖保護(hù)、啟閉機(jī)電機(jī)、三相交流電源進(jìn)線等連接。現(xiàn)場由現(xiàn)地控制單元（LCU）來控制閘門啟閉設(shè)備，通過閘門開度儀實(shí)時(shí)確定閘門的開度，通過閘門荷重儀實(shí)時(shí)確定閘門荷重，并通過水文水利計(jì)算，根據(jù)實(shí)測水文資料，自動(dòng)設(shè)定閘門開度，提高自動(dòng)化控制程度，減少人工誤差。通過設(shè)立保護(hù)裝置，能對(duì)執(zhí)行過程中發(fā)生的意外情況進(jìn)行及時(shí)處理。結(jié)合遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無人值守閘門自動(dòng)化控制。

    閘門現(xiàn)地控制單元（LCU）具有以下功能：

    顯示功能：數(shù)字顯示閘位、荷重、行程設(shè)定值、荷重兩級(jí)報(bào)警設(shè)定值、電網(wǎng)電壓、運(yùn)行電流等參數(shù)；提升、降落等各種運(yùn)行狀態(tài)指示。

    參數(shù)設(shè)定：通過按鍵設(shè)定行程值、上下限位值、荷重兩級(jí)報(bào)警設(shè)定值等參數(shù)。

    操作閘門：通過按鍵可提升、降落閘門到指定位置。

    安全保護(hù)：具有數(shù)字電子限位、機(jī)械限位、負(fù)載過荷、工作超時(shí)、閘門啟閉機(jī)過電流、方式閉鎖等多重保護(hù)功能，確保閘門運(yùn)行安全可靠。

    通訊功能：可遠(yuǎn)程修改參數(shù)，遵循最后一次有效原則；實(shí)時(shí)過程參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)上傳；接收并執(zhí)行遠(yuǎn)程遙控控制命令，精確提升、降落閘門到指定位置。

    系統(tǒng)功能

    上位機(jī)是系統(tǒng)的指揮、監(jiān)控中心，它可以與上級(jí)管理中心聯(lián)網(wǎng)，通過上位機(jī)與PLC的通訊功能指揮系統(tǒng)運(yùn)行和修改工藝參數(shù)。PLC是系統(tǒng)的控制中心，可以獨(dú)立控制整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

       

    數(shù)據(jù)采集與處理

    這部分功能包括對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理并以一定的格式存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。通常按照信號(hào)性質(zhì)的不同，把它分為模擬量、開關(guān)量及脈沖數(shù)字量等，其采集及處理方法也各不相同。

    模擬量的采集與處理

    這一類實(shí)時(shí)量包括電氣模擬量、非電氣模擬量及溫度量。電氣模擬量系指電壓、電流、頻率及功率、功率因素等電氣信號(hào)量。非電氣模擬量主要指壓力、流量、水位、位移等信號(hào)量。

    開關(guān)量的采集

    開關(guān)量采集包括中斷型開關(guān)量和非中斷型開關(guān)量兩種。中斷型開關(guān)量信號(hào)包括各類故障信號(hào)、斷路器及隔離開關(guān)位置信號(hào)、泵、機(jī)組設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、手動(dòng)自動(dòng)方式選擇的位置信號(hào)等。

    運(yùn)行安全監(jiān)視

        

 ? 全廠運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視及參數(shù)在線修改

    參數(shù)越復(fù)限報(bào)警記錄

    事故順序記錄

    故障狀變顯示記錄

    趨勢(shì)分析判斷

    運(yùn)行指導(dǎo)

    開、停機(jī)過程監(jiān)視

    一次設(shè)備操作指導(dǎo)

    控制與調(diào)節(jié)

    操作員通過操作員工作站的顯示器、鍵盤等，對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。

    生產(chǎn)管理

       

    可在中控室實(shí)時(shí)監(jiān)控閘門的運(yùn)行情況

    全廠所有監(jiān)控對(duì)象的操作、報(bào)警事件及實(shí)時(shí)參數(shù)報(bào)表等可記錄下來，并能以中文格式在LCD上顯示，在打印機(jī)上打印。

    對(duì)從實(shí)地采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、分析、統(tǒng)計(jì)、生成報(bào)表并打印輸出。

    系統(tǒng)維護(hù)與設(shè)置

    能實(shí)時(shí)地維護(hù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，包括對(duì)數(shù)據(jù)庫記錄的增加、刪除、修改、查詢和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的備份。
用戶能根據(jù)自己的需要和興趣愛好來設(shè)置系統(tǒng)的工作環(huán)境，通過設(shè)置現(xiàn)場站點(diǎn)的基本參數(shù)、數(shù)據(jù)采集處理、通訊及控制的功能參數(shù)來設(shè)置系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。系統(tǒng)還具有即時(shí)幫助和操作指導(dǎo)文件等幫助功能，包括系統(tǒng)自診斷、操作指南、幫助說明等。

    系統(tǒng)特點(diǎn)

    安全可靠和先進(jìn)實(shí)用的系統(tǒng)

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了成熟和先進(jìn)的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中信息集中管理和科學(xué)操作的前提下，使控制危險(xiǎn)分散，提高系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)通過LK系列 PLC采集，并通過高速網(wǎng)絡(luò)傳送到中央控制室集中監(jiān)控和管理；同樣中央控制室主機(jī)的控制命令也通過上述高速網(wǎng)絡(luò)傳送到PLC的測控終端，實(shí)施對(duì)各單元的分散監(jiān)測和控制。

    集散型分布式構(gòu)架方案設(shè)計(jì)

    一般地，分布式遠(yuǎn)程群閘控制系統(tǒng)，對(duì)閘門開啟、水泵運(yùn)行實(shí)施實(shí)時(shí)控制，對(duì)監(jiān)控閘門實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像傳輸和狀態(tài)數(shù)據(jù)（包括現(xiàn)象數(shù)據(jù)和控制命令）傳輸。基于上述要求，要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩浴⒁恢滦裕瑘D像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性及控制策略實(shí)施的可靠性，必須采用可靠的傳輸構(gòu)架。對(duì)于遠(yuǎn)程的、分散的監(jiān)控系統(tǒng)通常采用總站－分站構(gòu)架，有的大型系統(tǒng)還要采用多級(jí)分站。這時(shí)光纖通訊憑借著它本身特有的可靠性高、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)在系統(tǒng)中占有極大的市場。

    信息分層管理和控制權(quán)限分級(jí)

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則，設(shè)計(jì)成一個(gè)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像顯示技術(shù)于一體的全分布開放型集散控制管理系統(tǒng)。在邏輯結(jié)構(gòu)上采用分層式的結(jié)構(gòu)，整個(gè)控制系統(tǒng)分為三層：第一層為生產(chǎn)調(diào)度層，第二層為中間監(jiān)視管理層，第三層為現(xiàn)場測量控制層。各層之間通過專有的工業(yè)以太網(wǎng)或者租用其他通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸和資源共享。

    系統(tǒng)具有良好的開放性和可擴(kuò)展性

    整個(gè)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用開放的網(wǎng)絡(luò)體系、標(biāo)準(zhǔn)的信息采集與處理體系，以方便多媒體管理系統(tǒng)的升級(jí)、擴(kuò)展和互聯(lián)。采用的設(shè)備充分考慮易升級(jí)換代，并且在升級(jí)時(shí)可以最大限度地保護(hù)原有的硬件設(shè)備和軟件投資。系統(tǒng)參數(shù)配置少、調(diào)整少、自動(dòng)化程度高、使用方便、操作簡單、合理實(shí)用。