闸门自动控制系统.pptx

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1、2023/3/271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 要要第1页/共28页2023/3/272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

2、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

3、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

4、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。第2页/共28页2023/3/273 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BorlandBorland C+Builder6 C+Builder6编写编写,考虑到数据对该考虑到

5、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MicrosoftMicrosoft SQL SQL Server 2000Server 2000 作为数据保障。同时为了方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MicrosoftMicrosoft 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。项目概述项目概述第3页/共28

6、页2023/3/274系统图第4页/共28页2023/3/275单一闸群系统图第5页/共28页2023/3/276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通讯第6页/共28页2023/3/277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

7、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。第7页/共28页2023/3/278项目的实施内容及其实现项目的

8、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第8页/共28页2023/3/279现地控制单元现地控制单元 现地控制单元采用PLCPLC完成对闸门的逻辑控制，PLCPLC首先从闸门现有的参数，如闸位、机械上/下限位、电子上/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，是否超差等，所有这一切都通过PLCPLC内的梯形图软件编程来实现。闸门测控仪根据从安装在闸门两端的光电闸门开度传感器传来

9、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/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计算机运行指示给PLCPLC发出运行、到位、停止、自动纠偏和限位停车等指令。PLCPLC这些功能由硬件和程序软件来实现。所有PLCPLC通过RS-485RS-485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PLCPLC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

10、完成闸门的监控。第9页/共28页2023/3/2710第10页/共28页2023/3/2711第11页/共28页2023/3/2712现地控制柜控制功能 三、远程自动控制:操作员根据情况设定相关水流、闸门开度等相关数据，软件对数据进行综合运算，实时向PLC传送控制指令，PLC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。第12页/共28页2023/3/2713具有的特点具有的特点优先级：手动控制 远程手动 远程自动控制

11、。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。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。第13页/共28页2023/3/2714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第14页/共28页2023/3/2715数据采集监视数据采集监视 该系统通过RS232协议与前端PLC通讯，通过即时的接收

12、PLC返回数据来实时的周期性的采集水位数据、及闸门开度/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、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实时显示。第15页/共28页2023/3/2716预警报警预警报警 根据采集的数据进行分析，当系统发现收集到的水位接近汛限水位或库容水位时进行提示告警，达到预警效果，提高监控质量。当监控对象设备故障时，当闸门发生电器故障、通讯故障、传感器故障等问题时系统会根据管理预定的设置报警，并根据报警信息分析存储报警类别，使系统具有事故追忆功能，方便日后故障查询以及设备检修。第16页

13、/共28页2023/3/2717闸门控制闸门控制 闸门现地控制应用RS232协议与前端PLC通讯，并发送相应的控制指令，可实现闸门的实时控制，远程设定闸门开度，控制闸门上升、下降、停止，同时在软件上形象的显示监控界面，显示全部闸门的运行状况，并可观看对应闸门的视频图象。相比以往的传统手动控制，此功能提高了闸门控制的准确性，并且能够即时直观的观察到闸门开度等准确数据，提高了闸门控制的安全性以及可见性，节省了很大一部分人力开销。第17页/共28页2023/3/2718数据的管理数据的管理 由上位机监控、管理软件完成各种实时数据的处理、筛选、汇总、分析，把筛选后的重要数据存储到对应的数据库，代替了传

14、统的手工录入方式，大大的减少了人力开销，把错误的出现降低到最低。这些数据都能被系统其他功能模块灵活的读取，模块可根据数据库中的数据，完成各种历史数据报表、数据报警信息的查询功能，系统日志查询等等一系列相关的功能，并能依此完成各种图表、曲线的绘制。数据良好的管理方式可以说是支撑本系统正常运行的一个关键所在。第18页/共28页2023/3/2719历史报表、曲线图功能历史报表、曲线图功能 历史报表 历史水位曲线图第19页/共28页2023/3/2720日志功能日志功能 本系统对闸门的操作或是设备故障等各种信息都将记录下来，包括升降闸门、启闭电机等类似操作日志，实现“责任到人”。一方面方便了日后的故

15、障、事故追查，另一方面也对闸门工作人员的操作规范化起到了一定的约束作用，使操作更趋于规范。第20页/共28页2023/3/2721视频采集、控制功能视频采集、控制功能 实现对闸门的摄像头的统一管理，将各摄想头的视频采集并在软件界面上直观的显示出来，便于实时监视现场环境，做到不出门就可以了解到闸门周围环境情况。同时还能通过软件对任一摄像头的云台进行控制，进行变、聚焦，云台移动等系列操作。相对以往的手动现场调节方便了很多。第21页/共28页2023/3/2722系统管理系统管理1 1 数据备份数据备份 该系统提供了人工和自动进行数据备份的功能。为了避免出现意外导致的数据损害甚至丢失，该系统提供了完

16、备的两种备份方式供用户选择。使数据损害降到最低。l2 权限控制权限控制 具有用户权限分级管理功能。使不同人员的操作具有不同的特点，使整个系统的使用及管理更具有立体感。第22页/共28页2023/3/2723项目完成情况项目完成情况任务书要求完成情况自动监测被控闸门开度及工况 完成闸门运行参数、运行状态的监测及记录完成自动监测闸门上下游水位完成根据操作规程自动控制闸门启闭完成具有手动/自动转换功能完成生成日报表、月报表、年报表完成可定开度自动控制完成具有视频监控画面和电视监视前端操作过程功能完成具有操作过程记录功能完成具有操作过程查询完成自动生成闸门运行实时数据库、历史数据库、事件数据库完成具有

17、数据库查询功能完成具有打印各种生产报表、历史数功能完成第23页/共28页2023/3/2724社会、经济效益情况社会、经济效益情况社会效益 人类的活动不能离开水的利用，本项目的实施除了有明显经济效益，更重要地体现在水利信息化进程中所能发挥的社会效益。由于水利工作具有明显的社会公益特性，通过本项目的实施为防洪抗旱减灾、水资源的开发、利用、配置、节约与保护以及水环境保护与治理等综合管理和决策服务，提高了水资源优化配置及水利工程的科学管理水平，解决好流域水利与经济社会发展的诸多矛盾，就能为保护人民的生命财产、保证人民的正常生活、维护社会的稳定起到重要作用。第24页/共28页2023/3/2725社会

18、、经济效益情况社会、经济效益情况经济效益情况根据我们的调查和了解现在市场上还没有功能相同的综合平台管理软件，而现在使用的都是功能相对独立处理平台，我们的综合平台管理系统把各个功能整合在一个管理平台上，具有先进性、新颖性和实用性，同时也是很好的卖点和竞争优势，也就能很好的经济效益。数据采集、现场控制和实时监控综合平台管理系统成本约为万元/套，而目前市场售价可以超过0万/套，单套毛利万我们现在已经签定了武引取水枢纽（万）和绵阳市水务局万的合同，项目取得明显的经济效益第25页/共28页2023/3/2726社会、经济效益情况社会、经济效益情况经济效益预测建设节水型社会是国民经济持续发展的需要，也是社会发展的必然趋势。水利部明确提出将在今后的十年内水利部对水利工程的投资4000亿人民币，其中用于水利信息化和自动化系统投资400亿左右，如果我们在其中占据%的市场份额，将产生亿人民币的产值，因此本项目具有广阔的市场前景，该系统的开发和推广应用，将产生巨大的经济效益和社会效益。第26页/共28页2023/3/2727感谢各位领导、评委参与评审！望大家能给我们提出宝贵的意见！第27页/共28页2023/3/2728感谢您的观看！第28页/共28页