全部監(jiān)控設(shè)備均按照有關(guān)規(guī)范、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)、總體設(shè)計報告中的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行，當(dāng)技術(shù)指標(biāo)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之間有差異時，按技術(shù)要求高的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。施工期間如遇國家有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的修訂或新的規(guī)范 頒布，則以新的規(guī)程規(guī)范為準(zhǔn)。
1.1 設(shè)計原則
系統(tǒng)設(shè)計時遵循下述原則：
1、控制系統(tǒng)簡單可靠，高度冗余，操作靈活，維護(hù)方便。
2、充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性，并且把設(shè)備的長期可靠運行放到第一位，系統(tǒng)配置和設(shè)備選型符合計算機及 PLC 發(fā)展迅速的特點，充分利用計算機、網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)整體性能達(dá)到當(dāng)代先進(jìn)水平。
3、人機接口功能強大，操作方便、簡單、直觀。
4、采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，便于維護(hù)和系統(tǒng)升級。
5、結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎、美觀，充分體現(xiàn)先進(jìn)性。
6、系統(tǒng)的設(shè)計和制造符合規(guī)范和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
7、選用的設(shè)備可靠性高、適應(yīng)惡劣環(huán)境且系統(tǒng)防雷抗干擾能力強。
1.2 環(huán)境條件
a.室內(nèi)環(huán)境(監(jiān)控中心、啟閉機等)：運行溫度為 50C～400C，相對濕度為 30%～90%。 b.室外環(huán)境：運行溫度為-300C～450C，相對濕度為 30%～90%；
c.電磁環(huán)境：監(jiān)控中心、配電室及啟閉機房等除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，無任何特殊的電磁屏蔽。 d.電源環(huán)境：三相交流 380V±10%，50Hz±2%，中性點接地電源；
單相交流 220V±10%，50Hz±2%電源。e.接地環(huán)境：系統(tǒng)接地可使用水庫公用接地網(wǎng)。
2.2 主要設(shè)備配置清單（1-1）
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序號
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設(shè)備名稱
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型號及規(guī)格
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品牌
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單位
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數(shù)量
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備注
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1
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PLC中控柜
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1600*600*400
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海河
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套
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1
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豪華室內(nèi)立式機柜、施耐德PLC，485模塊，開關(guān)電源，正泰元器件鋪材
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2
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自收纜閘門開度傳感器
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HZS
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海河
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套
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1
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鋼絲繩連接，格雷碼信號、量程10米
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3
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荷重傳感器
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HZ-LG
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海河
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套
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2
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4
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主令控制器
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ZL-II
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海河
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套
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1
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內(nèi)置上下限位行程開關(guān)，開關(guān)量信號
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5
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閘門開度雙荷重儀表
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KSH-III
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海河
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套
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1
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中文液晶屏顯示，一路格雷碼信號輸入，一路485信號輸出，兩路模擬量信號輸入，上下限位開關(guān)信號輸出
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6
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閘位安裝配件
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定制
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海河
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套
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1
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聯(lián)軸器，安裝支架
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7
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電源電纜
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RVV
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國標(biāo)
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米
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8
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電機電纜
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RVV
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國標(biāo)
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米
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9
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信號線
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RVVP4*0.75
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國標(biāo)
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米
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10
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信號線
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RVVP16*0.12
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國標(biāo)
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米
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11
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上位機軟件
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組態(tài)
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紫金橋
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套
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1
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閘門自動化控制系統(tǒng)閘室配現(xiàn)地 PLC 控制柜及系統(tǒng)連接網(wǎng)絡(luò)。
a． 現(xiàn)地控制單元：PLC 柜進(jìn)行信號采集。PLC 柜上可選擇三個控制方式：手動、自動、和遠(yuǎn)程。
b． 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：各現(xiàn)地監(jiān)控單元采集其所屬各類監(jiān)控信號，現(xiàn)地控制單元對外接口為網(wǎng)口。
2.2 系統(tǒng)詳細(xì)功能描述及性能指標(biāo)：
1)現(xiàn)地控制單元
閘門現(xiàn)地控制單元主要完成數(shù)據(jù)采集與處理、事件檢測、控制與調(diào)節(jié)、人機接口與通信等功能。閘門
現(xiàn)地控制單元可手動實現(xiàn)閘門控制，也可實現(xiàn)與閘門監(jiān)控中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，接收控制指令并對閘門
發(fā)出啟閉信號；并通過傳感器接收閘門現(xiàn)場信息，向閘門監(jiān)控中心反饋閘門現(xiàn)場運行工況、故障信號等信
息。
●硬件設(shè)備：
由 PLC 控制柜、傳感器等設(shè)備構(gòu)成。負(fù)責(zé)采集、傳輸系統(tǒng)的各種參量，并對機電設(shè)備進(jìn)行控制。PLC
選用施耐德品牌產(chǎn)品。閘門的開度通過專用傳感器設(shè)備組網(wǎng)與 PLC 的進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)在開度儀上顯示。采
用這種結(jié)構(gòu)可以減少投資和提高數(shù)據(jù)采集。PLC 模塊通過網(wǎng)口與閘管所的上位機進(jìn)行通訊。PLC
（可編程邏輯控制器）是測控終端站的關(guān)鍵，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)和實現(xiàn)控制，可根據(jù)監(jiān)控終端的采集數(shù)據(jù)和控
制設(shè)備的數(shù)量不同而配置相應(yīng)的規(guī)模，也利于將來系統(tǒng)的擴展。
●軟件設(shè)備：
由 PLC 編程設(shè)計軟件、上位機軟件構(gòu)成。負(fù)責(zé)可編程控制器的管理及系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的分析和處理等
工作
具體功能描述如下：
(1)數(shù)據(jù)采集功能
①可采集閘門開度信號
測量范圍：0-20M；分辨力：1CM；
②可采集每孔閘門開關(guān)量輸入：閘門行程開關(guān)限位接點、閘門開度荷重測量儀位置接點、控制開關(guān)轉(zhuǎn)換接
點及故障信號引入接點；
③狀態(tài)量采集
a. 閘門上升或下降接觸器狀態(tài)；
b. 閘位行程開關(guān)狀態(tài)；
c. 啟閉機保護(hù)裝置狀態(tài)；
d. 操作按鈕和開關(guān)狀態(tài)；
e. 電動機過流和缺相故障；
f. 閘門上限、下限限位信號。
G. 閘門荷載狀態(tài)保護(hù)。
(2)閘門控制功能
①手動控制：將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“手動控制”，即可通過機旁控制箱面板上面
的“上升”“下降”“停止”按扭對閘門進(jìn)行操作，此種模式下只有按扭限位開關(guān)參與控制。優(yōu)先于“自
動控制”和“遠(yuǎn)程控制”
②自動控制：將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“自動控制”，該狀態(tài)下開度儀、PLC 等現(xiàn)場
自動化設(shè)備參與邏輯控制。在閘門運行過程中，現(xiàn)場操作員可通過開度儀和相應(yīng)指示燈實時觀測閘門運行
狀態(tài)。當(dāng)閘門出現(xiàn)越限（超越上、下限）、荷載超載、電機過流、缺相等故障時，閘門自動停止運行。“自動控制”
優(yōu)先于“遠(yuǎn)程控制”；
③遠(yuǎn)程控制（預(yù)留）：PLC 通過以太網(wǎng)接收閘門監(jiān)控中心工控機的指令，自動完成閘門的開啟或關(guān)閉。
將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“遠(yuǎn)程控制“，即可通過上位機操作閘門自動開啟/關(guān)閉到指定
位置。操作人員將通過計算機的操作界面發(fā)布閘門運行指令，并通過網(wǎng)絡(luò)接口下達(dá)到相應(yīng)閘門監(jiān)控站的
PLC。PLC 在接到傳來的控制命令后，自動啟動閘門運行，并控制閘門運動到指定值。在閘門運行過程中，
上位機可實時采集閘位信息及查詢來自 PLC 的閘門運行狀態(tài)信息，使中心站操作員在計算機上實時掌握閘
位信息，以便實現(xiàn)定閘位控制，并可實時掌握閘門在運行過程中的狀態(tài)。
④控制互鎖功能：閘門控制時，二次回路中加入必要的互鎖條件，同時在 PLC 程序中也加入必要的互
鎖條件，以防止閘門誤動作。
(3)信號顯示
在現(xiàn)地控制屏面板設(shè)置一些相關(guān)信號燈
①閘門狀態(tài)(開、關(guān)、停)指示；
②閘門位置 (上限、下限) 指示；
③控制屏上的開度儀實時顯示閘門開度值、荷載值；
④電機過流、缺相指示
⑤控制柜電源指示
⑥操作模式指示
(4)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳
閘門現(xiàn)地控制單元通過網(wǎng)絡(luò)接口由交換機將有關(guān)信息上傳。
(5)報警功能設(shè)計
在閘門運行過程中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠立即報警，并可根據(jù)需求和實際情況手動或自動終止當(dāng)
前閘門運行操作。閘門現(xiàn)場操作人員通過現(xiàn)場操作控制的相關(guān)信號燈可實時掌握故障的發(fā)生，并且故障信
號通過網(wǎng)口上傳。
常見故障內(nèi)容如下：
電機過流、缺相、荷載超載。
? 閘門運行超上下限、荷載超載
? 閘門上限。當(dāng)閘門到達(dá)點位置時，安裝在閘門上的上位限制傳感器應(yīng)立即斷開主回路，同時向 PLC
發(fā)布信號，使 PLC 發(fā)布停止指令，并發(fā)布報警信號；在現(xiàn)場自動控制時，由開度儀發(fā)出停止命令和報
警信息，或在發(fā)布報警時，手動停止當(dāng)前閘門操作。
? 閘門下限。當(dāng)閘門到達(dá)點位置時，安裝在閘門上的下位限制傳感器應(yīng)立即斷開主回路，同時向 PLC
發(fā)布信號，使 PLC 發(fā)布停止指令，并發(fā)布報警信號；在現(xiàn)場自動控制時，由開度儀發(fā)出停止命令和報
警信息，或在發(fā)布報警時，手動停止當(dāng)前閘門操作。
2.3 通信系統(tǒng)
系統(tǒng)方案信息流向說明如下
? 各閘門在現(xiàn)地通過現(xiàn)地控制柜控制閘門啟閉。
? 閘門開度信息、荷重信息、上下限位信息、電動機過流缺相信息、閘門狀態(tài)傳輸?shù)礁鏖l門現(xiàn)地控制單元，通
過 PLC 將信息傳輸?shù)介l門監(jiān)控中心站。 在超限時，由現(xiàn)地控制單元自動完成閘門鎖定功能。
? 閘門監(jiān)控中心的上位機能通過網(wǎng)絡(luò)通信方式接收由現(xiàn)地控制單元傳輸來的各閘門的工況數(shù)據(jù)。
? 閘門監(jiān)控中心的上位機能通過網(wǎng)絡(luò)通信方式控制現(xiàn)地控制單元的閘門啟閉。
通信接口說明如下：
上位機與 PLC 之間采用網(wǎng)口進(jìn)行通信；
2.4 避雷措施
a.室外接入 PLC 的控制信號應(yīng)加裝信號避雷器；
b.信號輸入輸出均采用光電隔離。
c．電纜鋪設(shè)采用穿鋼管防雷鋪設(shè)。
2.5 系統(tǒng)的安全性和可靠性保障措施
a.保障儀表、儀器的穩(wěn)定性、可靠性和安全性：儀表、PLC、PC 機、通信器件、小型元器件均采用國
際或國內(nèi)
b.整個系統(tǒng)設(shè)計的合理性:系統(tǒng)采用成熟的、高可靠性的以太網(wǎng)作為系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò),以高可靠性的
PLC 控制核心,保障了數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理的可靠性和及時性;
c.軟件系統(tǒng)的可靠性:在硬件系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上,軟件系統(tǒng)也要用各種可能的互鎖條件進(jìn)行處理、發(fā)
送數(shù)據(jù)。將可預(yù)知的和不可預(yù)知的錯誤均進(jìn)行相應(yīng)的處理,提高軟件系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性和模糊分析
處理能力;
d.保障電源的穩(wěn)定性和安全性:二次回路采用直流供電，在閘門啟動過程中可能會造成供電回路的電
流、電壓的波動過大，由此將會導(dǎo)致控制回路中的儀器儀表的故障率增大，使得整個控制系統(tǒng)的可靠性大
大降低。為了避免這種情況的出現(xiàn)，為此我們特別設(shè)計的控制柜采用直流屏供電，使得整個控制回路的電
源和一次回路的主電源隔離，大大增加了本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
e.保障電機的可靠性和安全性:用熱繼電器器實時監(jiān)測電機的電流,以預(yù)防電機過載、過壓、欠壓、缺
相、堵轉(zhuǎn)運行,從而預(yù)防閘門發(fā)生故障,當(dāng)發(fā)生故障時軟件和硬件均進(jìn)行相應(yīng)的處理; 配置使用智能電機保
護(hù)器，智能電機保護(hù)器在閘門運行過程中可以自動判斷電機的荷載，，避免電機的過載、過流、欠壓運行，
從而限度的保證閘門及電機運行的安全性和可靠性。
f.整個系統(tǒng)的有效可靠接地,采取切實有效的防雷措施，保證了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的正常工作。
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