江苏船闸自动化监控系统设计

２ ０ ． １（ ） ０９ ３ ９ ．
机界面上 ， 我们将操作人员划分为三个层面 ： 系统管理员层、 设备检修及维 护员层、 值班操作员层 ， 根据他们工作职责及不同的操作权 限， 设置不同的 操 作 界 面 ， 免 越 限操 作 。 避
作者介 绍
４ 上位 机 监控 软件 ．
４１ ．监控软 件的 主要作 用
２ 船 闸 自动化控 制 系统 概述 ．
船 闸控 制 系统 中， 闸阀 门启 闭动 作一 般 是通 过 设在 上 、 闸首两 侧 子 下 站机房 的启闭机来实现的。 启闭机一般采用液压直推式， 主体有１ＫＷ的电 １ 比例油泵 电机驱动 ， 并辅以电磁阀油路控制和润滑泵 、 电加热器等设备， 其 闸阀门开关终（－－ ｇｇ￣开度值分别由装在启闭机活塞杆 匕 的行程开关和油缸旁 或内置的开度仪来监测和控制。 闸室水位差的控制主要由设在上、 下闸首内 外侧的水位检测装置来监控。 闸面的运行主要通过通航信号灯、 边界灯和广 播系统来导航 。 闸室和上下游靠船墩 由高、 低杆灯来照明。 船 闸 电气 控 制基本 采用 法 国施耐 德 电气公 司生产 的Ｍｏｉｏ ｕ ｎ ａ ｄｃｎＱ ａ ｈｍ 系 列或 类 似级 别 的Ｐ ＬＣ， 集 控 室和 上 下游 闸首 南 岸 子站 分 别配 置一 套 带 在 Ｃ ＰＵ模块及数据输入 、 输出模块和通讯模块的主机架， 同闸首北岸子站安 装一套分布式Ｉ Ｏ机架。同时， 在集控室设有上位监控计算机及集控 台， 南 岸子站设有触摸屏等现地控制设备， 并在四个子站分别由电控柜来控制闸阀 门的动作 。 运行时， 南岸子站作为船闸整体运行 自动监控系统的一个基本控 制单元 ， 控制和操作该闸首人字 闸门、 输水阀门、 通航信号及闸室照明等现 地设备 ， 采集液压泵站系统信息、 现场闸阀门开度 、 行程位置信息 、 水位检 测数据以及相邻闸首保证安全运行的闭锁信息； 还能接受集控室的程序控制 指令 ， 自动地对上述设备进行操作和控制 ， 并向集控站反送现场信息 ， 集控 室依 据这 些信 息 ， 出控 制 决策 ， 作 自动完 成船 闸整体 运 行 的监 控任 务 ， 船 使 只 （ ）高 效 、安 全顺 利 过 闸 。 队
５ 结束 语 ，
目前 ， 本文论述的船闸自动化控制系统已经实现并已成功运行在江苏 省 内的各船闸中， 系统并预 留了网络接 口， 为进一步实现全省水运资源联 网， 为后期实现水运物联网奠下结实的基础。
参 考文献 ［］ １ 倪振 华 Ｐ ｃ控 制系统在 船 闸监控 系统 中的应用 ［ 】 制造 业 自动化 Ｌ Ｊ．
２ ０ ． ９（ ） ７２ １ ． ０ ０
［】 ２ 刘轰 季锦 章 杨根成 基 于 Ｗ Ｂ平 台工业组 态软件 在多 线船闸监 控 Ｅ
系统 中的应用 ［］ 计算 机测量 与控制， １ （１． Ｊ ２ ０ ， １ ） ０９ ７ 【］ 跃增 吕剑栋 船 闸 远程监 控系统 综合设 计与 应用 【 ］ 人 民黄河 ３徐 Ｊ
１ 引言 ．
江 苏省 水 运 是全 国 最发 达 的 省之 一 ， 水 运 系统 以独 特 的优 势 ， 全 其 为 省 经济 社会 发展 发挥 了重 要 作用 。 同时 ， 江苏 省科 技水 平在 全 国也 属最 发达 的省 之 一 ， 有效 地发 挥水 运 能力 ， 苏船 闸控 制系 统 很早就 投 人大 量人 为更 江 力物力 研 发最新 应用 系统 ， 因此其船 闸控 制水 平也在 一定 程度 上代表 着未 来
回油堵塞 ， 温过 高／ 油 过低 ， 油位过 高 ， 系统 切换到 单片 机工作 ； 加 热器 未 油箱
和数据经Ｐ Ｃ传输， Ｌ 在屏上实时动态的显示 出来 ， 并将人为设置的控制参 数 下 传到 Ｐ 或 触摸 屏 ， 操作 人 员在 集 控 中 心 即可对 当前运 行 的 工步 ＬＣ 方便 流程和各个设备的运行状态进行判断和分析 ， 或查询出现故障的类型和原 因， 并做 出相 应 的处 理 。当然 ， 位机 软 件与 Ｐ 上 ＬＣ的通 讯 是否 正 常 ，不影 响系统 的 正 常运 行 。 位机 监 控 软件 是 人机 交 互 操作 和 动态监 视运 行 的平 上 台 ， 过 它 的运 用 ， 船 闸的 全貌 和 各 设备 的 运营 情 况 生动 的展 示 出来 ， 通 将 使 得 集控 室 的 操作 和 维护 显得 非常方 便 、 形象 和 直 观 。 ３２ 位机软 件实现 的功能简 介 ．上 上 位机 软 件具 备 监 测 和管 理 两大 功 能 ，由运行 监 测 、 行统 计 、资料 运 管理等模块组成 。 监控软件应能使每一个节点与网络其他所有节点互相监 控， 管理软件应实现管理功能和历史档案的建立。 系统总体设计要充分考虑不同层次的操作人员都能够熟练的掌握各项 操作 ， 解操 作 的含义 以及操 作后 动 作及状 态 变化 ， 彩 色 图形操 作面 板人 理 在
动作； 电机过流 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ＡＯ通道故障； 通道故障， ＡＩ 闸门离开开／ 关终位超时 ， 阀门 离开开／ 关终位超时 ， 非法开 闸门； 非法开阀门。 类故 障： Ｂ 系统超压报警 ； 油 位过低 ； 电流变化异常； 电机 电机接触器未动作 ； 液压系统电磁阀未动作。 ｃ 类故障： 下游未合拢 ； 上／ 闭锁信号丢失 ； 集控室急停。
３ 上位机软件设计 ．
３１ ．上位机 软件 的主要 作用
触摸屏进行数据 的通讯 ， 获得 四个闸首的各种有关参数， 监控船闸运行， 并 实时显示 当前运行状态 ， ： 如 闸门开度 、 阀门开度、 水位的动态模拟数值显 示 ， 障 内容显 示和声 音 报警 ， 故 上下行 标志 和通 航指挥 信号 标志模 拟显 示 ； 程 序步运 行指示 ， 提供船 闸总貌 图、 分组图、 船闸闸阀门运行图、 设备运行状 态 图、 重要参数趋势图、 运行棒图和报警 图的手动切换， 自动记录每次运行 过程的上下游水位、 通航起始和终止时间、 故障内容和故障时间， 并保存到 相 应 的 目录 下 ， 管理 软 件提 供 数据 来 源 等 。 为 ４２ ．监控软 件功能 分析 ４２ １ ． ． 系统管理 系统管理主要包括用户注册 、 用户管理 以及更改用户密码 。 用户注册 ： 即用户在进入监控系统主画面进行操作之前， 为确保监控系统的操作和操作 员的等级相一致以及便于对操作员的操作进行管理， 要求操作员必须以自己 的帐号进行注册 用户输入正确的工号和密码后 ， 方可使用监控软件。 用户 管理： 主要 包 括 查询 用 户 、 增加 用 户 、 除用 户 、 改 用户 。 保证 整 个控 删 更 为 制系统运行的安全性 ， 充分发挥上位机对控制系统的管理功能， 对上位机的 操作权限进行分级管理 更改用户密码 ： 了提高用户管理的灵活性 ， 为 每个 用 户无 论权 限 的 高低 ， 都可 各 自修改 自己的 登录 密 码 。 ４ ２ ２ 采集 实 时数 据 、 障信 息 、 闸运 行信 息 、 作 员操 作 等重 要 ．． 故 船 操 信息 并存 档 ， 管理 软件 提供 数据 库 。 及的 信息 量主 要有 ： 闸运行 信息 ， 为 涉 船 故 障报警 信 息 ， 操作 员操 作 信息 ， 各传 感器 信 息 （ 括 Ｐ Ｔ测 量数 据 、 位 包 Ｑ 水 数据 以及 闸阀 门开 度数据 ） 。 ４ ２ ３￣ ． ．Ｘ各传感器变量 ， 能提供实时的数据变化曲线及数据信息 ： 闸门开度信息； 阀门开度信息， 水位信息 ； 反向水头信息・Ｑ Ｐ Ｔ测量数据 ４ ２４ 对 船 闸运 行及 故 障报 警 进行 的参数 设 定 和调 整 。 括 ： ．． 包 系统参数设置： 阀门的投入与切除； 水位计的投入与切除； 合拢检测时间 设置； 水位计初值， 水平信号触发水位差值设置， 水平信号保持门限设置， 开门 预告水位差 ｔ 水位计的手动校正； 应用于管理系统的数据记录的投入与切除。 故障报警参数设置： 上游、 上闸室水位计差值报警， 下闸室水位计差值报 上、 警； 下游、 下闸室水位计差值报警， 开闸启动超时报警 ； 关闸启动超时报警 ； 开 阀启动 超 时报警 ； 阀启 动超 时报 警 。 关
４２ ５ 船 闸运 行 过程 中发生 的故 障 进行 声光 报警 。 ． ．对
上位 机监 控 软件 是 对 整个船 闸运行 过 程 的实 时 显示 和控 制 中心 。 通 它 过ＭＯ ｕｓ ＤＢ 总线 与Ｐ Ｃ Ｌ 现地 子站 的 触摸 屏 进行 通讯 ， 现场 采集 到 的信 号 将
为规范报警处理 ， 系统设置的报警 主要有： Ａ类故障： 水位计故 障；Ｐ ｓ２
王 莹， ８ １ ９２年， 中国矿 业大学工 程硕 士在 读， 女， 江苏省徐 州市水利 局， 助
理工 程师 。
上 位 机监 控 系 统通 过ＭＯＤ ＢＵＳ 线与 下位 机 Ｐ Ｃ和南 岸两 个 子站 的 总 Ｌ
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中国电 务 ● ２ １ ０ 子商 ００．６
全国船闸控制系统的方向。 早在２ 世纪初， ｌ 基于网络的船闸控制系统即在 江苏境内进入研 发收尾及试运行 阶段 ， 其设计基于Ｂ Ｓ ／ 操作界面 ， 采用总 服务中心网站级连多级分服务中心的网络拓扑结构， 一方面极大推进了船闸 及水务方面的信息共享； 另一方面也极大促进了船闸的现代化管理水平。
江苏船 闸 自动化 监控 系统 设计
王莹 中 国矿 业大 学 ２ １ ０ 徐 州市水利局 ２ ００ ２ １ ｌ ２ ０ ８
【 摘 要 】船 闸 自动 化 控 制 系统 的 高 效 可 靠 是保 证 船 闸 正 常运 行 及 水运 的 高效 畅通 的重 要 一 环 ，而作 为 水 运 大省 与科 技 大省 ，江 苏 的船 闸 自动 化 监控 系统一 直 为业 界 所 瞩 目。 本文 就 当前 江 苏省 内船 闸 自动化 监控 系统 的最 新 设 计 与 实现 情 况 ，在硬 件 配置 与 实现 及 软件 功 能 分析 等 方 面作 了详尽 论 述 ，对 业 界 有 较 高 的参 考 意 义 。 ， 【 关键字 】 闸 自动 化 监控 上住 机 软件 监控 软件 船 中图分类 号 ：Ｕ ４ ６ １文献标 识码：Ｂ文章编 号：１ ０ ．０ ７２ １ ） ６０ — １ ０ ９ ４ ６ （ ０ ０ ０ ．０ ０