鋼壩閘自動化控制系統

系統建設的意義
随着我(wǒ)國城市用水、景觀建設及環境整治和灌溉、發電的需要，在水利水電建設中(zhōng)鋼結構閘門是一(yī)種新型可調控溢流壩，它由土建結構、帶固定軸的鋼性壩體(tǐ)、驅動裝置設備等組成。這種建築物(wù)适合于閘孔較寬（10米～100米）而水位差比較小(xiǎo)的情況（1～7米），由于它可以設計得比較寬，可以省去(qù)數孔閘墩，所以不但結構簡單，可以節省不少投資(zī)。該種鋼壩閘可以立門蓄水，卧門洩洪排澇，還可以利用閘門頂過水，形成人工(gōng)瀑布的景觀效果。
系統特點
鋼壩閘自動化控制系統按“少人值守”要求進行設計，以“分(fēn)層管理、集中(zhōng)控制”爲原則組成控制中(zhōng)心、現地控制和設備三層拓撲結構。系統配置和設備選型充分(fēn)利用了計算機領域的先進技術，軟硬件均采用全開(kāi)放(fàng)、分(fēn)布式模塊化結構，使之有良好的擴充性，也便于運行管理的智能化。鋼壩閘控制系統在左、右岸液壓啓閉機房設現地控制站(PLC01站、PLC02站)。系統最關鍵的控制對象是液壓啓閉機液壓缸的行程控制，以防止在鋼壩閘啓閉時液壓缸行程偏差過大(dà)造成閘門扭曲變形甚至損壞。
系統結構
第一(yī)層爲控制中(zhōng)心層。以樞紐控制中(zhōng)心交換機爲核心，數據傳輸協議爲TCP／IP，通信網絡數據吞吐率爲100 Mb／S。控制中(zhōng)心操作站采用雙機冗餘熱備工(gōng)作方式，任何一(yī)台計算機故障，不會影響系統的正常運行，保證系統的高可用性。工(gōng)程師可進行上下(xià)位軟件編程及調試。該層完成系統的數據分(fēn)析、監測、控制、通信及管理調度等功能，顯示鋼壩閘工(gōng)作過程中(zhōng)的工(gōng)藝參數、電氣參數、設備運行狀态(工(gōng)作／停止／故障)和閘門開(kāi)度等。
第二層爲現地控制層。以施耐德M340平台爲控制核心，主要完成對現場設備的數據采集、順序控制流程、邏輯控制流程以及與系統中(zhōng)其他裝置的數據交換等。控制層網絡采用TCP/IP網絡以及環形拓撲結構，可以以單模光纖爲通信介質，通過以太環網交換機構成帶寬爲100Mb/S的工(gōng)業以太網絡，實現控制信号的高速傳輸。
第三層爲設備層。利用M340 PLC上MB數據傳輸接口對控制櫃中(zhōng)的電機起動器和其他智能儀器進行多點數據傳輸。這種不用傳統I/O模塊而直接采用總線電纜連接的數據傳輸方式，在實現現場離(lí)散設備和PLC之間的數據數字化傳輸的同時，将成本費(fèi)用減少到最小(xiǎo)。這種用于底層設備的低成本、高效率信息集成模式，已經逐漸成爲控制領域的主流。
系統設計依據
GB3453 數據通信基本型控制規程;
IEEE802.3 網絡技術标準;
DL478-92 靜态繼電保護及安全自動裝置通用技術條件;
DL/T578-95 水電廠計算機監控系統的技術條件;
JB/T5234 工(gōng)業控制計算機系統驗收大(dà)綱;
GB7260 不間斷電源設備;
IEC國際電工(gōng)技術委員(yuán)會标準;
ISO國際标準化協會标準;
IEEE電氣和電子工(gōng)程師協會标準;
IPCEA絕緣電力電纜工(gōng)程師協會;
CCIR國際無線電咨詢委員(yuán)會标準;
當各标準不一(yī)緻時，以标準高的爲準。
系統設計
鋼壩閘自動化控制系統包括五個模塊：
實時運行數據集中(zhōng)展示：集中(zhōng)展示7座鋼壩閘運行數據；
運行組态工(gōng)藝：
1、設備運行組态工(gōng)藝展示，顯示鋼壩閘工(gōng)作過程中(zhōng)的工(gōng)藝參數、電氣參數、設備運行狀态(工(gōng)作／停止／故障)和閘門開(kāi)度；
2、雷達液位計自動控制鋼壩閘閥門啓閉，當液位高于系統設定上限，數據命令下(xià)發“開(kāi)閥”操作；當液位低于系統設定下(xià)限，數據命令下(xià)發“關閥”操作；
3、手動命令下(xià)發（遠程手動命令、現地手動命令）；
智能預警：顯示設備上下(xià)線故障報警，水位、流量、流速等運行數據預警；
數據統計分(fēn)析：可實現整點報表、每日報表、曆史報表、報警記錄、數據對比，具有數據監測、統計、分(fēn)析功能，可通過數據報表、圖表形式導入/導出；
設備管理：包括設備連接管理、協議适配、設備上下(xià)線時間、設備參數、網關接入信息。