1.2 環境條件

a.室內環境(監控中心、啟閉機等)：運行溫度為 50C～400C，相對濕度為 30%～90%。 b.室外環境：運行溫度為-300C～450C，相對濕度為 30%～90%；

c.電磁環境：監控中心、配電室及啟閉機房等除鋼筋混凝土結構外，無任何特殊的電磁屏蔽。   d.電源環境：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.接地環境：系統接地可使用水庫公用接地網。

2.2 主要設備配置清單（1-1）

閘門自動化控制系統閘室配現地 PLC 控制柜及系統連接網絡。

a． 現地控制單元：PLC 柜進行信號采集。PLC 柜上可選擇三個控制方式：手動、自動、和遠程。

b． 系統網絡：各現地監控單元采集其所屬各類監控信號，現地控制單元對外接口為網口。

2.2 系統詳細功能描述及性能指標：

1)現地控制單元

閘門現地控制單元主要完成數據采集與處理、事件檢測、控制與調節、人機接口與通信等功能。閘門

現地控制單元可手動實現閘門控制，也可實現與閘門監控中心進行網絡數據通信，接收控制指令并對閘門

發出啟閉信號；并通過傳感器接收閘門現場信息，向閘門監控中心反饋閘門現場運行工況、故障信號等信

息。

●硬件設備：

由 PLC 控制柜、傳感器等設備構成。負責采集、傳輸系統的各種參量，并對機電設備進行控制。PLC

選用施耐德品牌產品。閘門的開度通過專用傳感器設備組網與 PLC 的進行通訊，數據在開度儀上顯示。采

用這種結構可以減少投資和提高數據采集。PLC 模塊通過網口與閘管所的上位機進行通訊。PLC

（可編程邏輯控制器）是測控終端站的關鍵，負責采集數據和實現控制，可根據監控終端的采集數據和控

制設備的數量不同而配置相應的規模，也利于將來系統的擴展。

●軟件設備：

由 PLC 編程設計軟件、上位機軟件構成。負責可編程控制器的管理及系統中各種數據的分析和處理等

工作

具體功能描述如下：

(1)數據采集功能

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量輸入：閘門行程開關限位接點、閘門開度荷重測量儀位置接點、控制開關轉換接

點及故障信號引入接點；

③狀態量采集

a. 閘門上升或下降接觸器狀態；

b. 閘位行程開關狀態；

c. 啟閉機保護裝置狀態；

d. 操作按鈕和開關狀態；

e. 電動機過流和缺相故障；

f. 閘門上限、下限限位信號。

G. 閘門荷載狀態保護。

(2)閘門控制功能

①手動控制：將現地控制柜上的操作模式轉換開關打到“手動控制”，即可通過機旁控制箱面板上面

的“上升”“下降”“停止”按扭對閘門進行操作，此種模式下只有按扭限位開關參與控制。優先于“自

動控制”和“遠程控制”

②自動控制：將現地控制柜上的操作模式轉換開關打到“自動控制”，該狀態下開度儀、PLC 等現場

自動化設備參與邏輯控制。在閘門運行過程中，現場操作員可通過開度儀和相應指示燈實時觀測閘門運行

狀態。當閘門出現越限（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”

優先于“遠程控制”；

③遠程控制（預留）：PLC 通過以太網接收閘門監控中心工控機的指令，自動完成閘門的開啟或關閉。

將現地控制柜上的操作模式轉換開關打到“遠程控制“，即可通過上位機操作閘門自動開啟/關閉到指定

位置。操作人員將通過計算機的操作界面發布閘門運行指令，并通過網絡接口下達到相應閘門監控站的

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，以便實現定閘位控制，并可實時掌握閘門在運行過程中的狀態。

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

在現地控制屏面板設置一些相關信號燈

①閘門狀態(開、關、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)數據遠傳

閘門現地控制單元通過網絡接口由交換機將有關信息上傳。

(5)報警功能設計

在閘門運行過程中，當系統發生故障時，能夠立即報警，并可根據需求和實際情況手動或自動終止當

前閘門運行操作。閘門現場操作人員通過現場操作控制的相關信號燈可實時掌握故障的發生，并且故障信

號通過網口上傳。

常見故障內容如下：

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。當閘門到達點位置時，安裝在閘門上的上位限制傳感器應立即斷開主回路，同時向 PLC

發布信號，使 PLC 發布停止指令，并發布報警信號；在現場自動控制時，由開度儀發出停止命令和報

警信息，或在發布報警時，手動停止當前閘門操作。

? 閘門下限。當閘門到達點位置時，安裝在閘門上的下位限制傳感器應立即斷開主回路，同時向 PLC

發布信號，使 PLC 發布停止指令，并發布報警信號；在現場自動控制時，由開度儀發出停止命令和報

警信息，或在發布報警時，手動停止當前閘門操作。

   2.3 通信系統

系統方案信息流向說明如下

? 各閘門在現地通過現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、閘門狀態傳輸到各閘門現地控制單元，通

過 PLC 將信息傳輸到閘門監控中心站。 在超限時，由現地控制單元自動完成閘門鎖定功能。

? 閘門監控中心的上位機能通過網絡通信方式接收由現地控制單元傳輸來的各閘門的工況數據。

? 閘門監控中心的上位機能通過網絡通信方式控制現地控制單元的閘門啟閉。

通信接口說明如下：

上位機與 PLC 之間采用網口進行通信；

2.4 避雷措施

a.室外接入 PLC 的控制信號應加裝信號避雷器；

b.信號輸入輸出均采用光電隔離。

c．電纜鋪設采用穿鋼管防雷鋪設。

2.5 系統的安全性和可靠性保障措施

a.保障儀表、儀器的穩定性、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

b.整個系統設計的合理性:系統采用成熟的、高可靠性的以太網作為系統的控制網絡,以高可靠性的

PLC 控制核心,保障了數據傳輸、數據處理的可靠性和及時性;

c.軟件系統的可靠性:在硬件系統可靠性的基礎上,軟件系統也要用各種可能的互鎖條件進行處理、發

送數據。將可預知的和不可預知的錯誤均進行相應的處理,提高軟件系統的可靠性、抗干擾性和模糊分析

處理能力;

d.保障電源的穩定性和安全性: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，使得整個控制系統的可靠性大

大降低。為了避免這種情況的出現，為此我們特別設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，大大增加了本系統的穩定性和可靠性。

e.保障電機的可靠性和安全性:用熱繼電器器實時監測電機的電流,以預防電機過載、過壓、欠壓、缺

相、堵轉運行,從而預防閘門發生故障,當發生故障時軟件和硬件均進行相應的處理; 配置使用智能電機保

護器，智能電機保護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.整個系統的有效可靠接地,采取切實有效的防雷措施，保證了系統在惡劣環境下的正常工作。