船閘自動化監控系統的製作方法
2023-05-14 12:39:26 1
專利名稱：船閘自動化監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種船閘自動化監控系統，用於完成船閘的閘門、閥門及船閘輔助設備等的控制。
背景技術：
現有閘門自動化監控系統多採用單面閘門集中控制IXU(IXU，現地控制單元， LocalControl Unit)櫃或上下閘首獨立IXU櫃採集與控制，如果上下閘門和調度中心距離比較遠，當閘門出現緊急狀況而集中控制LCU櫃的某些設備出現故障時，調度中心無法及時採取果斷的應急措施。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種船閘自動化監控系統，該船閘自動化監控系統能實現高可靠性、高冗餘性對整個間門進行監視與控制。[0004]實用新型的技術解決方案如下一種船閘自動化監控系統，包括3臺現地控制單元櫃和一臺後臺監控上位機；3臺現地控制單元櫃分別為上間首現地控制單元櫃、下間首現地控制單元櫃和集中現地控制單元櫃；集中現地控制單元櫃與後臺監控上位機通信連接；3臺現地控制單元櫃以環形拓撲結構的形式互聯。每一個現地控制單元櫃包括光電以太交換機、觸控螢幕和PLC ；觸控螢幕和PLC均與光電以太交換機連接，或者觸控螢幕和交換機均與PLC連接；觸控螢幕通過交換機間接與PLC連接可以節省一塊PLC乙太網模塊3臺現地控制單元櫃通過多模光纖互聯；集中現地控制單元櫃與後臺監控上位機通過雙絞線連接。所述的船閘自動化監控系統還包括上閘首遠程I/O櫃和下閘首遠程I/O櫃；上閘首現地控制單元櫃中的PLC與上閘首遠程I/O櫃通信連接；下閘首現地控制單元櫃中的 PLC與下閘首遠程I/O櫃通信連接。有益效果本實用新型船閘自動化監控系統，採用多層分布式結構，既可以在船閘調度中心操作，也可在現地控制室進行操作，靈活性強，易於操作，可以應對各種突發狀況，因而可靠性高。
圖1是本實用新型的船閘自動化監控系統的結構原理示意圖。標號說明1-後臺監控上位機控制層；2-集中控制層；3-現地控制層；4-多模光纖，5-同軸電纜，6-雙絞線；21-集中現地控制單元櫃；31-上閘首現地控制單元櫃，32-下閘首現地控制單元櫃，33-上閘首遠程I/O櫃，34-下閘首遠程I/O櫃。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明如圖1所示，一種船閘自動化監控系統，採用多層分布式結構，既可以在船閘調度中心操作，也可在現地控制室進行操作。整個控制系統由三個層次構成現地控制層、集中控制層、後臺監控計算機控制層。(1)現地控制層現地控制層由船閘上、下閘首現地控制室內的控制設備組成。其中，上、下閘首一側現地控制室內各設一套帶PLC系統、觸控螢幕及光電乙太網交換機的現地控制單元櫃，相應上、下間首對側現地控制室內各設一套遠程I/O及現地控制櫃。通過這些設備實現對上、 下閘首閘、閥門等機械設備的實時監視和邏輯控制。(2)集中控制層集中控制層設一套帶PLC系統、觸控螢幕及光電乙太網交換機的集中控制IXU櫃，通過集中控制LCU櫃實現對上、下閘首閘、閥門等機械設備的實時監視和邏輯控制。(3)後臺監控上位機控制層臺監控計算機控制層設一套監控上位機，通過集中控制IXU櫃實現對上、下閘首閘、閥門等機械設備的實時監視和邏輯控制。上述船閘自動化監控系統通過全雙工交換式多模光纖環網把各個光電乙太網交換機組成環形結構，實現船閘後臺監控上位機和集中控制IXU櫃、上、下閘首現地控制單元櫃之間的網絡通信，網絡通信協議採用TCP/IP。由於光纖環網具有線路冗餘功能且環網切換時間短，屬於工業級的網絡產品，極大提高了控制系統網絡傳輸的可靠性，同時也保證了數據傳輸的實時性。上述船閘自動化監控系統通過全雙工交換式雙絞線把PLC、觸控螢幕以及後臺監控上位機連接至各自的光電乙太網交換機，網絡通信協議採用TCP/IP。上述船閘自動化監控系統的上、下閘首現地控制單元櫃與各自對側遠程I/O站通過專用同軸電纜對接PLC遠程I/O模塊實現通訊。具體控制方式包括上、下間首現地控制單元櫃按鈕點動控制方式，上、下間首現地控制單元櫃觸控螢幕控制方式，集中控制LCU櫃按鈕點動控制方式，集中控制LCU櫃觸控螢幕控制方式，調度中心上位機操作方式。上、下閘首現地控制單元櫃按鈕點動控制方式在上、下閘首的啟閉機房現場各有一個LCU控制櫃，控制柜上有現場操作按鈕，使用現場操作按鈕可不通過PLC系統直接控制本閘首現場啟閉機及其它配套設備運行，也可以通過本閘首PLC間接控制另外一個閘首的啟閉機及其它配套設備運行。上、下閘首現地控制單元櫃觸控螢幕控制方式在上、下閘首IXU柜上各有一臺觸控螢幕。利用本閘首觸控螢幕可以操作本閘首設備運行(手動模式)，也可以操作另外一個閘首設備運行(手動模式)。集中控制LCU櫃按鈕點動控制方式在集中控制LCU櫃有一套操作按鈕，使用該操作按鈕可通過PLC系統分別控制上、下閘首啟閉機及其它配套設備運行。[0031]集中控制LCU櫃觸控螢幕控制方式在集中控制LCU柜上有一臺觸控螢幕，利用該觸控螢幕可以通過PLC系統分別控制上、下閘首啟閉機及其它配套設備運行。調度中心上位機集中操作方式在調度中心上位機界面上進行操作，分為集中自動操作方式和集中手動操作方式分別控制上、下閘首啟閉機及其它配套設備運行。根據不同的運行模式，可對上述控制方式設定不同的的優先級別，典型常規運行模式設定優先級別為上、下閘首現地控制單元櫃按鈕點動控制方式一 >上、下閘首現地控制單元櫃觸控螢幕操作方式一 >集中控制LCU櫃按鈕點動控制方式一 >集中控制LCU櫃觸控螢幕操作方式一 >調度中心上位機集中操作方式。船閘操作流程通過對各IXU櫃的PLC編程可以很容易的實現各種切實可行的船閘工藝流程，如下典型流程上行下遊船進閘室一關下閘門一開上閥門一水位平一開上閘門一關上閥門一船
出閘室。下行上遊船進閘室一關上閘門一開下閥門一水位平一開下閘門一關下閥門一船
出閘室。
權利要求1.一種船間自動化監控系統，其特徵在於，包括3臺現地控制單元櫃和一臺後臺監控上位機；3臺現地控制單元櫃分別為上間首現地控制單元櫃、下間首現地控制單元櫃和集中現地控制單元櫃；集中現地控制單元櫃與後臺監控上位機通信連接；3臺現地控制單元櫃以環形拓撲結構的形式互聯。
2.根據權利要求1所述的船間自動化監控系統，其特徵在於，每一個現地控制單元櫃包括光電以太交換機、觸控螢幕和PLC ；觸控螢幕和PLC均與光電以太交換機連接，或者觸控螢幕和交換機均與PLC連接。
3.根據權利要求1或2所述的船閘自動化監控系統，其特徵在於，3臺現地控制單元櫃通過多模光纖互聯；集中現地控制單元櫃與後臺監控上位機通過雙絞線連接。
4.根據權利要求2所述的船閘自動化監控系統，其特徵在於，還包括上閘首遠程I/O櫃和下閘首遠程I/O櫃；上閘首現地控制單元櫃中的PLC與上閘首遠程I/O櫃通信連接；下閘首現地控制單元櫃中的PLC與下閘首遠程I/O櫃通信連接。
專利摘要本實用新型公開了一種船閘自動化監控系統，包括3臺現地控制單元櫃和一臺後臺監控上位機；3臺現地控制單元櫃分別為上閘首現地控制單元櫃、下閘首現地控制單元櫃和集中現地控制單元櫃；集中現地控制單元櫃與後臺監控上位機通信連接；3臺現地控制單元櫃以環形拓撲結構的形式互聯。該船閘自動化監控系統能實現高可靠性、高冗餘性對整個閘門進行監視與控制。
文檔編號G05B19/418GK202306282SQ20112038824
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者何萍, 劉望清, 劉良明, 張健, 文建輝, 趙星期 申請人:華自科技股份有限公司