计算机监控系统在芦苞水闸的应用

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1、计算机及视频监控系统在芦苞水闸的应用摘要：芦苞水闸计算机监控系统采用分布开放式系统结构，按照“无人值班、少人值守”的原则设计。通过计算机及视频监控系统，实现了闸门、配电系统的远方控制和数据采集记录，水闸工程范围的视频监控，并将监控数据及视频上传至北江大堤计算机监控中心。芦苞水闸计算机及视频监控系统的建成和运用减轻了运行管理人员的劳动强度，地提高了工程运行管理水平。关键词：芦苞水闸　PLC　计算机监控　视频监控　数据采集1.工程概况芦苞水闸于20074月建成投入运行使用，位于北江下游左岸佛山市三水区芦苞镇芦苞涌入口处。洪水期，芦苞水闸为北江承担分洪任务

2、，设计分洪流量1200m3/s，以减轻北江大堤及北江下游的防洪压力；平水期，水闸向芦苞涌内引水，为农田灌溉和改善环境创造有利条件。水闸按百年一遇洪水位13.24m设计，布置4孔潜孔式闸孔，工作门为平面滑动钢闸门，不设检修闸门及门槽。启闭机采用液压启闭机，4台液压启闭机各配置1座泵站，每座泵站配2台液压泵（完全备用）。水闸南端设有配电房及二次设备室，配电房内设变压器室、高压开关柜室、低压配电室和柴油发电机室；二次设备室设有配电LCU屏、直流屏、UPS及电池柜等设备。中控室位于水闸南端二楼，设有工作站、服务器、视频监控及网络设备等。2.系统结构2.1计算

3、机监控系统采用分层分布式的计算机监控系统，由现场控制层和监控层两部分组成。闸室现场控制层设备通过用光纤以太网与中控室工业交换机连接，配电LCU使用双绞线与中控室交换机直接连接。监控层设备布置于中控室，配置有设置一主一备的2台操作工作站、数据服务器、GPS时钟以及网络打印机等设备。（详见计算机监控系统框图）。中控室监控层计算机监控系统框图2.2视频监控系统水闸上、下游及闸室区摄像机视频信号通过一对光端机接入视频分配器，配电房及中控室视频信号直接接入视频分配器。视频分配器输出三组视频信号分别用于录像、图像监示及图像上传。（详见视频监控系统框图）。视频监控

4、系统框图3.系统配置与功能3.1现场控制层现场控制层闸门LCU、配电LCU及水工安全监控LCU等设备组成。每扇闸门由一个LCU屏进行独立控制，每套闸门LCU配1块触摸屏，用于现地控制、运行参数设置及启闭设备实时工况监视；每个闸门LCU旁设1个常规控制柜，该控制柜可在PLC发生故障时独立运行，使用现地手动方式对完成对闸门的启闭操作。配电LCU放置在二次设备室，通过配电LCU对高压开关柜、低压配电柜、变压器进行控制和监视。闸门LCU水闸采用液压启闭机进行闸门启闭操作，配备两台油泵（互为备用），使用比例阀控制纠偏，设备控制较一般卷扬机复杂。闸门LCU需采集

5、液压系统油泵压力、液压缸有杆腔、无杆腔压力、液压油温度、电流、电压及液压缸编码器开度等数据；控制软启动器、旁路接触器、电磁阀、放大板等设备，控制及数据采集点较多。闸门LCU选用GE90-30PLC，选用374CPU，每套PLC配置有DI、DO、AI、AO、PCM、HSC等模块。模块功能如下：①DI用于系统的数字量输入采集，如：控制系统电气设备工作状态、油位状态（过高/低）、油泵碟阀状态、闸门极限工作位置、电动机过载等信号。②AI模块用于模拟量输入采集（4-20mA），如：液压系统压力、油温。③DO模块用于继电器输出，用来控制系统设备的运行。④AO模块

6、用于模拟量输出（0-10V），控制液压系统放大板驱动比例阀工作。⑤PCM模块与多功能电度表使用modbusRTU通讯协议连接，采集系统电气参数，如：电流、电压、功率等。其中4＃闸门LCU另与水工安全监测系统系统使用modbusRTU通讯协议连接，采集渗压计、引张线、三向测缝计、静力水准仪等仪器读数并上传至监控层。⑥HSC模块用于采集集成在液压缸上的CIMS　MKII编码器输出的液压杆行程脉冲编码信号，通过程序对闸门两侧液压杆行程运算比较，当发现闸门两侧开度超过允许偏差时，改变AO输出至放大板电压，控制液压缸运行保持同步，保证闸门两端开度差在允许范围内

7、，防止闸门倾斜发生卡阻。每套闸门LCU均配有一块12寸触摸屏，触摸屏直接使用以太网与PLC的CPU连接，可方便地进行现场设备操作、状态监视及系统运行参数设置。闸门的控制方式有：1.现地手动控制、2.现地自动控制、3.计算机集中控制３种控制方式。控制操作级别：现地手动控制＞现地自动控制＞计算机集中控制。在计算机监控系统正常情况下，运行监控通过计算机监控系统集中控制来实现。在计算机监控系统或网络故障的情况下，可将闸门LCU上的“现地／远程”开关切换至现地操作位置，使用闸门LCU的触摸屏进行现地操作。当闸门LCU设备出现故障情况时，可通将常规控制柜的“自动

8、/手动”开关切换至手动操作位置，进行现地手动控制操作。配电LCU水闸配电系统包括6个高压环网柜、6个低压配电