水閘自動化技術方案

1、一概述二 建設目標及原則 三廠用電系統(tǒng)3.1柴油發(fā)電機3.2配電箱安裝3.3電纜敷設四自控系統(tǒng)4.1系統(tǒng)結構4.2系統(tǒng)配置4.3系統(tǒng)功能4.4系統(tǒng)軟件五視頻監(jiān)視系統(tǒng)5.1攝像機六供電工程6.1線路架設6.2桿塔支架6.3防雷接地一 概述隨著我國科技水平和綜合國力的大力提高， 水力資源在國民經濟 建設中體現(xiàn)出其越來越重要的地位， 我國對水利工程建設上也加大了 投資力度， 合理充分地利用水力資源顯得越來越重要， 水閘作為水利 資源調動中不可缺少的一個重要部分， 水閘的自動化改造的重要性就 顯得尤為突出。水閘遠程自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要對全站閘門、 水位等設備進行有效 監(jiān)視和控制，保證更加安全、 可靠、經

2、濟地運行，實現(xiàn) “無人值班” （少人值守）的目標。肅州區(qū)紅山河馬鬃山排砂閘除險加固工程為中等皿等工程，本標段主要為架設供電線路，安裝廠用電系統(tǒng)、電纜、接地、自動化控制 系統(tǒng)等。二 建設目標及原則 水閘遠程自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要工作原理將現(xiàn)場傳感器的水位模擬 量和閘門、水泵的開關量數(shù)據(jù)通過遠程數(shù)據(jù)采集終端完成采集， 并把 采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡主動傳輸至調度中心計算機， 調度中心控制機監(jiān) 測水閘泵站現(xiàn)場的實時情況，并遠程控制閘門的開關。水閘遠程自動化監(jiān)控系統(tǒng)由二大部分：數(shù)據(jù)中心、水閘泵站監(jiān)控點、1、數(shù)據(jù)中心：主要由PC機和上位機軟件構成，它實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、 存儲、顯示、數(shù)據(jù)請求以及曲線顯示、報表打印輸

3、出等信息管理工作 和進行特殊情況的監(jiān)控中心預警以及通過客戶端軟件方便地訪問實 時和歷史數(shù)據(jù)。2、水閘泵站監(jiān)控點：實時將現(xiàn)場的水位和閘門、水泵開關量等數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)采集終端內，根據(jù)實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)采集點現(xiàn)場的自動報警， 防止事故的發(fā)生?！局饕δ堋?:可在線實時24小時連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測點位的水位參數(shù)情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進行實時顯示和記錄存儲監(jiān)測信息， 監(jiān)測點位可擴充多達上千個點。 可設定各監(jiān)控點位的水位報警限值，當出現(xiàn)被監(jiān)控點位數(shù)據(jù)異常 時可自動發(fā)出報警信號，報警方式包括：現(xiàn)場多媒體聲光報警、網(wǎng)絡 客戶端報警、電話語音報警、上傳報警信息并進行本地及遠程監(jiān)測， 系統(tǒng)可在不同的時刻通知

4、不同的值班人員。 數(shù)據(jù)中心軟件采用標準 windows 98/2000/XP 全中文圖形界面，實時顯示、記錄各監(jiān)測點水位曲線變化，統(tǒng)計水位數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、最大值、最小值及平均值，累積數(shù)據(jù)，報警畫面。 監(jiān)控主機端利用監(jiān)控軟件可隨時打印每時刻的水位數(shù)據(jù)及運行報 告。 強大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計算機網(wǎng)絡通訊技術，局域網(wǎng) 內的任何一臺電腦都可以訪問監(jiān)控電腦， 在線查看監(jiān)控點位的水位變 化情況，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測，領導在自己辦 公室和智能手機都可以非常方便地觀看和監(jiān)控。 系統(tǒng)可擴充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件， 能進行繪制棒圖、 餅圖， 進行曲線擬合等處理，可按 TEXT格式輸出，

5、也能進入EXCEL電子表 格等 office 的軟件進行數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)設計時預留有接口，可隨時增加減硬軟件設備，系統(tǒng)只要做 少量的改動即可， 可以在很短的時間內完成。 可根據(jù)政策和法規(guī)的改 變隨時增加新的內容?！局饕攸c】 : 實用性：水閘泵站地理位置分散，因此采用敷設專用光纜，可確 保網(wǎng)絡的正常運行。 實時性：采用最新的通信和軟硬件技術，建立了清晰和合理的系 統(tǒng)架構，可以實現(xiàn)多線程的遠程并發(fā)通信，在幾秒時間內，可以讓成 百上千臺的數(shù)據(jù)采集終端實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程 調度，實現(xiàn)故障信息的及時報警。 可擴充性：可以進行系統(tǒng)或模塊的無限擴展，便于長期的升級和 維護，延長系統(tǒng)的壽命，通

6、過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而 不至于整個系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。 易維護性：系統(tǒng)可對遠程數(shù)據(jù)采集終端執(zhí)行相應的遠程操作命令， 包括遠程參數(shù)設置，遠程控制、遠程數(shù)據(jù)抄收、遠程終端復位、遠程 終端軟件升級等。 操作簡易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設計，全過程 全中文幫助，操作簡單方便。 性價比高：該系統(tǒng)專為水閘泵站遠程監(jiān)控量身定制，充分考慮到 水閘泵站各個環(huán)節(jié)的業(yè)務需求。三 廠用電系統(tǒng)廠用電系統(tǒng)主要為廠區(qū)柴油發(fā)電機組及動力照明配電設備和電纜 設備安裝。3.1 柴油發(fā)電機 選用康明斯系列發(fā)電機組。3.2 配電箱安裝在電纜狗的砼施工時， 按照圖紙或盤柜規(guī)格安裝基礎槽鋼， 按照 位

7、置必須符合圖紙要求，水平度，垂直度符合規(guī)程標準，不直度水平 度要小于 5mm。盤柜屏基礎必須與接地網(wǎng)可靠連接，必須保證接地扁鋼截面滿足 設計要求，并做好防腐處理。設備安裝前，屋頂，室內土建工作應基本結束，預埋件及預留孔 符合設計要求預埋件應牢固。 動力配電箱單獨或成排安裝時， 其垂直 度應小于1.5mm,頂部偏差相鄰兩盤頂部小于于 2mm;成列柜頂部 小于5mm;柜面偏差相鄰兩盤邊小于 1mm;成列盤面小于5mm;盤 間接縫小于2mm。為了減少安裝時的積累誤差，高壓開關柜應從中 間位置開始拼裝， 開關柜組合拼裝調整好之后， 將開關柜基礎框架于 預埋基礎槽鋼在柜內測點焊牢固， 盤柜框架與型鋼基礎

8、的接地線應可 靠連接。安裝圖紙要求的安裝位置和數(shù)據(jù)嚴格進行安裝，用尺量出第一面 柜的準確位置將其就位，并在頂部懸掛一垂球，垂球距地100mm，不得靠在屏柜上 3 上下端線與柜與柜面的間距，誤差大于 1.5mm 則 用平墊片襯墊， 待屏面兩側及側面垂直度均達到要求后， 將屏柜底腳 與基礎型鋼點焊或用螺栓固定。相互間用螺栓連接3.3 電纜敷設參加敷設電纜的工作人員應戴手套，穿絕緣鞋。 電纜敷設時將電纜盤放在放線架上， 從盤的上端應出不得在支架 或地面摩擦拖動。敷設電纜前，電纜溝應清理干凈，并有足夠的安全 照明。按先長后短，高壓（上）低壓（中）控制電纜（下）的順 序進行，合理布置，排列整齊，隨時將電

9、纜牌掛在電纜兩頭，電纜的 彎曲半徑符合規(guī)范要求。四 自控系統(tǒng)4.1 系統(tǒng)結構 閘門監(jiān)控系統(tǒng)一般分為 2 級控制：主控級和現(xiàn)地控制級；現(xiàn)地控 制級優(yōu)先主控級。主控級位于閘門中央控制室， 可設與水管所或閘門管理處， 主要 由工程師站，操作員工作站，數(shù)據(jù)服務器，通訊服務器以及外圍設備 等組成。主控級室整個閘門控制核心， 主要完成閘門的運行自動化及 其管理?，F(xiàn)地控PLC及單元儀表（如荷重傳感器，閘門開度儀，水位 計，閘位計等） 組成，在現(xiàn)地控制級可以通過觸摸屏或控制按鈕實現(xiàn) 閘門的啟閉操作。系統(tǒng)主控級各計算機之間， 主控級與現(xiàn)地控制單元級之間采用光 纖環(huán)網(wǎng)結構或星形結構。4.2 系統(tǒng)配置主控級的操作員

10、站設為 2 套，互為冗余， 另外設置通訊工作站級數(shù)據(jù)服務器各1套，以及網(wǎng)絡交換機，ups打印機等設備，操作員站采用 DELL pecision390 工控機?，F(xiàn)地控制單元選用施耐德 premiun 可編程控制器（ PLC）， CPU 為TSXP573623M內嵌以太網(wǎng)口。PLC裝在現(xiàn)地控制柜內，配置 8寸 觸摸屏?？梢砸豢组l門設一套現(xiàn)地控制單元， 也可以 2 孔或更多的閘 門設一套控制單元， 每套控制單元配一臺環(huán)網(wǎng)交換機， 用于網(wǎng)絡通訊。在現(xiàn)場安裝各類傳感器： 閘門啟閉機上安裝絕對增量編碼器， 稱 重傳感器分別測量閘門的開度和載荷； 在閘門的上下游安裝水位測量 傳感器測量上下游水位4.3 系統(tǒng)

11、功能閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能：（ 1 ）數(shù)據(jù)采集和處理：主要采集上下游水位，閘門開度，閘門左右 載荷，各種電量（電壓，電流等）參數(shù)以及閘門啟閉機的工作 狀態(tài)，高低壓斷路器的分合狀態(tài)等。以上數(shù)據(jù)由計算機進行處 理，形成曲線和報表，存入數(shù)據(jù)庫。（2）實時監(jiān)控：對各控制設備包括閘門啟閉機，高低壓斷路器，柴 油發(fā)電機等實行實時控制。（3）安全保護：實現(xiàn)閘門極限位置連鎖保護，閘門超負荷及偏載連 鎖保護，誤操作連鎖保護，并具有防雷，抗干擾功能。（4）通訊功能：實現(xiàn)閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)與上級管理調度系統(tǒng)的實 現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，傳輸實時數(shù)據(jù)及接受控制指令，并提供第三方標 準的通訊接口，實現(xiàn)與第三方儀表或控制

12、設備的通訊。閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)每孔閘門的自動開啟和關閉， 并檢測閘門 的開度和載荷，當出現(xiàn)偏載和開度異常時，及時報警并停機。閘門的 啟閉分為單閘，批閘和最大負荷 3 種模式。4.4 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件由上位組態(tài)軟件和 PLC編程軟件，數(shù)據(jù)庫軟件，應用軟 件等組成。上位組態(tài)軟件采用 iFiX 。該軟件包含了大量強大的圖形化工具， 允許用戶快速直觀的建立面向過程的實時窗口，通過運用 iFiX 可以 創(chuàng)建強大的，功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)。PLC編程軟件采用PL7Pro開發(fā)軟件包，它包括標準的匯編語言， 高級語言編譯程序，交互式圖像編譯程序，交互式報告編譯程序（指 令表，梯形圖，結構化文本語言編程等），也

13、能建立專用功能，以及 具有容易使用和代碼匯編的連接裝配程序， 具有計算機接口設備在線 診斷以及離線診斷軟件。數(shù)據(jù)庫軟件采用 windowsSQL2003 應用軟件包括兩部分：管理軟件和控制軟件，系統(tǒng)流程圖畫面可 通過一副或多副畫面動態(tài)形象直觀的顯示運行狀況。 可在畫面相應位 置顯示閘門開度， 荷重等參數(shù)值， 并通過不同顏色表示出各設備的開 關狀態(tài)及相應的參數(shù)值， 使工作人員對現(xiàn)場的運行狀況一目了然， 做的心中有數(shù)，以實現(xiàn)最優(yōu)控制；控制軟件完成各閘門自動控制的功能， 當現(xiàn)地控制屏的切換開關轉到現(xiàn)地控制時，由PLC在現(xiàn)地自動完成或通過手動按鈕完成閘門啟閉過程。五視頻監(jiān)視系統(tǒng)視頻監(jiān)視系統(tǒng)由前段設備及

14、監(jiān)控設備組成。前端設備主要是指各 種攝像機；監(jiān)控設備包括視頻服務器，硬盤錄像機，顯示設備。作為對自動控制系統(tǒng)的補充，視頻監(jiān)視系統(tǒng)主要用于監(jiān)視水閘上 下游及啟閉機房內設備，閘門等的運行情況，使工作人員能夠對現(xiàn)場 關鍵設備的運行狀態(tài)進行直觀的觀察了解。根據(jù)啟閉機房的大小，在啟閉機房設置一套一體化球形攝像機， 用于監(jiān)視啟閉機房內設備運行狀況；在閘房外上下游分別安裝一套一 體化球形攝像機，對上下游水位及其閘門水工設施的實時監(jiān)控。5.1攝像機選用領域公司的高性能一體化攝像機。產品特點：采用高性能 1/2.8" Progressive Sea n CMOS探？200萬像素逐行掃描視頻傳感器最大分

15、辨率1920(H) X 1080(V)，圖像清晰探?FULL HD 1080P分辨率下，實現(xiàn)實時圖像仙探?20X光學變焦，12X數(shù)字放大低照度0.5Lux(彩色),0.05Lux(黑白),采用H.264/MJPEGB頻壓縮技術，雙碼流技術水平360°連續(xù)旋轉,?垂直翻轉180°海?4條花樣掃描，8條水平掃描，8組巡航，256個預置位探ICR雙濾光片，自動日夜切換功能，實現(xiàn)晝夜監(jiān)控支持雙向語音功能多種網(wǎng)絡協(xié)議、支持Micro SDHC卡本地存儲防水防塵設計,?達到IP66的防護等級探？支持Onvif?協(xié)議外觀尺寸：詳細參數(shù)：型號：101DNIR28N11-MS-A攝像機功能圖

16、像傳感器1/2.8" Progressive Sca n CMOS掃描方式：逐行掃描有效像素：1920（H） X1080（V） ,200 萬像素鏡頭：20X光學變焦，12X數(shù)字放大焦距：f=4.7mm（廣角端） 94mm（遠端）光圈：F1.6 F3.5水平視角：55.2度（廣角端）2.9度（遠端）最低照度：0.5Lux（彩色）F1.6, 0.05Lux（黑白）F1.6,寬動態(tài)信噪比：50db（AGC OFF）機芯調節(jié)參數(shù)：白平衡AWB自動增益控制AGC背光補償BLC電子快門： 1/25 1/10000 秒，慢快門 1/2,1/4,1/8,1/12 接口：音頻 / 對講輸入1路麥克風輸

17、入（支持線性輸入），3.5mm音頻接口；音頻輸出：1路3.5mm音頻接口網(wǎng)絡接口局域網(wǎng) :10/100M 網(wǎng)絡自適應 ,RJ45 適配器報警輸入輸出 （可選）: 輸入：7路，輸出： 2 路視頻壓縮編碼 : 音視頻編碼 ,.264/MJPEG圖像分辨率 : 主碼流"1920*1080,1-25 （30）幀/ 秒； 1280*720,1-25 （30）幀/ 秒" 次碼流640*480 ， 1-25 幀/ 秒 ； 320*240， 1-25 幀/秒； 160*112， 1-25 幀/ 秒視頻壓縮碼率 :32Kbps16Mbps連續(xù)可調，支持CBR/VBR信息顯示: 球機標題、預置

18、位標題、模式掃描標題、左右掃描標題、 區(qū)域掃描標題、鏡頭放大倍數(shù)、攝像機方位指示、報警指示、日期時 間顯示數(shù)據(jù)傳輸及圖像處理 :音頻編碼 :G.711,G.726, 支持 32K 立體聲數(shù)據(jù)存儲 : 視頻、圖片文件存儲機制 : 手動報警傳輸 :E-mail 電子郵件、瀏覽器、管理軟件網(wǎng)絡協(xié)議:TCP/IP,UDP,RTP,RTSP,RTCP,HTTP,DNS,DDNS,DHCP,FTP,NTP,PPPOE,SMTP,UPNPONV協(xié)議支持其它:客戶端瀏覽 ,PC 電腦支持 IE6.0 及以上(設備內嵌 Web Server), 支持 16用戶并發(fā)訪問(MAX),智能手機支持 Windows M

19、obile 、Symbian、iPhone、Android 平臺OSD菜 單：支持防護等級：符合 IP66 標準,機械性能水平范圍： 360°連續(xù)旋轉水平速度： 0.01o300o/S垂直范圍： - 590°自動翻轉垂直速度： 0.01o120o/S預置點個數(shù)： 256個, 預置位精度± 0.1 °預置位巡視：8 條 , 停留時間可調，每條可添加 32 個預置點水平掃描： 8 條，左右邊界可設，掃描速度可設花樣掃描 4 條，每條最多 500條指令或最長 30分鐘操作材質： 6寸透明球罩 ,全壓鑄鋁球殼工作溫度：-35 °C 55 °C工作濕度： 0% 90%RH輸入電壓： AC 24V/3A整機功耗：35W室外）尺寸：228（外徑）*310（高）mm重量： 3.5kg六 供電工程線路按有負荷及發(fā)展情況選配線， 原則上采用 BLVV10-120 雙塑 鋁芯線。大跨越線路采用鋼芯鋁塑線。6.1 線路架設1、電桿架設線路檔距不宜大于30m如有特殊的大跨越采用鋼芯 鋁塑線均采用特殊設計。線間距離不小于 0.15m,沿墻敷設檔距不宜 大于6m線間距離不小于0.1m。每個耐張段不超過200m2、同一檔距內，每根導線只允許一個接頭，接頭距導線固定點不應小于0.5m，不同規(guī)格，不同 金屬和絞向的導線嚴禁在一個耐張段 內連接。3、耐張導線