水閘自動(dòng)化技術(shù)方案

1、一概述二建設(shè)目標(biāo)及原則三廠用電系統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)配電箱安裝電纜敷設(shè)四自控系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)配置系統(tǒng)功能系統(tǒng)軟件五視頻監(jiān)視系統(tǒng)攝像機(jī)六供電工程線路架設(shè)桿塔支架防雷接地概述隨著我國(guó)科技水平和綜合國(guó)力的大力提高，水力資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中體現(xiàn)出其越來越重要的地位，我國(guó)對(duì)水利工程建設(shè)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(diào)動(dòng)中不可缺少的一個(gè)重要部分，水閘的自動(dòng)化改造的重要性就顯得尤為突出。水閘遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)全站閘門、水位等設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)視和控制，保證更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“無人值班”（少人值守）的目標(biāo)。肅州區(qū)紅山河馬鬃山排砂閘除險(xiǎn)加固工程為中等m等工程，

2、本標(biāo)段主要為架設(shè)供電線路，安裝廠用電系統(tǒng)、電纜、接地、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。二建設(shè)目標(biāo)及原則水閘遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要工作原理將現(xiàn)場(chǎng)傳感器的水位模擬量和閘門、水泵的開關(guān)量數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)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(luò)主動(dòng)傳輸至調(diào)度中心計(jì)算機(jī)，調(diào)度中心控制機(jī)監(jiān)測(cè)水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，并遠(yuǎn)程控制閘門的開關(guān)。水閘遠(yuǎn)程自動(dòng)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(diǎn)、1、數(shù)據(jù)中心：主要由pc機(jī)和上位機(jī)軟件構(gòu)成，它實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、顯示、數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及曲線顯示、報(bào)表打印輸出等信息管理工作和進(jìn)行特殊情況的監(jiān)控中心預(yù)警以及通過客戶端軟件方便地訪問實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。2、水閘泵站監(jiān)控點(diǎn)：實(shí)時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的

3、水位和閘門、水泵開關(guān)量等數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)采集終端內(nèi)，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)報(bào)警，防止事故的發(fā)生?！局饕δ堋浚嚎稍诰€實(shí)時(shí)24小時(shí)連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的水位參數(shù)情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位可擴(kuò)充多達(dá)上千個(gè)點(diǎn)。可設(shè)定各監(jiān)控點(diǎn)位的水位報(bào)警限值，當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警方式包括：現(xiàn)場(chǎng)多媒體聲光報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報(bào)警、電話語(yǔ)音報(bào)警、上傳報(bào)警信息并進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在不同的時(shí)刻通知不同的值班人員。數(shù)據(jù)中心軟件采用標(biāo)準(zhǔn)windows98/2000/XP全中文圖形界面，實(shí)時(shí)顯示、記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位曲線變化，統(tǒng)計(jì)水位數(shù)據(jù)的歷

4、史數(shù)據(jù)、最大值、最小值及平均值，累積數(shù)據(jù)，報(bào)警畫面。監(jiān)控主機(jī)端利用監(jiān)控軟件可隨時(shí)打印每時(shí)刻的水位數(shù)據(jù)及運(yùn)行報(bào)告。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點(diǎn)位的水位變化情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測(cè)，領(lǐng)導(dǎo)在自己辦公室和智能手機(jī)都可以非常方便地觀看和監(jiān)控。系統(tǒng)可擴(kuò)充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件，能進(jìn)行繪制棒圖、餅圖,進(jìn)行曲線擬合等處理，可按TEXT格式輸出，也能進(jìn)入EXCE皿子表格等office的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口，可隨時(shí)增加減硬軟件設(shè)備，系統(tǒng)只要做少量的改動(dòng)即可，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成?？筛鶕?jù)政策和法

5、規(guī)的改變隨時(shí)增加新的內(nèi)容?！局饕攸c(diǎn)】： 實(shí)用性：水閘泵站地理位置分散，因此采用敷設(shè)專用光纜，可確保網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。 實(shí)時(shí)性：采用最新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多線程的遠(yuǎn)程并發(fā)通信，在幾秒時(shí)間內(nèi)，可以讓成百上千臺(tái)的數(shù)據(jù)采集終端實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障信息的及時(shí)報(bào)警。 可擴(kuò)充性：可以進(jìn)行系統(tǒng)或模塊的無限擴(kuò)展，便于長(zhǎng)期的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。 易維護(hù)性：系統(tǒng)可對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端執(zhí)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作命令，包括遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)抄收、遠(yuǎn)程終端復(fù)位、遠(yuǎn)程

6、終端軟件升級(jí)等。 操作簡(jiǎn)易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設(shè)計(jì)，全過程全中文幫助，操作簡(jiǎn)單方便。 性價(jià)比高：該系統(tǒng)專為水閘泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控量身定制，充分考慮到水閘泵站各個(gè)環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)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(jī)組及動(dòng)力照明配電設(shè)備和電纜設(shè)備安裝。柴油發(fā)電機(jī)選用康明斯系列發(fā)電機(jī)組。配電箱安裝在電纜狗的硅施工時(shí)，按照?qǐng)D紙或盤柜規(guī)格安裝基礎(chǔ)梢鋼，按照位置必須符合圖紙要求，水平度，垂直度符合規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，不宜度水平度要小于5mm盤柜屏基礎(chǔ)必須與接地網(wǎng)可靠連接，必須保證接地扁鋼截面滿足設(shè)計(jì)要求，并做好防腐處理。設(shè)備安裝前，屋頂，室內(nèi)土建工作應(yīng)基本結(jié)束，預(yù)埋件及預(yù)留孔符合設(shè)計(jì)要求預(yù)埋件應(yīng)牢固

7、。動(dòng)力配電箱單獨(dú)或成排安裝時(shí)，其垂直度應(yīng)小于，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(shí)的積累誤差，高壓開關(guān)柜應(yīng)從中間位置開始拼裝，開關(guān)柜組合拼裝調(diào)整好之后，將開關(guān)柜基礎(chǔ)框架于預(yù)埋基礎(chǔ)梢鋼在柜內(nèi)測(cè)點(diǎn)焊牢固，盤柜框架與型鋼基礎(chǔ)的接地線應(yīng)可靠連接。安裝圖紙要求的安裝位置和數(shù)據(jù)嚴(yán)格進(jìn)行安裝，用尺量出第一面柜的準(zhǔn)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(cè)及側(cè)面垂直度均達(dá)到要求后，將屏柜底腳與基礎(chǔ)型鋼點(diǎn)焊或用螺栓固定。相

8、互間用螺栓連接。電纜敷設(shè)參加敷設(shè)電纜的工作人員應(yīng)戴手套，穿絕緣鞋。電纜敷設(shè)時(shí)將電纜盤放在放線架上，從盤的上端應(yīng)出不得在支架或地面摩擦拖動(dòng)。敷設(shè)電纜前，電纜溝應(yīng)清理干凈，并有足夠的安全照明。按先長(zhǎng)后短，高壓（上）一低壓（中）一控制電纜（下）的順序進(jìn)行，合理布置，排列整齊，隨時(shí)將電纜牌掛在電纜兩頭，電纜的彎曲半徑符合規(guī)范要求。四自控系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)閘門監(jiān)控系統(tǒng)一般分為2級(jí)控制：主控級(jí)和現(xiàn)地控制級(jí)；現(xiàn)地控制級(jí)優(yōu)先主控級(jí)。主控級(jí)位于閘門中央控制室，可設(shè)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(wù)器，通訊服務(wù)器以及外圍設(shè)備等組成。主控級(jí)室整個(gè)閘門控制核心，主要完成閘門的運(yùn)行自動(dòng)化及其管理?，F(xiàn)

9、地控PLC及單元儀表（如荷重傳感器，閘門開度儀，水位計(jì)，閘位計(jì)等）組成，在現(xiàn)地控制級(jí)可以通過觸摸屏或控制按鈕實(shí)現(xiàn)閘門的啟閉操作。系統(tǒng)主控級(jí)各計(jì)算機(jī)之間，主控級(jí)與現(xiàn)地控制單元級(jí)之間采用光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)或星形結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)配置主控級(jí)的操作員站設(shè)為2套，互為冗余，另外設(shè)置通訊工作站級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)器各1套，以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，UPS打印機(jī)等設(shè)備，操作員站采用DELLpecision390工控機(jī)?，F(xiàn)地控制單元選用施耐德premiun可編程控制器(PL。，CPU為TSXP573623M內(nèi)嵌以太網(wǎng)口。PLC裝在現(xiàn)地控制柜內(nèi)，配置8寸觸摸屏?？梢砸豢组l門設(shè)一套現(xiàn)地控制單元，也可以2孔或更多的閘門設(shè)一套控制單元，每套控制單元配

10、一臺(tái)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，用于網(wǎng)絡(luò)通訊。在現(xiàn)場(chǎng)安裝各類傳感器：閘門啟閉機(jī)上安裝絕對(duì)增量編碼器，稱重傳感器分別測(cè)量閘門的開度和載荷；在閘門的上下游安裝水位測(cè)量傳感器測(cè)量上下游水位系統(tǒng)功能閘門計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)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(jī)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(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，形成曲線和報(bào)表，存入數(shù)據(jù)庫(kù)。(2)實(shí)時(shí)監(jiān)控：對(duì)各控制設(shè)備包括閘門啟閉機(jī)，高低壓斷路器，柴油發(fā)電機(jī)等實(shí)行實(shí)時(shí)控制。(3)安全保護(hù)：實(shí)現(xiàn)閘門極限位置連鎖保護(hù)，閘門超負(fù)荷及偏載連鎖保護(hù)，誤操作連鎖保護(hù)，并具有防雷，抗干擾功能

11、。(4)通訊功能：實(shí)現(xiàn)閘門計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與上級(jí)管理調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及接受控制指令，并提供第三方標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，實(shí)現(xiàn)與第三方儀表或控制設(shè)備的通訊。閘門計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每孔閘門的自動(dòng)開啟和關(guān)閉，并檢測(cè)閘門的開度和載荷，當(dāng)出現(xiàn)偏載和開度異常時(shí)，及時(shí)報(bào)警并停機(jī)。閘門的啟閉分為單閘，批閘和最大負(fù)荷3種模式。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(kù)軟件，應(yīng)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(qiáng)大的圖形化工具，允許用戶快速直觀的建立面向過程的實(shí)時(shí)窗口，通過運(yùn)用iFiX可以創(chuàng)建強(qiáng)大的，功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)。PLC編程軟彳采用PL7Pro開發(fā)軟件包，它包括標(biāo)

12、準(zhǔn)的匯編語(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)言編譯程序，交互式圖像編譯程序，交互式報(bào)告編譯程序(指令表，梯形圖，結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言編程等)，也能建立專用功能，以及具有容易使用和代碼匯編的連接裝配程序，具有計(jì)算機(jī)接口設(shè)備在線診斷以及離線診斷軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用windowsSQL2003應(yīng)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(dòng)態(tài)形象直觀的顯示運(yùn)行狀況?？稍诋嬅嫦鄳?yīng)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(shè)備的開關(guān)狀態(tài)及相應(yīng)的參數(shù)值，使工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況一目了然，做的心中有數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制；控制軟件完成各閘門自動(dòng)控制的功能,當(dāng)現(xiàn)地控制屏的切換開關(guān)轉(zhuǎn)到現(xiàn)地控制時(shí)，由PL

13、C在現(xiàn)地自動(dòng)完成或通過手動(dòng)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(shè)備及監(jiān)控設(shè)備組成。前端設(shè)備主要是指各種攝像機(jī)；監(jiān)控設(shè)備包括視頻服務(wù)器，硬盤錄像機(jī)，顯示設(shè)備。作為對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的補(bǔ)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(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備，閘門等的運(yùn)行情況，使工作人員能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行直觀的觀察了解。根據(jù)啟閉機(jī)房的大小，在啟閉機(jī)房設(shè)置一套一體化球形攝像機(jī)，用于監(jiān)視啟閉機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備運(yùn)行狀況；在閘房外上下游分別安裝一套一體化球形攝像機(jī)，對(duì)上下游水位及其閘門水工設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控。攝像機(jī)選用領(lǐng)域公司的高性能一體化攝像機(jī)。產(chǎn)品特點(diǎn)：采用高性能1/"ProgressiveS

14、canCMOSX?200萬像素逐行掃描視頻傳感器最大分辨率1920(H)X1080(V),圖像清晰？FULLHD1080吩辨率下，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像X?20X光學(xué)變焦，12X數(shù)字放大LE/3I幽低照度(彩色)，(黑白)，采用MJPE覦頻壓縮技術(shù)，雙碼流技術(shù)水平360連續(xù)旋轉(zhuǎn)，？垂直翻轉(zhuǎn)180冰？4條花樣掃描，8條水平掃描，8組巡航，256個(gè)預(yù)置位ICR雙濾光片，自動(dòng)日夜切換功能，實(shí)現(xiàn)晝夜監(jiān)控支持雙向語(yǔ)音功能多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、支持MicroSDHC卡本地存儲(chǔ)防水防塵設(shè)計(jì)，？達(dá)到IP66的防護(hù)等級(jí)派?支持Onvif?協(xié)議外觀尺寸：詳細(xì)參數(shù)：型號(hào)：101DNIR28N11-MS-A攝像機(jī)功能圖像傳感器1/&q

15、uot;ProgressiveScanCMOS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(xué)變焦，12X數(shù)字放大焦距：f二（廣角端）94mm（遠(yuǎn)端）光圈：水平視角：度（廣角端卜度（遠(yuǎn)端）最低照度：（彩色，（黑白，寬動(dòng)態(tài)信噪比：A50db（AGCOFF）機(jī)芯調(diào)節(jié)參數(shù)：白平衡AWB自動(dòng)增益控制AGC背光補(bǔ)償BLC電子快門：1/251/10000秒，慢快門1/2,1/4,1/8,1/12接口：音頻/對(duì)講輸入1路麥克風(fēng)輸入(支持線性輸入)，3.5mm#頻接口；音頻輸出：1路3.5mm音頻接口網(wǎng)絡(luò)接口局域網(wǎng)：10/100M網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng),RJ45適配器報(bào)警輸入輸出(

16、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(diào)，支持CBR/VBR信息顯示：球機(jī)標(biāo)題、預(yù)置位標(biāo)題、模式掃描標(biāo)題、左右掃描標(biāo)題、區(qū)域掃描標(biāo)題、鏡頭放大倍數(shù)、攝像機(jī)方位指示、報(bào)警指示、日期時(shí)間顯示數(shù)據(jù)傳輸及圖像處理：首頻編碼：,支持32K立體聲數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：視頻、圖片文件存儲(chǔ)機(jī)制：手動(dòng)報(bào)警傳輸：E-mail電子郵件

17、、瀏覽器、管理軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP,UDP,RTP,RTSP,RTCP,HTTP,DNS,DDNS,DHCP,FTP,NTP,PPPOE,SMTP,UPNPONVlF議支持其它：客戶端瀏覽,PC電腦支持及以上（設(shè)備內(nèi)嵌WebServer）,支持16用戶并發(fā)訪問（MAX）,智能手機(jī)支持WindowsMobile、SymbianiPhone、Android平臺(tái)osdO：支持防護(hù)等級(jí)：符合IP66標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械性能水平范圍：360連續(xù)旋轉(zhuǎn)水平速度：300o/S垂直范圍：-590自動(dòng)翻轉(zhuǎn)垂直速度：120o/S預(yù)置點(diǎn)個(gè)數(shù)：256個(gè)，預(yù)置位精度±0預(yù)置位巡視：8條，停留時(shí)間可調(diào)，每條可添加32

18、個(gè)預(yù)置點(diǎn)水平掃描：8條，左右邊界可設(shè)，掃描速度可設(shè)花樣掃描4條，每條最多500條指令或最長(zhǎng)30分鐘操作材質(zhì)：6寸透明球罩，全壓鑄鋁球殼工作溫度：-35C55C工作濕度：0%90%RH輸入電壓：AC24V/3A整機(jī)功耗：35W外）尺寸：228（外徑）*310（高）mm重量：3.5kg六供電工程線路按有負(fù)荷及發(fā)展情況選配線，原則上采用BLVV-10-120雙塑鋁芯線。大跨越線路采用鋼芯鋁塑線。線路架設(shè)1、電桿架設(shè)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(shè)計(jì)。線間距離不小于0.15m,沿墻敷設(shè)檔距不宜大于6m線間距離不小于0.1m。每個(gè)耐張段不超過200m2、同一檔距內(nèi)，每根導(dǎo)線只允許一個(gè)接頭，接頭距導(dǎo)線固定點(diǎn)不應(yīng)小于0.5m,不同規(guī)格，不同金屬和絞向的導(dǎo)線嚴(yán)禁在一個(gè)耐張段內(nèi)連接。3、耐張導(dǎo)線固定要緊貼絕緣子周邊，跳引