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• 設計依據

 

GB6162 《抗干擾國家標誌》

 

GB3453 《數據通信基本型控制規程》

 

GB3454 《數據終端 DTE 和數據電路終端設備 DCE 之間的接口定義》GB2318 《操作系統標誌》

GB2887 《計算機現場技術要求》GB7450 《電子設備雷擊保護規則》GB7260 《不間斷電源設備》GBJ138 《水位觀測標準》

DL/T578 《水電廠計算機監控系統基本技術條件》IEEE 《電氣和電子工程師協會標準》

GB50171 《電氣裝置安裝工程盤、櫃及二次迴路結線施工及驗收規範》

 

GBJ42-81《工業企業通信設計技術規定》GA/T75-94《安全防範工程程序與要求》GB/T16676-1996《安全防範工程設計規範》

《公共安全防範工程管理暫行規定》

全部監控設備均按照有關規範、規定、標準、總體設計報告中的有關技術指標進行，當技術指標、規範標準之間有差異時，按技術要求高的標準執行。施工期間如遇國家有關規程、規範的修訂或新的規範   頒布，則以新的規程規範為準。

1.2 設計原則

系統設計時遵循下述原則：

1、控制系統簡單可靠，高度冗余，操作靈活，維護方便。

2、充分體現系統的先進性，並且把設備的長期可靠運行放到第一位，系統配置和設備選型符合計算機及 PLC 發展迅速的特點，充分利用計算機、網絡領域的先進技術，使系統整體性能達到當代先進水平。

3、人機接口功能強大，操作方便、簡單、直觀。

4、採用模塊化結構設計，便於維護和系統升級。

5、結構設計新穎、美觀，充分體現先進性。

6、系統的設計和製造完全符合規範和國家相關標準。

7、選用的設備可靠性高、適應惡劣環境且系統防雷抗干擾能力強。

 

1.3 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觔混凝土結構外，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）

 

序號	設備名稱	型號及規格	品牌	單位	數量	備註
1	PLC中控櫃	1600*600*400	海河	套	1	豪華室內立式機櫃、施耐德PLC，485模塊，開關電源，正泰元器件鋪材
2	自收纜閘門開度傳感器	HZS	海河	套	1	鋼絲繩連接，格雷碼信號、量程10米
3	荷重傳感器	HZ-LG	海河	套	2
4	主令控制器	ZL-II	海河	套	1	內置上下限位行程開關，開關量信號
5	閘門開度雙荷重儀表	KSH-III	海河	套	1	中文液晶屏顯示，一路格雷碼信號輸入，一路485信號輸出，兩路模擬量信號輸入，上下限位開關信號輸出
6	閘位安裝配件	定製	海河	套	1	聯軸器，安裝支架
7	電源電纜	RVV	國標	米
8	電機電纜	RVV	國標	米
9	信號線	RVVP4*0.75	國標	米
10	信號線	RVVP16*0.12	國標	米
11	上位機軟件	組態	紫金橋	套	1

 

閘門自動化控制系統閘室配現地 PLC 控制櫃及系統連接網絡。

a． 現地控制單元：PLC 櫃進行信號採集。PLC 櫃上可選擇三個控制方式：手動、自動、和遠程。

b． 系統網絡：各現地監控單元採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採集與處理、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，接收控制指令並對閘門

發出啟閉信號；並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 控制櫃、傳感器等設備構成。負責採集、傳輸系統的各種參量，並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採集的精確度。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，負責採集數據和實現控制，可根據監控終端的採集數據和控

制設備的數量不同而配置相應的規模，也利於將來系統的擴展。

●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)數據採集功能

①可採集閘門開度信號

測量範圍：0-20M；分辨力：1CM；

②可採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狀態量採集

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：將現地控制櫃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：將現地控制櫃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。

將現地控制櫃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，並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，並控制閘門運動到指定值。在閘門運行過程中，

上位機可實時採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，並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，二次迴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控制櫃電源指示

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，並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，並且故障信

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。

Ø 閘門運行超上下限、荷載超載

Ø 閘門上限。當閘門到達最高點位置時，安裝在閘門上的上位限制傳感器應立即斷開主迴路，同時向 PLC

發布信號，使 PLC 發布停止指令，併發布報警信號；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。

Ø 閘門下限。當閘門到達最低點位置時，安裝在閘門上的下位限制傳感器應立即斷開主迴路，同時向 PLC

發布信號，使 PLC 發布停止指令，併發布報警信號；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。

   閘門荷載超載。當閘門運行過程中異物卡死閘門，安裝在閘門上的荷重傳感器立即斷開主迴路，同時向 PLC

發布信號，使 PLC 發布停止指令，併發布報警信號；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

Ø 各閘門在現地通過現地控制櫃控制閘門啟閉。

Ø 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。

Ø 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。

Ø 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 之間採用網口進行通信；

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.信號輸入輸出均採用光電隔離。

c．電纜鋪設採用穿鋼管防雷鋪設。

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、小型元器件均採用國

際或國內知名品牌;

b.整個系統設計的合理性:系統採用成熟的、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:二次迴路採用直流供電，在閘門啟動過程中可能會造成供電迴路的電

流、電壓的波動過大，由此將會導致控制迴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櫃採用直流屏供電，使得整個控制迴路的電

源和一次迴路的主電源完全隔離，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，

從而最大限度的保証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,採取切實有效的防雷措施，保証了系統在惡劣環境下的正常工作。

3、售后服務承諾與培訓方案

1) 產品交貨時提供如下最終文件

（1）系統框圖和說明。

（2）所提供設備的技術特性詳細的資料和框圖。

（3）所提供設備的原理圖。

（4）逐條說明數據採集系統功能。

（5）通信網絡技術參數和詳細說明（包括數據總線結構，通信介質，通信規則等）。

（6）閘門監控系統外接電源的型式，電壓和允許偏差範圍，以及接地電阻和接地方法的要求。

（7）各接口板的技術性能和詳細資料。

（8）數據網絡的技術性能和詳細資料。

（9）設備接線圖。

（10）外部電纜連接詳圖。

（11）材料清單。

（12）軟件文件：

（a）閘門監控系統編程語言的編譯程序的工作手冊和目錄清單；

（b）閘門監控系統的基本軟件清單和工作手冊；

（c）閘門監控系統的應用軟件清單和工作手冊；

（d）系統軟件和硬件診斷和維護程序清單及詳細說明；

（e）軟件清除故障程序的目錄清單和詳細說明；

（f）閘門監控系統軟件程序清單及詳細說明。

（13）若承包方的方案與招標文件不同，應解釋其原因並詳細說明。

（14）使閘門監控系統成為完整系統所需要的其他設備的資料和數據。

（15）培訓方案和內容的詳細說明和培訓教材。

（16）安裝說明書

（17）運行維護說明書

（18）現場試運行步驟和驗收試驗說明書

（19）系統使用操作說明書。

2) 我方將提供及時、迅速、優質的服務，迅速快捷地提供貨物的備品備件，並保証採購人能夠及 時買到

貨物所需的備品備件和易損件；

3) 技術支持和人員培訓

①培訓時間：1 天

②培訓對象：系統維護人員及系統使用操作人員

③培訓內容：系統的總體構成和基本原理，遙測信息採集、通訊、處理的維護與管理，常見故障分析

與解決，應用軟件的安裝、配置及數據的備份與恢復；

4) 我方派有能力、有經驗並對本系統熟悉的人員到現場指導安裝和試運行，並負責調試和驗收。

5) 我方派員對設備和安裝質量、設備試驗和試運行負責。在安裝過程中如發現安裝質量不符合要求，立

即書面通知買方。否則，由安裝質量問題引起的質量問題由我方負責。

6) 提供的所有貨物，保修期按國家現行規定，保修期內除人為因素損坏外，全部免費維修；

7) 當系統或設備出現故障時，在接到業主通知 4 小時之內作出答復，並 48 小時內趕到現場，進行對系統及

軟件的檢查、維護處理工作；

8) 為系統提供設備終身維護和升級。

9) 標誌、包裝、運輸和儲存

①標誌

我方提供的產品均有如下標誌:

Ⅰ產品名稱及商標

Ⅱ製造商名稱

Ⅲ製造日期和出廠編號

Ⅳ安全標誌

②包裝

Ⅰ產品有內包裝及外包裝，包裝箱有防潮、防雷、防震等措施。

Ⅱ包裝箱符合國家有關規程規定。隨同該系統出廠的附件及文件、資料裝入防潮文件袋內，再放入包

裝箱中。

附件及文件包括：

（1） 裝箱清單

（2） 裝箱文件、資料清單及資料

（3） 全套圖紙

（4） 產品合格証

（5） 產品使用說明書；調試維護說明書

（6） 按規定提供的備品備件、安裝附件等

（7） 外購件的原理說明書

Ⅲ對防震、防擠壓有特殊要求的設備、儀器及儀表作單獨的、特殊的包裝。

Ⅳ包裝能夠滿足國家有關規程規定的運輸要求。

③運輸

我方提供的產品運輸符合國家有關規程規定。

④儲存

Ⅰ我方提供的設備適合在環境溫度-25℃~+70℃，濕度不大於 80%，無腐蝕性和爆炸性氣體的室內儲存。

Ⅱ我方指明設備存儲期限及超過規定期限后應採取的措施。