1.1 設計原則

系統(tǒng)設計時遵循下述原則：

1、控制系統(tǒng)簡單可靠，高度冗余，操作靈活，維護方便。

2、充分體現系統(tǒng)的先進性，并且把設備的長期可靠運行放到第一位，系統(tǒng)配置和設備選型符合計算機及 PLC 發(fā)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(tǒng)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、采用模塊化結構設計，便于維護和系統(tǒng)升級。

5、結構設計新穎、美觀，充分體現先進性。

6、系統(tǒng)的設計和制造符合規(guī)范和國家相關標準。

7、選用的設備可靠性高、適應惡劣環(huán)境且系統(tǒng)防雷抗干擾能力強。

●硬件設備：

由 PLC 控制柜、傳感器等設備構成。負責采集、傳輸系統(tǒng)的各種參量，并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采集。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，負責采集數據和實現控制，可根據監(jiān)控終端的采集數據和控

制設備的數量不同而配置相應的規(guī)模，也利于將來系統(tǒng)的擴展。

具體功能描述如下：

(1)數據采集功能

①可采集閘門開度信號

測量范圍：0-20M；分辨力：1CM；

②可采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(tài)量采集

a. 閘門上升或下降接觸器狀態(tài)；

b. 閘位行程開關狀態(tài)；

c. 啟閉機保護裝置狀態(tài)；

d. 操作按鈕和開關狀態(tài)；

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(tài)保護。

(2)閘門控制功能

①手動控制：將現地控制柜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(yōu)先于“自

動控制”和“遠程控制”

②自動控制：將現地控制柜上的操作模式轉換開關打到“自動控制”，該狀態(tài)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(tài)。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(yōu)先于“遠程控制”；

③遠程控制（預留）：PLC 通過以太網接收閘門監(jiān)控中心工控機的指令，自動完成閘門的開啟或關閉。

將現地控制柜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(fā)布閘門運行指令，并通過網絡接口下達到相應閘門監(jiān)控站的

PLC。PLC 在接到傳來的控制命令后，自動啟動閘門運行，并控制閘門運動到指定值。在閘門運行過程中，

上位機可實時采集閘位信息及查詢來自 PLC 的閘門運行狀態(tài)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，并可實時掌握閘門在運行過程中的狀態(tài)。

④控制互鎖功能：閘門控制時，二次回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(tài)(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控制柜電源指示

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(tǒng)發(fā)生故障時，能夠立即報警，并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(fā)生，并且故障信

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。

? 閘門運行超上下限、荷載超載

? 閘門上限。當閘門到達點位置時，安裝在閘門上的上位限制傳感器應立即斷開主回路，同時向 PLC

發(fā)布信號，使 PLC 發(fā)布停止指令，并發(fā)布報警信號；在現場自動控制時，由開度儀發(fā)出停止命令和報

警信息，或在發(fā)布報警時，手動停止當前閘門操作。

? 閘門下限。當閘門到達點位置時，安裝在閘門上的下位限制傳感器應立即斷開主回路，同時向 PLC

發(fā)布信號，使 PLC 發(fā)布停止指令，并發(fā)布報警信號；在現場自動控制時，由開度儀發(fā)出停止命令和報

警信息，或在發(fā)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回路，同時向 PLC

發(fā)布信號，使 PLC 發(fā)布停止指令，并發(fā)布報警信號；在現場自動控制時，由開度儀發(fā)出停止命令和報

警信息，或在發(fā)布報警時，手動停止當前閘門操作。

2.3 通信系統(tǒng)

系統(tǒng)方案信息流向說明如下

? 各閘門在現地通過現地控制柜控制閘門啟閉。

? 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(tài)傳輸到各閘門現地控制單元，通

過 PLC 將信息傳輸到閘門監(jiān)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。

? 閘門監(jiān)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。

? 閘門監(jiān)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 之間采用網口進行通信；

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.信號輸入輸出均采用光電隔離。

c．電纜鋪設采用穿鋼管防雷鋪設。