鑄鐵閘門控製係統
鑄鐵閘門現地控製單元
鑄鐵閘門現地控製單元主要完成數據采集與處理、事件檢測、控製與調節、人機接口與通信等功能。鑄鐵閘門現地控製單元可手動實現鑄鐵閘門控製，也可實現與鑄鐵閘門監控中心進行網絡數據通信，接收控製指令，對現地控製單元發出啟閉信號；並通過傳感器接收鑄鐵閘門現場信息，向鑄鐵閘門監控中心反饋鑄鐵閘門現場運行工況、故障信號等信息。
●硬件設備：
鑄鐵閘門現地控製單元由PLC、現場控製櫃、免維護電瓶、傳感器和其他儀表等設備構成。負責采集、傳輸係統的各種參量，並對機電設備進行控製。PLC選用施耐德Micro係列產品。鑄鐵閘門的開度通過專用傳感器設備組網與PLC的一個RS-485進行通訊。采用這種結構可以減少投資和提高數據采集的精確度。PLC塊通過RS485通訊接口作為主站使用，通過通信電纜與中心站的上位機進行通訊。PLC（可編程邏輯控製器）是測控終端站的關鍵，負責采集數據和實現控製，可根據監控終端的采集數據和控製設備的數量不同而配置相應的規模，也利於將來係統的擴展。
●軟件設備：
鑄鐵閘門控製係統由PLC編程設計軟件構成。負責可編程控製器的管理及係統中各種數據的分析和處理等工作
具體功能描述如下：
(1)數據采集功能
①可采集鑄鐵閘門開度數據
測量範圍：0-40M；
分辨力：1CM；
②可采集水位數據
測量範圍：0-40M；
分辨力：1CM；
③可采集每孔鑄鐵閘門開關量輸入：鑄鐵閘門行程開關限位接點、鑄鐵閘門開度測量儀位置接點、鑄鐵閘門執行電器輔助接點、控製開關轉換接點及故障信號引入接點；
④狀態量采集
a. 鑄鐵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. 有關操作按鈕或開關狀態；
e. 電動機狀態；
(2)鑄鐵閘門控製功能
①現地控製：將現地控製櫃上的操作模式轉換開關打到現地控製，通即可通過設定開度儀，使鑄鐵閘門自動開啟/關閉到指定位置。在鑄鐵閘門運行過程中，現場操作員可通過開度儀和相應指示燈實時觀測鑄鐵閘門運行狀態。當鑄鐵閘門運行到指定高度時，鑄鐵閘門自動運行停止；當鑄鐵閘門出現越限（超越上、下限）、超載等故障時，鑄鐵閘門自動停止運行。現地控製優先於遠程控製；
②遠程控製：PLC通過有線網絡接收鑄鐵閘門監控中心或控單元工控機的指令，自動完成鑄鐵閘門的開啟或關閉。將現地控製櫃上的操作模式轉換開關打到集中控製，即可通過上位機操作鑄鐵閘門自動開啟/關閉到指定位置。操作人員將通過計算機發布鑄鐵閘門運行指令，並通過有線光纜下達到相應鑄鐵閘門監控站的PLC。PLC在接到傳來的控製命令後，自動啟動鑄鐵閘門運行，並控製鑄鐵閘門運動到指定值。在鑄鐵閘門運行過程中，上位機將實時采集閘位信息及根據需求查詢來自PLC的鑄鐵閘門運行狀態信息，並通過以太網遠程數據通信網發送到中心站或分中心站，使中心站或分中心站操作員在計算機上實時掌握閘位、水位信息，以便實現定閘位控製，並可實時掌握鑄鐵閘門在運行過程中的狀態。
③手動控製：將現地控製櫃上的操作模式轉換開關打到手動控製，通即可通過集中控製櫃上的按鈕開啟、關閉和停止鑄鐵閘門。手動控製優先於現地控製和遠程控製；
④控製互鎖功能：鑄鐵閘門控製時，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，以防止鑄鐵閘門誤動作。
(3)信號顯示
在現地控製屏麵板設置一些相關信號燈
①鑄鐵閘門狀態(開、關、停)指示；
②鑄鐵閘門位置 (上限、下限) 指示；
③集中控製屏上的開度儀實時顯示鑄鐵閘門開度值；
④電機過流、缺相指示
⑤控製櫃電源指示
⑥操作模式指示
(4)數據遠傳
鑄鐵閘門現地控製單元通過RS485接口由光纖將有關信息送至監控中心的工控機。
(5)報警功能設計
在鑄鐵閘門運行過程中，當係統發生故障時，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鑄鐵閘門運行操作。鑄鐵閘門現場操作人員和遠程中心站操作人員均可通過現場操作控製顯示裝置和計算機屏幕實時掌握故障發生。
對於遠程中心站人員，當係統發生故障時，會立即得到報警，同時在顯示方麵無論顯示器當前在顯示哪幅畫麵，故障窗口都能立即彈出，報告故障內容，故障內容如下：
電機過流、缺相。
鑄鐵閘門運行超上下限
計算機串口控製故障
典型鑄鐵閘門控製係統中的幾種報警為：
鑄鐵閘門越上限：當鑄鐵閘門到達機械最高點位置時，安裝在鑄鐵閘門上的上限位置傳感器動作並向鑄鐵閘門現地控製櫃發出信號，鑄鐵閘門現地控製櫃立刻停止鑄鐵閘門動作，並由PLC記錄，同時報警。
鑄鐵閘門越下限：當鑄鐵閘門到達機械最低點位置時，安裝在鑄鐵閘門上的下限位置傳感器動作並向鑄鐵閘門現地控製櫃發出信號，鑄鐵閘門現地控製櫃立刻停止鑄鐵閘門動作，並由PLC記錄，同時報警。
啟閉機電動機過流：當鑄鐵閘門啟閉機運行時，發生鑄鐵閘門被意外情況（如異物卡住、鋼絲繩拉偏）卡滯或啟閉機發生機械故障使電動機負荷增大，將使“電動機智能保護控製器”動作並向鑄鐵閘門現地控製櫃發出信號，鑄鐵閘門現地控製櫃立刻停止鑄鐵閘門動作，並由PLC記錄，同時報警。
啟閉機電動機缺相：當鑄鐵閘門啟閉機運行時，發生啟閉機電動機電源缺相時，將使“電動機智能保護控製器”動作並向鑄鐵閘門現地控製櫃發出信號，鑄鐵閘門現地控製櫃立刻停止鑄鐵閘門動作，並由PLC記錄，同時報警。
2)監控中心
監控中心站是整個自動化係統的核心，由主計算機、人機接口設備和外圍設備組成，實現對鑄鐵閘門的全麵監控。它是係統的管理中心，負責完成數據采集、數據處理、安全監視、遠方控製以及自動化管理等功能。它主要由以下兒部分組成：
●硬件設備：
由中心監控工作站、打印機、通信設備、UPS電源等設備構成。
●軟件設備：
由Windows 2000中文版、VB腳本和SQL2000數據庫軟件等構成。
係統特點：采用UPS供電，並配置電源避雷器，保證整個係統在惡劣環境下的正常工作。
係統主要功能如下：
①數據采集與處理
鑄鐵閘門監控計算機自動從各現場測控單元采集各種實時運行參數，掌握各設備動作情況，收集報警信息；對實時數據和曆史數據按要求進行篩選整理，並存入數據庫。
②安全運行監視
安全運行監視包括各設備運行實時監視及參數在線修改、狀變監視、越限檢查、過程監視、趨勢分析和監控係統異常監視。
●運行實時監視及參數在線修改：運行值班人員通過LCD對係統內各主設備的運行狀態和運行參數進行實時監視控製及在線修改參數。對職責不同的各級運行人員，其操作權限的內容也各不相同。對監控係統監控的所有設備，具有一定操作權限的運行值班人員能在線修改運行參數。
●狀變監視：發生自動狀變和受控狀變時，均應在LCD上顯示。
●越限檢查：檢查設備異常狀態並發出報警，異常狀態信號LCD上顯示並記錄。
●過程監視：當鑄鐵閘門上升或下降指令下達後，監控係統能自動顯示相應的設備操作監視畫麵。畫麵能以流程框圖的形式實時顯示全部工況執行過程中每一步驟及執行情況，提示在工況執行過程受阻時的部位及其原因，進行開環運行指導甚至閉環自動控製操作。
●趨勢分析：對某些運行參數的變化如水庫水位、輸水量、鑄鐵閘門開度等進行趨勢分析，及時發現故障征兆，越限報警，自動顯示、記錄和打印。
●監控係統異常監視：監控係統的硬件或軟件發生事故則立即發出報警信號，並在LCD及打印機上顯示記錄，指示故障部位。
