CN109471426B - 一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统 - Google Patents

一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109471426B
CN109471426B CN201811628584.1A CN201811628584A CN109471426B CN 109471426 B CN109471426 B CN 109471426B CN 201811628584 A CN201811628584 A CN 201811628584A CN 109471426 B CN109471426 B CN 109471426B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gate
programmable controller
information acquisition
control system
acquisition device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811628584.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109471426A (zh
Inventor
徐永兵
滕海波
李贵清
朱吉生
侯煜
刘可新
裴亮
张健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Survey and Design Institute of Water Conservancy Co Ltd
Original Assignee
Shandong Survey and Design Institute of Water Conservancy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Survey and Design Institute of Water Conservancy Co Ltd filed Critical Shandong Survey and Design Institute of Water Conservancy Co Ltd
Priority to CN201811628584.1A priority Critical patent/CN109471426B/zh
Publication of CN109471426A publication Critical patent/CN109471426A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109471426B publication Critical patent/CN109471426B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24065—Real time diagnostics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

本发明涉及控制系统技术领域，尤其是一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，包括远程监控中心，且远程监控中心包括监控软件平台，用于获取控制系统的各层次执行结果情况；所述远程控制服务器与以太网交换机通过RJ45接口相连接，所述以太网交换机与公共或计算机网络相连接，所述公共或计算机网络与另一个所述以太网交换机通过RJ45接口相连接；本发明针对现地闸门自动控制系统出现综合故障、控制器故障、执行器故障、重要传感器故障的远程故障诊断方案，能及时发现影响系统运行的各类故障，同时在远程监控中心能实时获取现场闸门控制系统的各层次执行结果情况，显著提升了闸门远程控制系统的可靠性和可用性。

Description

一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统。
背景技术
诸如南水北调东、中线等大型调水工程各类控制性闸站众多，自动化控制系统要求实现无人值班、少人值守的要求，而闸门运行过程中可能会发生各种故障如果不及时发现并采取相应措施容易造成安全事故，现有闸门自动控制系统由于远程故障诊断不足和执行反馈的不充分，造成闸门远程自动化控制系统可靠性不高进而不能或不敢进行远程自动化控制的问题；
现有闸门现地自动化控制系统的信息采集与控制都是依靠可编程控制器来完成，一旦可编程控制器出现故障，则远程控制中心对现场闸门开度、闸前闸后水位等关键信息都不掌握，无法根据实时情况制定全线调度控制方案，容易引发安全生产事故；
现有闸门自动化控制系统往往以闸门开度作为控制目标，一旦闸门开度仪出现故障不能实时反映真实的闸门开度，则闸门自动化控制系统会出现误动作，进而发生安全生产事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，包括远程监控中心，且远程监控中心包括监控软件平台，用于获取控制系统的各层次执行结果情况；
所述远程监控中心与以太网交换机通过RJ45接口相连接，所述以太网交换机与公共或专用计算机网络相连接，所述公共或专用计算机网络与另一个以太网交换机通过RJ45接口相连接；
所述另一个以太网交换机分别与可编程控制器和信息采集装置相连接，所述可编程控制器和信息采集装置通过Modbus协议框架相连，通过信息采集装置可以实现对可编程控制器的故障诊断；
所述可编程控制器和信息采集装置均与信号分配器相连接，利用信号分配器可以分离出两路信号同时由可编程控制器和信息采集装置进行采集，所述信号分配器分别与闸门开度传感器I和闸门开度传感器II连接、当闸门开度传感器I故障时能及时用闸门开度传感器II替代；
所述信号分配器分别与闸前水位传感器和闸后水位传感器相连接，所述可编程控制器分别与闸门提升控制继电器、闸门下落控制继电器、运行停止控制继电器、电测量仪表和闸门荷重传感器相连接，且闸门提升控制继电器、闸门下落控制继电器、运行停止控制继电器均与信息采集装置相连接，利用信息采集装置可以进行闸位、水位信息采集；
所述信息采集装置通过4G无线网络与公共或计算机网络相连接，通过4G无线网络作为备用信道可以将采集的信息传输到远程监控中心。
优选的，所述闸门开度传感器I和闸门开度传感器II采用不同原理传感，提高系统的可靠性和可用性。
优选的，所述信号分配器为一个四通路进八通道出，或者为四个一通道进二通道出，可以实现一路信号分为二路信号。
本发明提出的一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，有益效果在于：
1、本发明针对现地闸门自动控制系统出现综合故障、控制器故障、执行器故障、重要传感器故障的远程故障诊断方案，能及时发现影响系统运行的各类故障，同时在远程监控中心能实时获取现场闸门控制系统的各层次执行结果情况，显著提升了闸门远程控制系统的可靠性和可用性；
2、本发明基于不同原理的两套闸门开度传感器和闸前闸后水位传感器，利用信号分配器各分离出两路信号同时由可编程控制器和另设的信息采集装置进行采集，即使出现可编程控制器故障，远程监控中心仍能获取闸门开度及闸前、闸后水位信息，在长期不需要进行闸门远程控制时，也可以关闭可编程控制器及启闭机电机供电及控制回路，利用信息采集装置进行闸位、水位信息采集；
3、本发明通过两套闸门开度仪，当闸门开度传感器I发生故障时能及时发现并用闸门开度传感器II仪替代，提高系统的可靠性和可用性。
附图说明
图1为本发明原理结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，包括远程监控中心，且远程监控中心包括监控软件平台，用于获取控制系统的各层次执行结果情况；
所述远程监控中心与以太网交换机通过RJ45接口相连接，所述以太网交换机与公共或专用计算机网络相连接，所述公共或专用计算机网络与另一个以太网交换机通过RJ45接口相连接；
所述另一个以太网交换机分别与可编程控制器和信息采集装置相连接，所述可编程控制器和信息采集装置通过Modbus协议框架相连，Modbus协议框架采集可编程控制内部故障信息，通过信息采集装置可以实现对可编程控制器的故障诊断，通过对可编程控制器和信息采集装置采集数据的四个闸门开度值进行分析与比较，可以实现对闸门开度传感器I和闸门开度传感器II的故障诊断；
所述可编程控制器和信息采集装置均与信号分配器相连接，利用信号分配器可以分离出两路信号同时由可编程控制器和信息采集装置进行采集，所述信号分配器为一个四通路进八通道出，或者为四个一通道进二通道出，可以实现一路信号分为二路信号，所述信号分配器分别与闸门开度传感器I和闸门开度传感器II连接、当闸门开度传感器I故障时能及时用闸门开度传感器II替代，所述闸门开度传感器I和闸门开度传感器II采用不同原理传感，提高系统的可靠性和可用性；
所述信号分配器分别与闸前水位传感器和闸后水位传感器相连接，所述可编程控制器分别与闸门提升控制继电器、闸门下落控制继电器、运行停止控制继电器、电测量仪表和闸门荷重传感器相连接，且闸门提升控制继电器、闸门下落控制继电器、运行停止控制继电器均与信息采集装置相连接，利用信息采集装置可以进行闸位、水位信息采集；
所述信息采集装置通过4G无线网络与公共或计算机网络相连接，通过4G无线网络作为备用信道可以将采集的信息传输到远程监控中心。
其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
通过信息采集装置采集可编程控制器的内部故障信息，可以实现对可编程控制器的故障诊断，通过对可编程控制器和信息采集装置采集数据的四个闸门开度值进行分析与比较，可以实现对闸门开度传感器的故障诊断，通过远程对闸门下达控制指令一定时间后如闸门常规运行时间加30％以上，分析采集到的四路闸门开度值情况，可以诊断闸门控制系统的综合故障，如四路闸门开度值基本一致，但与闸门控制运行指令下达后应达到的开度值相差较大，则可诊断为执行器故障，如果四路闸门开度值只有一路测量值与其它值偏差较大，则可诊断为信息采集装置或可编程控制器故障，如果四路传感器中同一传感器的两个测量数据相同而又与另一传感器的两个测量数据不同，则可诊断为传感器故障，当可编程控制器工作正常时、信息采集装置和可变编程控制器工作状态时，可编程控制器反馈它接收到的控制指令，通过采集闸门提升、下落及运行停止继电器辅助节点的信息，实现对可编程控制器输出情况的及时反馈，通过对闸门开度的实际变化情况，实现对闸门执行效果的及时反馈，实现可变程控制器停止工作或有线网络故障时的信息采集，由于信息采集装置作机制独立，在可变程控制器停止工作或有线网络故障时，远程监控中心仍能采集到闸门开度及闸前闸后水位信息，即可提高信息采集的可靠性又能根据调水期情况降低运行费用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，其特征在于：包括远程监控中心，且远程监控中心包括监控软件平台，用于获取控制系统的各层次执行结果情况；
所述远程监控中心与以太网交换机通过RJ45接口相连接，所述以太网交换机与公共或专用计算机网络相连接，所述公共或专用计算机网络与另一个以太网交换机通过 RJ45接口相连接；
所述另一个以太网交换机分别与可编程控制器和信息采集装置相连接，可编程控制器反馈它接收到的控制指令，通过采集闸门提升、下落及运行停止继电器辅助节点的信息，实现对可编程控制器输出情况的及时反馈，通过对闸门开度的实际变化情况，实现对闸门执行效果的及时反馈，所述可编程控制器和信息采集装置通过Modbus 协议框架相连，通过信息采集装置采集可编程控制器的内部故障信息，实现对可编程控制器的故障诊断，通过对可编程控制器和信息采集装置采集数据的四个闸门开度值进行分析与比较，实现对闸门开度传感器的故障诊断；其中，四路闸门开度值基本一致，但与闸门控制运行指令下达后应达到的开度值相差较大，则诊断为执行器故障；四路闸门开度值只有一路测量值与其它值偏差较大，则诊断为信息采集装置或可编程控制器故障，四路闸门开度值中同一传感器的两个测量数据相同而又与另一传感器的两个测量数据不同，则诊断为传感器故障；
所述可编程控制器和信息采集装置均与信号分配器相连接，利用信号分配器分离出两路信号同时由可编程控制器和信息采集装置进行采集，所述信号分配器分别与闸门开度传感器Ⅰ和闸门开度传感器Ⅱ连接、当闸门开度传感器Ⅰ故障时能及时用闸门开度传感器Ⅱ替代；所述信号分配器分别与闸前水位传感器和闸后水位传感器相连接，所述可编程控制器分别与闸门提升控制继电器、闸门下落控制继电器、运行停止控制继电器、电测量仪表和闸门荷重传感器相连接，且闸门提升控制继电器、闸门下落控制继电器、运行停止控制继电器均与信息采集装置相连接，利用信息采集装置进行闸位、水位信息采集，通过远程对闸门下达控制指令一定时间后分析采集到的四路闸门开度值情况，诊断闸门控制系统的综合故障；
所述信息采集装置通过4G无线网络与公共或专用计算机网络相连接，通过4G无线网络作为备用信道将采集的信息传输到远程监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，其特征在于:所述闸门开度传感器Ⅰ和闸门开度传感器Ⅱ采用不同原理传感，提高系统的可靠性和可用性。
3.根据权利要求1所述的一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统，其特征在于:所述信号分配器为一个四通路进八通道出，或者为四个一通道进二通道出，实现一路信号分为二路信号。
CN201811628584.1A 2018-12-28 2018-12-28 一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统 Active CN109471426B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811628584.1A CN109471426B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811628584.1A CN109471426B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109471426A CN109471426A (zh) 2019-03-15
CN109471426B true CN109471426B (zh) 2023-11-03

Family

ID=65676896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811628584.1A Active CN109471426B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109471426B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596590A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 孔强 一种基于互联网的无线远程闸门自动控制装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201122239Y (zh) * 2007-11-09 2008-09-24 天津中德信达科技有限公司 阀门监控及高低液位联锁报警系统
CN102193542A (zh) * 2011-03-18 2011-09-21 徐州凌特自动化工程有限公司 闸门感知测控智能节点
CN102608957A (zh) * 2011-04-19 2012-07-25 河海大学 工业网络型二级组合控制系统及控制方法
CN202583839U (zh) * 2012-04-13 2012-12-05 深圳达实智能股份有限公司 一种闸群综合调度监控系统
KR20140141938A (ko) * 2013-06-03 2014-12-11 엘에스산전 주식회사 Ｐｌｃ 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법
CN104865916A (zh) * 2015-03-19 2015-08-26 上海航天能源股份有限公司 一种天然气供应数据处理方法
CN106814667A (zh) * 2017-02-18 2017-06-09 宁波海角信息科技有限公司 水库管理系统
CN107121966A (zh) * 2017-06-21 2017-09-01 肇庆市贺江电力发展有限公司 一种闸门控制系统及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201122239Y (zh) * 2007-11-09 2008-09-24 天津中德信达科技有限公司 阀门监控及高低液位联锁报警系统
CN102193542A (zh) * 2011-03-18 2011-09-21 徐州凌特自动化工程有限公司 闸门感知测控智能节点
CN102608957A (zh) * 2011-04-19 2012-07-25 河海大学 工业网络型二级组合控制系统及控制方法
CN202583839U (zh) * 2012-04-13 2012-12-05 深圳达实智能股份有限公司 一种闸群综合调度监控系统
KR20140141938A (ko) * 2013-06-03 2014-12-11 엘에스산전 주식회사 Ｐｌｃ 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법
CN104865916A (zh) * 2015-03-19 2015-08-26 上海航天能源股份有限公司 一种天然气供应数据处理方法
CN106814667A (zh) * 2017-02-18 2017-06-09 宁波海角信息科技有限公司 水库管理系统
CN107121966A (zh) * 2017-06-21 2017-09-01 肇庆市贺江电力发展有限公司 一种闸门控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109471426A (zh) 2019-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102913278B (zh) 基于模块化通用智能型煤矿井下皮带运输监测控制系统
CN202003213U (zh) 基于profibus现场总线的采煤机电气控制系统
CN106571689B (zh) 一种多数据源比较技术诊断变电站遥测故障在线监测系统
CN101655713A (zh) 一种工程师站dcs模拟量输出模块
CN106597941A (zh) 带有自检测功能的双处理器冗余数据采集控制系统
CN202245575U (zh) 基于LonWorks技术的电梯监控系统
CN101937229A (zh) 一种输水渠道远程自动化控制系统
CN105785203A (zh) 输电线路监测设备远程智能诊断装置
CN109471426B (zh) 一种具有远程故障诊断与多级执行反馈的闸门控制系统
CN202421819U (zh) 用于dcs系统的三重冗余模拟量输出模块
CN110134001A (zh) 一种具有冗余安全的异构双核电机伺服控制器及其冗余安全控制方法
CN204302750U (zh) 一种立体停车库自动控制系统及立体停车库
CN201288780Y (zh) 液压制动系统安全运行在线监测装置
CN202056383U (zh) 一种智能交流电机阀门控制执行器
CN205594104U (zh) 输电线路监测设备远程智能诊断装置
CN205745547U (zh) 基金会现场总线型阀门电动装置控制器
CN206388047U (zh) 一种智能水位检测控制装置
CN202159266U (zh) 楼宇网络现场设备监控管理智能控制系统
CN104578412A (zh) 一种基于大数据技术的状态检测系统及其检测方法
CN105300700A (zh) 发动机试车的停车保护系统及具有其的试车台测控系统
CN103064362B (zh) 张力机远程协同控制系统及控制方法
CN206921282U (zh) 设施设备管理监测数据采集irtu集中器
CN201926916U (zh) 电机监控装置
RU106873U1 (ru) Комплекс технических средств диспетчерской централизации (ктс дц)
CN202416853U (zh) 一种基于can总线的新型同步顶升控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant