CN204515512U - 一种泵闸一体化智能测控柜 - Google Patents

Abstract

一种泵闸一体化智能测控柜，它涉及测控柜技术领域；柜体的内部分别安装有工网传输机构、主控制机构、就地采集机构、接线机构，主控制机构的输入端通过接线机构与就地采集机构连接，主控制机构的输出端通过接线机构与工网传输机构连接，所述的主控制机构包含PLC控制器与开关电源；它安全、可靠、实用性强，具有自诊断功能，使用方便，操作简便，提高工作效率。

Description

一种泵闸一体化智能测控柜

技术领域

    本实用新型涉及测控柜技术领域，具体涉及一种泵闸一体化智能测控柜。

背景技术

近年来，随着社会的全面发展，特别是高科技手段在水利管理方面的逐渐应用，水利管理单位对水利防汛（山洪防汛、中小型水库防汛、江河防汛、水利预警）系统的要求也有着显著的变化，从当前看，水利防汛工作对智能化、高效化、自动化的要求越来越高，在江河的丰水期和汛期，水利防汛管理单位都要实时掌控整个流域的河汛状态，并及时有效的做好对水利枢纽的调度调节，以保证流域范围内的安全和稳定。

目前，水利防汛工作信息化尚未形成标准。国内尚无类似的行业标准，而统一、规范和科学的标准是指导水利防汛工程信息化工作进一步推进以及和其他相关系统数据交换的依据。

水利防汛模型及相关理论缺失。当下，国内关于水利防汛模型的研究尚处于起步阶段，已有的研究成果尚未得到广泛的应用。下一步应在工程管理信息化系统采集的大量数据基础上，验证和修正水利防汛模型，进而用模型指导工程建设和信息化建设，实现水利防汛管理的科学化。

试点范围有限，尚未形成数据信息化全覆盖。

水利工程管理信息化系统数据中心尚未建成。由于水利工程数量众多，信息实时性要求强，历史数据对于未来决策有很大参考价值。因此有必要建设数据中心，提高系统的可靠性、敏捷性，对数据进行有效地管理和存储，进行深入的数据挖掘，并为水利信息数据中心的建设进行初步探索。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种泵闸一体化智能测控柜，它安全、可靠、实用性强，具有自诊断功能，使用方便，操作简便，提高工作效率。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：它包含柜体、工网传输机构、主控制机构、就地采集机构、接线机构，柜体的内部分别安装有工网传输机构、主控制机构、就地采集机构、接线机构，主控制机构的输入端通过接线机构与就地采集机构连接，主控制机构的输出端通过接线机构与工网传输机构连接，所述的主控制机构包含PLC控制器与开关电源。

所述的就地采集机构包含交换机、视频主机、显示屏、采集摄像头，交换机与视频主机连接，视频主机的输出端与显示屏连接，视频主机的输入端分别与数个采集摄像头连接。

本实用新型具有如下有益效果：安全、可靠、实用性强，具有自诊断功能，使用方便，操作简便，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中就地采集机构的结构示意框图。

附图标记：1-柜体；2-工网传输机构；3-主控制机构；31-PLC控制；32-开关电源；4-就地采集机构；5-接线机构；41-交换机；42-视频主机；43-显示屏；44-采集摄像头。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参看图1-图2，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含柜体1、工网传输机构2、主控制机构3、就地采集机构4、接线机构5，柜体1的内部分别安装有工网传输机构2、主控制机构3、就地采集机构4、接线机构5，主控制机构3的输入端通过接线机构5与就地采集机构4连接，主控制机构3的输出端通过接线机构5与工网传输机构2连接，所述的主控制机构3包含PLC控制器31与开关电源32。

所述的就地采集机构4包含交换机41、视频主机42、显示屏43、采集摄像头44，交换机41与视频主机42连接，视频主机42的输出端与显示屏43连接，视频主机42的输入端分别与数个采集摄像头44连接。

本具体实施方式采用分层分布式系统结构，包括信息中心和现地控制单元两层，实现“遥信、遥测、遥控、遥调、遥视”功能。当退出运行时，可由人工观察现场，通过操作现地控制柜上的相应把手来控制泵站机组的启停与闸门的升降启停操作。 并且能够监视到所需的闸站的上下游水位和流量数据。

分层控制从下到上为：手动控制层（通过现场已有手动控制箱进行，一个手动控制箱控制一个被控泵闸）→现地控制层（通过就地控制单元<LCU>进行，一个LCU监控一个或若干个泵闸）→集中控制层（通过上位机进行，实现多个泵闸的联合调控）。

一、手动控制层：位于对应被控单个泵闸附近，由原有手动控制箱进行。一般只有当系统出现故障时或调试时用。

二、现地控制层：位于对应被控若干个泵闸门不太远的地方（便于信号采集及传输），为PLC及触摸屏结合的控制方式。该层具体实现泵闸的启闭控制，并实现泵闸运行参数的采集及通讯工作。当上位机或通信网络出现故障时，由就地控制单元（LCU）作为主要操作模式，利用就地控制柜上的远程及就地控制按钮进行模式切换；对泵闸的实际控制均在该层物理实现，该层具备最高的控制优先级。

三、集中控制层：位于信息分中心，即该处泵闸的集中控制室，由工业控制计算机、组态软件、显示器等组成。该层实现对泵闸监控数据的采集、存储、处理并显示；通过计算机系统实行个泵闸的联合调度方案；在通讯上实现“上传下达”的任务，与其下层LCU通讯，接收LCU采集的各种信号数据并对其下达各种控制命令，对其上层远地监控层（决策中心）上送其存储处理过的各种信息数据，并接受执行远地监控层的决策指令。为了便于管理，该层作为主要操作模式。

另外，也为远程监控层（管理中心决策机构）留有接口，以便于该层接收几个集中监控层（泵闸现场管理控制室）的信息完成信息综合分析、实现水资源的统筹调度以及泵闸群联合调度，形成高级决策调度指令并实现指令下达，紧急时直接启用远程控制功能实现泵闸远程控制。决策优先级最高为远程监控，而控制优先级最高为现地控制。

本具体实施方式主要具备以下功能：一般功能（数据采集与处理；运行监视和事故报警；控制与调节；数据通讯）、通讯服务器功能。

一般功能：

（1）数据采集与处理：

模拟量的采集与处理：对电量和非电量进行周期采集，越限报警等，最后经格式化处理后形成实时数据并存入实时数据库。主要模拟量是上、下游水位、闸门开度、各闸启闭机、泵电机电参数。

开关量的采集与处理：对事故信号、开关量信号等，计算机自动控制系统能以中断方式迅速响应这些信号并做出一系列必要的反应及自动操作。中断开关量信号输入为无源接点输入，中断方式接收。

对各类故障信号、辅助设备运行状态信号、手动自动方式选择的位置信号等非中断开关量信号，计算机监控系统对这些信号的采集方式为定期扫查。对信号的处理包括光电隔离、接点防抖动处理、硬件及软件滤波、基准时间补偿、数据有效性合理性判断、启动相关量功能（如启动事故顺序记录、发事故报警音响、画面自动推出以及自动停机等），最后经格式化处理后存入实时数据库。

脉冲量的累计与处理：脉冲量的采集处理包括接点防抖动处理、数据有效性合理性判断、标度变换、检错纠错处理，经格式化处理后存入实时数据库，也可直接通过串行通讯采集。

抽水量、流量及效率计算：根据上下游水位、流速及闸门开度进行计算，系统提供泵站及单孔或多孔闸的瞬时流量及累计流量，经标式化处理后形成实时数据存入实时数据库。

开关量输出：指各种操作指令，计算机在输出这些信号前进行校验，经判断无误后方可送至执行机构。为保证信号电气独立性及准确性，输出信号具有防抖动并光电隔离。

信号量值及状态设定：由于设备原因而造成的信号出错以及在必要时要进行人工设定值分析处理的信号量，计算机自动控制系统允许运行值班人员和系统操作人员对其进行人工设定，并在处理时把它们与正常采集的信号等同对待，计算机自动控制系统可以区分它们并给出相应标志。

（2）运行监视和事故报警：

运行实时监视：计算机自动控制系统可以使运行人员通过屏幕对主设备的运行状态进行实时监视。所有要进行监视的内容包括当前各设备的运行及停运情况，并对各运行参数进行实时显示。

参数报警记录：计算机自动控制系统将对某些参数以及计算数据进行监控，对这些参数量值可预先设定其限制范围，当它们越限及复限时要作相应的处理。

故障状态显示记录：计算机自动控制系统定时扫查各故障状态信号，一旦发生状变将在屏幕上即时显示出来，同时记录故障及其发生时间，并报警。

事故追忆及相关量记录：在发生事故时，由各现场控制单元采集继电保护、自动装置及各设备的状态量送控制中心，以便完成事件顺序排序排列、显示、打印和存档。

（3）控制与调节：

控制与调节对象：控制与调节对象主要为闸门、泵、高低压电气设备等。

控制与调节方式：操作员利用鼠标或键盘，根据闸站当前的运行情况和控制命令，对闸站的运行进行控制。控制的内容包括闸门的开启、停机、关闭操作等（包括各公用设备）。操作员在界面上点击所控设备图形（控键），界面上自动弹出控制模拟键和操作流程图，操作员要点击所需控键后，系统自动实施操作流程，并在流程图上观察每一步的执行情况和流程受阻情况的部位及原因，进行开环运行指导、闭环自动控制操作和调度。

系统自检和断电重启动：包括主机自检和过程故障检测，通过检测包括对I/0过程通道在线自动检测，检测内容有通道数据有效性、合理性判断，故障点自动查找及故障自动报警。

（4）数据通讯：与上级部门的通信；网络内设备的数据通信；

（5）通讯服务器功能：数据存储处理功能；联网功能。

现地控制单元选用可编程控制器方式，采用以太网方式与监控主机进行通讯，接受上级启、停、闭命令，同时上传各种设备的状态和运行数据。

① 与监控主机通讯，接收上级启、停、闭等命令；

② 巡测各种电量和非电量参数以及设备状态；

③ 根据上级控制命令，实施自动启、停、闭等操作；

④ 向上位机发送实时运行信息；

⑤ 数据采集、处理和系统诊断；

⑥ 人工键入指令，实施自动启、停、闭等操作，显示各类运行参数；

⑦ 具有运行状态识别、故障多重保护功能，具有自检功能等。

⑧ 具有以太网联网功能。

现地控制单元是控制启闭机运行的最高一级自动控制单元，即使在监控主机出现故障时，它也能保证机组正常运行和程序控制的各种运行操作。

系统现场传输系统分布于各摄像点、报警点和监测中心之间，主要完成视频信号、监测信号的传送。系统传输采用结构化的标准布线方式，开放式的体系，灵活的模块化结构。

各泵站视频子系统与监测中心之间采用TCP/IP协议对数据进行封装、传输，可以无缝接入各种使用TCP/IP的高速网络，ADSL、ETHERNET、ATM、SDH、DDN、光纤等，实现普通模拟图像到网络型图像数据流的直接转换，使图像可以在客户端计算机上进行显示和保存。配合监测中心的设备，图像可以在监测中心大屏幕上反映，性能稳定，图像质量高，实时性强。

本具体实施方式具有如下有益效果：

一、系统安全、可靠、实用性强，具有自诊断功能；

二、控制回路的硬件闭锁，确保远程操作可靠；

三、系统硬件配置先进、成熟、开放、可扩展性强；

四、系统具有较好的可维护性、统一规范、方便友好的人机界面；

五、系统要充分考虑了系统的抗干扰能力及防雷能力。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种泵闸一体化智能测控柜，其特征在于它包含柜体(1)、工网传输机构(2)、主控制机构(3)、就地采集机构(4)、接线机构(5)，柜体(1)的内部分别安装有工网传输机构(2)、主控制机构(3)、就地采集机构(4)、接线机构(5)，主控制机构(3)的输入端通过接线机构(5)与就地采集机构(4)连接，主控制机构(3)的输出端通过接线机构(5)与工网传输机构(2)连接，所述的主控制机构(3)包含PLC控制器(31)与开关电源(32)。

2.根据权利要求1所述的一种泵闸一体化智能测控柜，其特征在于所述的就地采集机构(4)包含交换机(41)、视频主机(42)、显示屏(43)、采集摄像头(44)，交换机(41)与视频主机(42)连接，视频主机(42)的输出端与显示屏(43)连接，视频主机(42)的输入端分别与数个采集摄像头(44)连接。