闸门自动监控系统实施方案20141102

1宁夏盐环定扬水管理处干渠闸门测控一体化实施方案二○一四年五月2目录第一章项目概况............................................................................................................................................31.1项目背景.................................................................................................................................................31.2需求分析.................................................................................................................................................3第二章设计依据与原则..................................................................................................................................42.1设计依据.................................................................................................................................................42.2设计原则.................................................................................................................................................4第三章方案设计..............................................................................................................................................63.1总体设计.................................................................................................................................................63.2系统组成.................................................................................................................................................63.3控制说明.................................................................................................................................................73.4电源设计.................................................................................................................................................93.4建设内容...............................................................................................................................................113.5技术特点...............................................................................................................................................123.6设备选型...............................................................................................................................................12第四章工程预算............................................................................................................................................184.1设备清单...............................................................................................................................................184.2系统总价...............................................................................................................................................394.3第一期实施项目工程设备清单...........................................................................................................404.4第一期实施项目工程总价...................................................................................................................443第一章项目概况1.1项目背景陕甘宁盐环定扬黄续建工程共用工程于1988年7月开工建设，1996年9月通过竣工验收并投入使用。共用工程渠道123.8km。本方案拟对工程干渠沿线35个直开口进行工程改造。项目实施之后，实现盐环定扬水管理处调度中心对各斗口的水闸进行远程自动控制和实时监测。根据实际需要，第一期拟实施项目5座直开口，计划于5月中旬建设，其余30座直开口于第二期拟建设。1.2需求分析目前盐环定支渠上的闸门都是手动操作，给调度中心和各泵站的运行管理带来了极大的不便：一方面需要投入人力去操作，另一方面不能准确的监测到闸门的开启闭合状态。闸门远程自动化监控系统可以很好的解决上述问题，本系统以“无人值守”为设计原则，采用SCADA系统结构，通过传感技术，自动化控制技术，网络通信技术进行自动控制和监测。由于盐环定各泵站到调度中心已采用光纤通讯，所以本项目的闸门控制系统可利用原有的光纤与就近的各个泵站建立通讯，再由泵站将闸门的相关数据传输至调度中心。4第二章设计依据与原则2.1设计依据考虑到一些关键性问题和固有特点，我们提供用户的方案应该尽量采用国际上先进而成熟的无线网络技术和标准的网络协议（TCP/IP、CSMA/DS、SNMP）等，坚持开放性，采用国际标准（如ISO、CCITT、IEEE）、国家标准、工业标准等。1、遵循标准在网络通讯中，我们为了保证网络整体的运行可靠和保持可兼容性、可扩展性，我们严格遵循：IEEE802.310BASE-T；IEEE802.3uEthernet(100BASE-T)；ANSIFDDI/TPDDI100Mbps；IEEE802.11a/b/g/n。2、安装与设计规范通信工程系统防雷技术规定中国网络通讯工程化协会规定的标准“网络通讯系统工程施工及验收规范”计算机网络建设标准2.2设计原则为了确保用户的投资利益与应用需求，我们在系统设计时充分考虑到系统的先进性、实用性、可扩充性和可维护性,保证系统运行的可靠与安全保密，建立经济合理、资源优化的系统。1、先进性原则硬件与协议透明：在有线网方面，符合IEEE802.3标准。可以顺利的和其他网络连接。2、实用性原则设备接口与网络操作系统的透明性，无论对系统现行安装与今后的需求扩展都5提供方便性与可操作性。3、可扩充性原则组网后如果需要增加新点，不需要对正在使用的设备做任何改动，只需要做新增加的设备的安装即可。4、可靠性原则抗干扰性强、故障率低、接收灵敏度高、室外安装防风雨老化性要强、要有很强的抗高低温能力。5、经济性原则所使用产品具有一次性投资永远受益的特点,建立网络系统时要最大限度地提高资金的利用率，使其具有方便、经济的扩充和裁减的功能。6第三章方案设计3.1总体设计本系统采用光纤数据传输技术，通过光纤传输设备构成一个通讯网络，对闸门的数据信息进行采集、处理、传输和控制。对原有量水堰进行标准化翻建，并在量水堰旁修建一个测水井，测水井与量水堰相通，测井内安装一个投入式液位计，用于检测量水堰的水位。启闭机配套整体式电动执行机构，电动执行机构可在本地手动控制闸门的启闭，手动分为两种：一种是在没有电的情况下用专用工具手动启闭闸门；另一种是在有电的情况下在启闭机的控制面板上进行手动操作。同时电动执行机构可以准确的测量出闸门的启闭高度。与传统的电机配套皮带或者电机配套减速机相比，电动执行机构能够精确的使阀门/闸门走到任何位置，除了简单的开关功能，还包含了位置感应装置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。电动执行机构可增强工作安全性能和环境保护性能。现场配套一套PLC控制箱，PLC控制箱可采集启闭机运行、停止、故障、远控等开关量信号以及闸门的开度值和量水堰液位等模拟量信号，同时PLC控制箱可根据上位（后台工控机）发出控制信号，实现闸门的开度调节。传输设备选用视频光端机，可将PLC信号接入，并传输至泵站，进入整体监控系统中，同时预留视频接口，具有可扩展性。3.2系统组成针对闸门自动控制系统的控制需求，我们采用基于远方调度中心集中控制、泵站站级自动控制和现地手动控制相结合的三层控制体系结构。闸门现地控制层分别由电动执行机构和液位计组成，进行各种数据采集与现场控制，并且将处理结果通过光纤网络传输至站级控制系统。PLC控制器是站级控制系统的核心，PLC可在控制程序中实现很强的逻辑控制功能，同时运行速度快，抗干扰能力强。是自动控制(联动，连锁控制及逻辑控制)首选。同时PLC通过以太网络与站级控制计算机连接，而站级可以根据中央控制级的指令及时调整控制策略。系统结构图如下：7每个PLC控制站监视内容包括：●闸门/阀门运行状态；如手动/自动、运行/停止、远方/现地等状态。●闸门/阀门开度信息；如上升、下降、位置等。●设备状态；如启闭状态、行程限位开关状态。●液位；量水堰液位。●报警信息；如报警类型、报警时间等。3.3控制说明根据工艺过程的要求和设备特点，需要控制的电气设备分为本地、站级、调度级三种控制方式：第一，现地控制：现地手动操作为最高优先级，电动执行机构上有现地/远程切换按