一种节制闸闸门自动控制系统的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种节制闸闸门自动控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

节制闸位于南通市北门，始建于1959-1960年间。总体23孔，单孔净宽4.0m，总宽为115.6m。上游连通南通市内河，下游河道直通长江。设计引潮460m³/s，灌溉272万亩，排涝427km2，是南通地区引水排涝重要控制性工程之一。

技术实现要素：

本发明提出了一种节制闸闸门自动控制系统，以电信号来实现快速控制及反馈，采用计算机控制系统，有效的解决了原来常规手动控制效率低、可靠性差、劳动强度大等缺陷。利用计算机实现了监视、操作控制、故障处理、运行日志记录的自动化。

本发明所采用的技术方案是。

所述闸门自动控制系统通过计算机实时监视各闸门的开度，闸门上、下限位置，液压系统工作状态(油压高低、油滤器堵塞)等，按操作指令自动完成闸门油泵电机起停，闸门升降操作，闸门开度大小及状态的实时显示，上、下游潮位过程曲线实时显示，潮态(涨潮/落潮)识别，故障报警及运行记录。

所述系统采用三级网络控制结构，第一层为信息服务层，完成数据库维护，数据查询和远程服务；第二层为集中控制层，主要完成控制操作和实时监控，数据入库等；第三层为现地控制层，完成数据及状态采集，现地显示，控制输出等。

所述控制系统主要包括控制室操作员工作站(ipc610)，文件服务器(hp-d8153)，所长室监视计算机(pii300)。现场控制单元(ge90-30plc)，闸门开度及上下游水位数据采集模块(nuton7041)，轴角编码传感器(cgq-1023)，闸门开度及上下游水位现地显示单元(hnt-s1l)。各计算机之间通过100methernet网相连，采用tcp/ip传输控制协议。操作员计算机与plc之间采用rs-232接口，传输速率为9600bps，通信协议为(ge90-30plc)的“ccm”传输协议。数据采集模块与现地显示单元及plc之间以rs-485接口，通信协议以nuton模块ascii字符传输协议，传输速度为19200bps。为保证系统工作的可靠性，系统分控制室操作员工作站自动控制和现地手动控制两种控制方式，互为备用。

所述操作员工作站主要包括网络操作系统windowsnt4.0，windows98操作系统，sqlserver7.0数据库软件。操作员工作站应用软件采用visualbasic6.0开发。主要有节制闸全景模拟图形窗体，潮位曲线动态显示窗体，故障查询窗体，流量曲线查询及修改窗体，下拉式菜单模块，“ccm”协议通信模块，数据库处理模块，报表生成模块等。现地控制单元控制软件采用gelogicmaster梯形图编程语言编写等。主要包括：电机y/△起动控制模块，闸门控制模块，数据及数据状态采集模块，通信处理模块，报警处理模块等。

本发明的有益效果是：该控制系统采用计算机控制系统，有效的解决了原来常规手动控制效率低、可靠性差、劳动强度大等缺陷，利用计算机实现了监视、操作控制、故障处理、运行日志记录的自动化。

附图说明

图1是本发明的闸门液压启闭示意图。

图2是本发明的系统结构框图。

图3是本发明的plc控制流程梯形图。

图中：1.定滑轮；2.钢丝绳；3.闸门；4.电磁阀；5.活塞杆；6.动滑轮；7.油缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，当电磁阀左端电磁铁通电时，电磁阀左位工作，压力油经油管进入油缸左腔，推动活塞及活塞杆右移，联动闸门作提升运动；当右端电磁铁通电时，电磁阀右位工作，左右腔压力油流回液压站油箱，在自重作用下，闸门作下降运动；当两端电磁铁均断电时，电磁阀中位工作，各油口关闭，油缸锁紧，闸门停在设定位置。

闸门自动控制系统通过计算机实时监视各闸门的开度，闸门上、下限位置，液压系统工作状态(油压高低、油滤器堵塞)等，按操作指令自动完成闸门油泵电机起停，闸门升降操作，闸门开度大小及状态的实时显示，上、下游潮位过程曲线实时显示，潮态(涨潮/落潮)识别，故障报警及运行记录。

如图2，系统采用三级网络控制结构，第一层为信息服务层，完成数据库维护，数据查询和远程服务；第二层为集中控制层，主要完成控制操作和实时监控，数据入库等；第三层为现地控制层，完成数据及状态采集，现地显示，控制输出等。

控制系统主要包括控制室操作员工作站(ipc610)，文件服务器(hp-d8153)，所长室监视计算机(pii300)。现场控制单元(ge90-30plc)，闸门开度及上下游水位数据采集模块(nuton7041)，轴角编码传感器(cgq-1023),闸门开度及上下游水位现地显示单元(hnt-s1l)。各计算机之间通过100methernet网相连，采用tcp/ip传输控制协议。操作员计算机与plc之间采用rs-232接口，传输速率为9600bps，通信协议为(ge90-30plc)的“ccm”传输协议。数据采集模块与现地显示单元及plc之间以rs-485接口，通信协议以nuton模块ascii字符传输协议，传输速度为19200bps。为保证系统工作的可靠性，系统分控制室操作员工作站自动控制和现地手动控制两种控制方式，互为备用。

系统由现地控制单元plc，通过rs-485接口将数据采集模块采集的闸门开度和上、下游水位信号读入plc内部寄存器，经数据变换(gray码-bcd码变换)，一方面送现地显示单元显示，实现现地手动操作监视;另一方面，上送控制室操作员工作站进行实时显示、数据分析处理、实时数据库刷新等。与此同时，plc还要采集各闸门的状态(上、下限)、液压系统状态(油压，油位等)、电机控制交流接触器及热继电器的状态，实现状态显示，故障报警。在现地控制方式，plc自动识别闸门操作按钮命令，并完成相应的控制操作。在计算机控制方式，plc通过rs-232接口接收操作员工作站下发的控制命令，经命令识别，返回确认后，plc立即执行相应的控制操作。

如图3，操作员工作站主要包括网络操作系统windowsnt4.0，windows98操作系统，sqlserver7.0数据库软件。操作员工作站应用软件采用visualbasic6.0开发。主要有节制闸全景模拟图形窗体，潮位曲线动态显示窗体，故障查询窗体，流量曲线查询及修改窗体，下拉式菜单模块，“ccm”协议通信模块，数据库处理模块，报表生成模块等。现地控制单元控制软件采用gelogicmaster梯形图编程语言编写等。主要包括：电机y/△起动控制模块，闸门控制模块，数据及数据状态采集模块，通信处理模块，报警处理模块等。

技术特征：

技术总结
一种节制闸闸门自动控制系统，通过计算机实时监视各闸门的开度，闸门上、下限位置，液压系统工作状态(油压高低、油滤器堵塞)等。该控制系统以电信号来实现快速控制及反馈，采用计算机控制系统，有效的解决了原来常规手动控制效率低、可靠性差、劳动强度大等缺陷。利用计算机实现了监视、操作控制、故障处理、运行日志记录的自动化。

技术研发人员：胡松华
受保护的技术使用者：胡松华
技术研发日：2016.08.21
技术公布日：2018.03.06