水闸自动化技术方案

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1、一概述2二建设目标及原则2三厂用电系统53.1柴油发电机53.2 配电箱安装83.3 电缆敷设9四自控系统94.1 系统结构94.2 系统配置104.3 系统功能104.4 系统软件11五视频监视系统125.1 摄像机13六供电工程196.1 线路架设196.2 杆塔支架196.3 防雷接地20一 概述随着我国科技水平和综合国力的大力提高，水力资源在国民经济建设中体现出其越来越重要的地位，我国对水利工程建设上也加大了投资力度，合理充分地利用水力资源显得越来越重要，水闸作为水利资源调动中不可缺少的一个重要部分，水闸的自动化改造的重要性就显得尤为突出。水闸远程自动化监控系统主要对全站闸门、水位等设

2、备进行有效监视和控制，保证更加安全、可靠、经济地运行，实现“无人值班”（少人值守）的目标。肃州区红山河马鬃山排砂闸除险加固工程为中等等工程，本标段主要为架设供电线路，安装厂用电系统、电缆、接地、自动化控制系统等。二 建设目标及原则水闸远程自动化监控系统主要工作原理将现场传感器的水位模拟量和闸门、水泵的开关量数据通过远程数据采集终端完成采集，并把采集的数据通过网络主动传输至调度中心计算机，调度中心控制机监测水闸泵站现场的实时情况，并远程控制闸门的开关。水闸远程自动化监控系统由二大部分：数据中心、水闸泵站监控点、1、数据中心：主要由PC机和上位机软件构成，它实现对数据的接收、存储、显示、数据请求以

3、及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警以及通过客户端软件方便地访问实时和历史数据。2、水闸泵站监控点：实时将现场的水位和闸门、水泵开关量等数据采集到数据采集终端内，根据实时数据实现采集点现场的自动报警，防止事故的发生。【主要功能】: 可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的水位参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。 可设定各监控点位的水位报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、 语音报警、上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时

4、刻通知不同的值班人员。 数据中心软件采用标准windows 98/2000/XP全中文图形界面，实时显示、记录各监测点水位曲线变化，统计水位数据的历史数据、最大值、最小值及平均值，累积数据，报警画面。 监控主机端利用监控软件可随时打印每时刻的水位数据及运行报告。 强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，局域网内的任何一台电脑都可以访问监控电脑，在线查看监控点位的水位变化情况，实现远程监测。系统不但能够在值班室监测，领导在自己办公室和智能 都可以非常方便地观看和监控。 系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按TEXT格式输出，也能进入EXCEL

5、电子表格等office的软件进行数据处理。 系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。【主要特点】:实用性：水闸泵站地理位置分散，因此采用敷设专用光缆，可确保网络的正常运行。实时性：采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的数据采集终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警。可扩充性：可以进行系统或模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系

6、统瘫痪，造成大量的投资损失。 易维护性：系统可对远程数据采集终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程终端软件升级等。 操作简易性：系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便。 性价比高：该系统专为水闸泵站远程监控量身定制，充分考虑到水闸泵站各个环节的业务需求。三 厂用电系统厂用电系统主要为厂区柴油发电机组及动力照明配电设备和电缆设备安装。3.1柴油发电机选用康明斯系列发电机组。3.2 配电箱安装在电缆狗的砼施工时，按照图纸或盘柜规格安装基础槽钢，按照位置必须符合图纸要求，水平度，垂直度符合规程标准，不直度水平度要小于5m

7、m。 盘柜屏基础必须与接地网可靠连接，必须保证接地扁钢截面满足设计要求，并做好防腐处理。设备安装前，屋顶，室内土建工作应基本结束，预埋件及预留孔符合设计要求预埋件应牢固。动力配电箱单独或成排安装时，其垂直度应小于1.5mm，顶部偏差相邻两盘顶部小于于2mm；成列柜顶部小于5mm；柜面偏差相邻两盘边小于1mm；成列盘面小于5mm；盘间接缝小于2mm。为了减少安装时的积累误差，高压开关柜应从中间位置开始拼装，开关柜组合拼装调整好之后，将开关柜基础框架于预埋基础槽钢在柜内测点焊牢固，盘柜框架与型钢基础的接地线应可靠连接。 安装图纸要求的安装位置和数据严格进行安装，用尺量出第一面柜的准确位置将其就位，

8、并在顶部悬挂一垂球，垂球距地100mm，不得靠在屏柜上3上下端线与柜与柜面的间距，误差大于1.5mm则用平垫片衬垫，待屏面两侧及侧面垂直度均达到要求后，将屏柜底脚与基础型钢点焊或用螺栓固定。相互间用螺栓连接。3.3 电缆敷设参加敷设电缆的工作人员应戴手套，穿绝缘鞋。电缆敷设时将电缆盘放在放线架上，从盘的上端应出不得在支架或地面摩擦拖动。敷设电缆前，电缆沟应清理干净，并有足够的安全照明。按先长后短，高压（上）低压（中）控制电缆（下）的顺序进行，合理布置，排列整齐，随时将电缆牌挂在电缆两头，电缆的弯曲半径符合规范要求。四 自控系统4.1 系统结构闸门监控系统一般分为2级控制：主控级和现地控制级；现

9、地控制级优先主控级。主控级位于闸门中央控制室，可设与水管所或闸门管理处，主要由工程师站，操作员工作站，数据服务器，通讯服务器以及外围设备等组成。主控级室整个闸门控制核心，主要完成闸门的运行自动化及其管理。现地控PLC及单元仪表（如荷重传感器，闸门开度仪，水位计，闸位计等）组成，在现地控制级可以通过触摸屏或控制按钮实现闸门的启闭操作。系统主控级各计算机之间，主控级与现地控制单元级之间采用光纤环网结构或星形结构。4.2 系统配置主控级的操作员站设为2套，互为冗余，另外设置通讯工作站级数据服务器各1套，以及网络交换机，UPS，打印机等设备，操作员站采用DELL pecision390工控机。现地控制

10、单元选用施耐德premiun可编程控制器（PLC），CPU为TSXP573623M，内嵌以太网口。PLC装在现地控制柜内，配置8寸触摸屏。可以一孔闸门设一套现地控制单元，也可以2孔或更多的闸门设一套控制单元，每套控制单元配一台环网交换机，用于网络通讯。在现场安装各类传感器：闸门启闭机上安装绝对增量编码器，称重传感器分别测量闸门的开度和载荷；在闸门的上下游安装水位测量传感器测量上下游水位4.3 系统功能闸门计算机监控系统主要实现以下功能：（1） 数据采集和处理：主要采集上下游水位，闸门开度，闸门左右载荷，各种电量（电压，电流等）参数以及闸门启闭机的工作状态，高低压断路器的分合状态等。以上数据由计

11、算机进行处理，形成曲线和报表，存入数据库。（2） 实时监控：对各控制设备包括闸门启闭机，高低压断路器，柴油发电机等实行实时控制。（3） 安全保护：实现闸门极限位置连锁保护，闸门超负荷及偏载连锁保护，误操作连锁保护，并具有防雷，抗干扰功能。（4） 通讯功能：实现闸门计算机监控系统与上级管理调度系统的实现数据通讯，传输实时数据及接受控制指令，并提供第三方标准的通讯接口，实现与第三方仪表或控制设备的通讯。 闸门计算机监控系统实现每孔闸门的自动开启和关闭，并检测闸门的开度和载荷，当出现偏载和开度异常时，及时报警并停机。闸门的启闭分为单闸，批闸和最大负荷3种模式。4.4 系统软件 系统软件由上位组态软件

12、和PLC编程软件，数据库软件，应用软件等组成。上位组态软件采用iFiX。该软件包含了大量强大的图形化工具，允许用户快速直观的建立面向过程的实时窗口，通过运用iFiX可以创建强大的，功能齐全的监控系统。PLC编程软件采用PL7Pro开发软件包，它包括标准的汇编语言，高级语言编译程序，交互式图像编译程序，交互式报告编译程序（指令表，梯形图，结构化文本语言编程等），也能建立专用功能，以及具有容易使用和代码汇编的连接装配程序，具有计算机接口设备在线诊断以及离线诊断软件。数据库软件采用windowsSQL2003应用软件包括两部分：管理软件和控制软件，系统流程图画面可通过一副或多副画面动态形象直观的显示

13、运行状况。可在画面相应位置显示闸门开度，荷重等参数值，并通过不同颜色表示出各设备的开关状态及相应的参数值，使工作人员对现场的运行状况一目了然，做的心中有数，以实现最优控制；控制软件完成各闸门自动控制的功能，当现地控制屏的切换开关转到现地控制时，由PLC在现地自动完成或通过手动按钮完成闸门启闭过程。五 视频监视系统 视频监视系统由前段设备及监控设备组成。前端设备主要是指各种摄像机；监控设备包括视频服务器，硬盘录像机，显示设备。 作为对自动控制系统的补充，视频监视系统主要用于监视水闸上下游及启闭机房内设备，闸门等的运行情况，使工作人员能够对现场关键设备的运行状态进行直观的观察了解。根据启闭机房的大

14、小，在启闭机房设置一套一体化球形摄像机，用于监视启闭机房内设备运行状况；在闸房外上下游分别安装一套一体化球形摄像机，对上下游水位及其闸门水工设施的实时监控。5.1 摄像机选用领域公司的高性能一体化摄像机。产品特点：采用高性能1/2.8 Progressive Scan CMOS200万像素逐行扫描视频传感器最大分辨率1920(H)1080(V)，图像清晰FULL HD 1080P分辨率下，实现实时图像20X光学变焦，12X数字放大低照度0.5Lux(彩色)，0.05Lux(黑白)，采用H.264/MJPEG视频压缩技术，双码流技术水平360连续旋转,垂直翻转1804条花样扫描，8条水平扫描，8

15、组巡航，256个预置位ICR双滤光片，自动日夜切换功能，实现昼夜监控支持双向语音功能多种网络协议、支持Micro SDHC卡本地存储防水防尘设计,达到IP66的防护等级支持Onvif协议外观尺寸：详细参数：型号：101DNIR28N11-MS-A摄像机功能图像传感器1/2.8 Progressive Scan CMOS扫描方式：逐行扫描有效像素：1920(H)1080(V) ,200万像素镜头：20X光学变焦，12X数字放大焦距：f=4.7mm(广角端) 94mm(远端)光圈：F1.6 F3.5水平视角：55.2度(广角端)2.9度(远端)最低照度：0.5Lux(彩色)F1.6，0.05Lux

16、(黑白)F1.6，宽动态信噪比：50db(AGC OFF)机芯调节参数：白平衡AWB、自动增益控制AGC、背光补偿BLC电子快门：1/251/10000秒，慢快门1/2,1/4,1/8,1/12接口：音频/对讲输入1路麦克风输入(支持线性输入)，3.5mm音频接口；音频输出:1路3.5mm音频接口网络接口局域网:10/100M网络自适应,RJ45适配器报警输入输出(可选):输入：7路，输出：2 路视频压缩编码:音视频编码,.264/MJPEG图像分辨率:主码流1920*1080,1-25（30）帧/秒；1280*720,1-25（30）帧/秒次码流640*480，1-25帧/秒 ；320*24

17、0，1-25帧/秒； 160*112，1-25帧/秒视频压缩码率:32Kbps16Mbps连续可调,支持CBR/VBR信息显示:球机标题、预置位标题、模式扫描标题、左右扫描标题、区域扫描标题、镜头放大倍数、摄像机方位指示、报警指示、日期时间显示数据传输及图像处理:音频编码:G.711,G.726,支持32K立体声数据存储:视频、图片文件存储机制:手动报警传输:E-mail电子邮件、浏览器、管理软件网络协议:TCP/IP,UDP,RTP,RTSP,RTCP,HTTP,DNS,DDNS,DHCP,FTP,NTP,PPPOE, SMTP,UPNPONVIF协议支持其它:客户端浏览,PC电脑支持IE6

18、.0及以上(设备内嵌Web Server),支持16用户并发访问(MAX)，智能 支持Windows Mobile、Symbian、iPhone、Android平台OSD菜单：支持防护等级：符合IP66标准，机械性能水平范围：360连续旋转水平速度：0.01300/S垂直范围：-590自动翻转垂直速度：0.01120/S预置点个数：256个， 预置位精度0.1预置位巡视：8条, 停留时间可调，每条可添加32个预置点水平扫描：8条，左右边界可设，扫描速度可设花样扫描4条，每条最多500条指令或最长30分钟操作材质：6寸透明球罩,全压铸铝球壳工作温度：-3555工作湿度：0% 90%RH输入电压：

19、AC 24V/3A整机功耗：35W(室外)尺寸：228(外径) *310(高)mm重量：3.5kg六 供电工程线路按有负荷及发展情况选配线，原则上采用BLVV10-120双塑铝芯线。大跨越线路采用钢芯铝塑线。6.1 线路架设1、电杆架设线路档距不宜大于30m，如有特殊的大跨越采用钢芯铝塑线均采用特殊设计。线间距离不小于0.15m，沿墙敷设档距不宜大于6m，线间距离不小于0.1m。每个耐张段不超过200m。2、同一档距内，每根导线只允许一个接头，接头距导线固定点不应小于0.5m，不同规格，不同 金属和绞向的导线严禁在一个耐张段内连接。3、耐张导线固定要紧贴绝缘子周边，跳引线弧度要流畅，不得变折为

20、角。4、导线连接应原则上使用接线端子连接，使用导电脂。6.2 杆塔支架 1、三相四线导线截面35mm2及以上，耐张杆、转角杆用150系列，直线杆用120系列；导线截面35 mm2以下，电用120系列。电杆埋设深度=杆长6m。电杆长度不小于7m。 2、横担、支架角铁全部要求热镀锌，并不应小于以下规格： （1）、横担不小于L50*5；（2）、支架不小于L40*4,1m高以上的主材用L63*6. 3、拉线宜采用镀锌钢绞线，截面不应小于24平方毫米。拉盘LP-6，夹角不小于30度。4、电杆立好后应正直，位置偏差应符合下列规定：(1)、杆的横向位移不应大于50mm；（2）、直线杆倾斜不应大于杆稍直径1/

21、2；（3）、转角杆应向外角预偏，紧线后不应向内角倾斜，向外角的倾斜不应大于杆稍直径。(4)、终端杆立好后，应向拉线侧预偏，其预偏值不应大于杆稍直径，紧线后不应向受力侧倾斜。5、横担、街吗全部要求用螺丝固定。6、支架、横担构歪斜不应大于总长度的1/100.7、拉线必须设与线路电压等级相同的拉紧绝缘子，拉紧绝缘子应装在最低导线以下，高于地面3米以上的部位。6.3 防雷接地配变两侧各装设避雷器一组，低压线路的零线应在电源点接地，在干线或分支线终端处接地，在引入房间或大型建筑前接地。接地引下引上要加PVC塑料护套，每隔1m固定一处，最小截面符合铜线24平方毫米，铝线35平方毫米，接头压接穿露丝连接。其接地电阻不应大于10。