1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
我們?yōu)橛脩敉扑]先進(jìn)的、可靠的、有成功經(jīng)驗(yàn)的分布開放式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
對于分布系統(tǒng)而言，節(jié)點(diǎn)功能、資源相對獨(dú)立而又便于為其它節(jié)點(diǎn)共享，同時也便于分期投運(yùn)，并且為今后擴(kuò)充提供了較大的方便。網(wǎng)絡(luò)上的各部分設(shè)備中任一部分不工作或故障，不影響系統(tǒng)其它部分的運(yùn)行。
閘門監(jiān)控系統(tǒng)由1個閘門監(jiān)控中心和3個閘門集控單元組成，閘門監(jiān)控中心設(shè)有一臺主機(jī)操作員工作站(配有專用功能鍵盤和語音報警系統(tǒng))、一臺黑白激光打印機(jī)及UPS電源系統(tǒng)等。閘門監(jiān)控中心主要完成對被控對象的監(jiān)視控制，此外還具有與大壩監(jiān)測系統(tǒng)及水情自動測報系統(tǒng)等外部系統(tǒng)信息傳輸?shù)墓δ?，可?shí)現(xiàn)與河北省水利廳防汛指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，是整個監(jiān)控系統(tǒng)的控制核心。閘門集控單元共設(shè)3套各配置一臺工控機(jī)、一臺漢字針式打印機(jī)和一套LCU裝置；它直接面向生產(chǎn)過程，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和處理，能夠獨(dú)立或按閘門監(jiān)控中心的命令完成對所有被控對象的監(jiān)視和控制。閘門監(jiān)控中心和閘門集控單元之間采用光纖設(shè)備連接成以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)速率達(dá)到100Mbps，因此網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速率和安全穩(wěn)定性很高。
1.1、監(jiān)控中心主機(jī)操作員工作站 1套
本工作站功能包括對整個閘門計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，計(jì)算和處理，數(shù)據(jù)庫管理，綜合計(jì)算，事故故障信號的分析處理等。
同時供運(yùn)行值班人員使用，具有圖形顯示、運(yùn)行監(jiān)視、發(fā)閘門啟閉及變電間各開關(guān)分、合閘等操作控制命令、設(shè)定與變更工作方式、記錄、報表、通信控制、系統(tǒng)診斷、修改及設(shè)定定值，增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報表，并可作一定的軟件維護(hù)工作。所有的操作控制都可以通過鼠標(biāo)器及鍵盤實(shí)現(xiàn)；通過彩色顯示器可以對全系統(tǒng)及所有被控對象的生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行作實(shí)時監(jiān)視，并取得所需的各種信息。
此外本工作站還能完成被控設(shè)備發(fā)生事故時的語音報警功能與水情自動測控系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的通訊功能也本機(jī)完成。
1.2、打印機(jī)
閘門監(jiān)控中心配置1臺A3幅面激光打印機(jī)，用于整個監(jiān)控系統(tǒng)的報表打印及畫面拷貝等；各集控單元配置1臺A3幅面針式打印機(jī)，用于各單元的報表打印和畫面拷貝。
1.3、UPS電源
監(jiān)控中心配置一臺3KVA的UPS用于在斷電時的系統(tǒng)供電，并為監(jiān)控中心提供穩(wěn)定電源的功能。
1.4、網(wǎng)絡(luò)
閘門監(jiān)控中心和各集控單元的工作站交換機(jī)采用100MB的以太網(wǎng)交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)通過光纖連接成星形網(wǎng)絡(luò)。
1.5、現(xiàn)地集控單元（LCU）
現(xiàn)地集控單元共3套，分別用于正常溢洪道閘門、非常溢洪道及新增非常溢洪道閘門和重力壩閘門的監(jiān)視和控制。LCU由工控機(jī)和PLC以及其它附屬設(shè)備組成。LCU的控制核心設(shè)備為PLC。LCU主要完成對各生產(chǎn)對象的數(shù)據(jù)采集處理及顯示與安全監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)通信、系統(tǒng)自診斷等，其設(shè)計(jì)能保證當(dāng)它與主控級系統(tǒng)脫離后仍能在當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)對有關(guān)設(shè)備的監(jiān)視和控制功能。當(dāng)其與主控級恢復(fù)聯(lián)系后又能自動地服從上位機(jī)系統(tǒng)的控制和管理。
2 系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1、 采用分布式開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)各工作站等都使用符合開放系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)的Windows操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)軟件協(xié)議為TCP/IP、工作站圖形系統(tǒng)符合PM標(biāo)準(zhǔn)。上述工作站都直接接入100MB光纖以太網(wǎng)絡(luò)，可獲得高速通訊和共享資源的能力。
2.2、 網(wǎng)絡(luò)上的每一節(jié)點(diǎn)都具有自己的功能和管轄范圍，實(shí)現(xiàn)功能的分布。這樣既保證了某一節(jié)點(diǎn)故障時只影響本節(jié)點(diǎn)的功能，又利于今后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及功能的擴(kuò)充和系統(tǒng)分批投運(yùn)。
2.3、 系統(tǒng)先進(jìn)、可靠。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及主要設(shè)備采用進(jìn)口和工業(yè)級的產(chǎn)品使系統(tǒng)既提高了可靠性、又便于系統(tǒng)變更和擴(kuò)充，整個系統(tǒng)性能價格比高。
2.4、 監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)需要即可實(shí)現(xiàn)與水庫內(nèi)其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，也可實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信。
3 硬件配置說明
3.1監(jiān)控中心主機(jī)/操作員工作站
機(jī)型：Siemens PC847B工業(yè)微機(jī)
配置：
l CPU： Core2 Duo T5500(1.66GHz,2MB SLC,Dual Core,EM64-T)
l 內(nèi)存： 512MB
l 硬盤： 80GB
l 軟驅(qū)： 3.5-inch， 1.44MB
l 光驅(qū)： DVD-ROM
l 2串口/1并口；6*USB；2*PS2
l 2*10/100/1000Mbit/s Ethernet (RJ45)
l CRT：
l 標(biāo)準(zhǔn)鍵盤及鼠標(biāo)
l Windows操作系統(tǒng)
3.2 監(jiān)控中心外圍設(shè)備
硬件配置
(1) EPSON N1220激光打印機(jī)(A3幅面) 1臺
(2) UPS系統(tǒng)
OYAMA型1小時后備蓄電池組 3KVA UPS 1臺
(3) 語音報警系統(tǒng)
l 音箱 1對
l 聲卡 1塊
l 語音報警應(yīng)用軟件 1套
(4) 控制臺
采用鋼質(zhì)材料，尺寸為2400×1200×
3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
(1) 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
臺灣Dlink公司 10/100自適應(yīng)交換機(jī) 1臺
10/100MB自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口板 4塊
網(wǎng)絡(luò)光纖電纜（四芯鎧裝）
網(wǎng)絡(luò)雙絞線電纜
網(wǎng)絡(luò)光纖接頭及接頭消耗材料 1套
光電隔離器 8對
RS232/485轉(zhuǎn)換器 4只
監(jiān)控中心主機(jī)/操作員工作站及外圍設(shè)備和部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均布置在監(jiān)控中心。
3.4 閘門集控單元(LCU)
監(jiān)控系統(tǒng)在各庫門集控室設(shè)3套閘門集中控制單元。分別為正常溢洪道閘門、非常溢洪道及新增非常溢洪道閘門、重力壩閘門集中控制單元。
(1) 集控單元主設(shè)備
集中控制單元主要由工控機(jī)和PLC組成。
工控機(jī)采用Siemens PC 840工業(yè)控制機(jī)，配置如下：
l CPU： PentiumⅢ 1GHz
l 內(nèi)存： 256MB
l 硬盤： 20GB
l CD-ROM
l 2串口/1并口
l 標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、鼠標(biāo)、電源線等
l 16MB高密度圖形卡
l
l MOXA串行接口板(16口或24口)。
l NARI功能鍵盤 1個
每個集控單元(LCU)都配置了一臺臺灣OYAMA 500KVA/300min的UPS電源和交直流雙供電裝置用于集控單元設(shè)備的供電。每套LCU都配備了威爾利電源防雷器和通訊電纜抑制器以提高LCU的抗干擾能力。
PLC采用較為流行的美國GE90-30系列中型PLC，它是GE Fannc系列90可編程序控制器家族中的一員，成本低，性能高，是性價比很好的PLC產(chǎn)品?？紤]集中監(jiān)控單元中I/O測點(diǎn)較多，特別是模擬量輸入點(diǎn)達(dá)100多點(diǎn)，因此PLC的CPU選用I/O容量和存儲區(qū)較大的CPU350模件，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度和可靠性。
工控機(jī)與PLC之間采用串行通訊口進(jìn)行通訊，協(xié)議為CCM協(xié)議。為方便操作，系統(tǒng)為每個集控單元配置一套功能鍵盤，使控制操作通過功能鍵盤即可完成。
每個集控單元各配置了一臺EPSON 1600KⅢ漢字針式打印機(jī)，A3幅面用于單元的報表和數(shù)據(jù)打?。煌瑫r為了便于運(yùn)行人員操作，系統(tǒng)為每套現(xiàn)地集控單元配置了一套計(jì)算機(jī)桌椅。
(2) 現(xiàn)地集控單元輔助設(shè)備
正常溢洪道閘門集控單元配置了一套HW
l 測量端機(jī)和超聲波傳感器 3套
l 溫度傳感器和太陽能板 3套
l 數(shù)據(jù)接收處理機(jī) 1套
l 安裝支架、電纜附件 3套
正常溢洪道設(shè)1套測量端機(jī)和超聲波傳感器，裝于進(jìn)水塔；重力壩設(shè)2套測量端機(jī)和超聲波傳感器，分別用于測量上游和下游水位，上游水位傳感器裝于重力壩啟閉機(jī)房外部，下游水位傳感器位于石津渠；根據(jù)設(shè)備的使用方法，所有傳感器和數(shù)據(jù)接收處理機(jī)之間均采用無線傳輸方式。
HW
l 水位變幅
l 測量誤差 ±
l 最大傳輸距離
l 輸出信號 4～20mA
l 通訊接口 RS-232/485
l 顯示方式 四位液晶顯示
為了實(shí)現(xiàn)對河道中水流量和流速的監(jiān)視，系統(tǒng)在正常溢洪道下游安裝配置1套美國SonTek公司“淘金者-SL”型聲學(xué)多普勒流速儀。它經(jīng)通訊電纜將信息傳輸至正常溢洪道監(jiān)控單元的工控機(jī)上。
其配置包括：2波束換能器、溫度傳感器、2MB記憶、耐壓外殼等。
（轉(zhuǎn)載）
