水庫遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備的制作方法
【專利摘要】水庫遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備，所述設(shè)備包括閘門子系統(tǒng)和N 個(gè)現(xiàn)場無線接入設(shè)備，其中閘門子系統(tǒng)由N 個(gè)無線接入點(diǎn)AP 以及工業(yè)一體化監(jiān)控主機(jī)組成，現(xiàn)場無線接入設(shè)備都包括無線客戶端模塊ST、通信處理器模塊和現(xiàn)地測控單元。本實(shí)用新型布線容易，成本低廉，維護(hù)簡單，可靠性高。
【專利說明】水庫遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種水庫遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備，尤其是一種基于5GHz跳頻擴(kuò)頻工業(yè)無線技術(shù)的水庫、水電站閘門可編程控制工作方式及控制系統(tǒng)。屬于工業(yè)自動化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，水庫、水電站閘門工業(yè)測控系統(tǒng)主要采用現(xiàn)地控制與遠(yuǎn)程控制互為備份的控制方式，如水電站進(jìn)水口、水輪機(jī)出水口的閘門，進(jìn)水口攔污柵。設(shè)備主要以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心，現(xiàn)地電氣控制設(shè)備采用繼電器邏輯控制與PLC控制相結(jié)合?？刂浦行呐c現(xiàn)地測控屏之間主要為現(xiàn)場總線方式或基于工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的有線通信方式，支持同軸電纜、雙絞線和光纖等多種電纜作為傳輸介質(zhì)，雖然具有穩(wěn)定性強(qiáng)，速度快，安全性高等優(yōu)點(diǎn)，也存在著布線復(fù)雜，施工不易，成本較高，維護(hù)不便等缺陷。
[0003]尤其在水電自動化工業(yè)領(lǐng)域中，由于很多地域環(huán)境復(fù)雜，條件惡劣，有線通信電纜布線困難，維護(hù)成本高，有線通信的穩(wěn)定性與安全性無法得到有效保證。
[0004]另外，水庫、水電站閘門工業(yè)測控系統(tǒng)在需要改變控制方式時(shí)，主要通過控制中心調(diào)度人員下達(dá)指令，由現(xiàn)地工作人員手動操作現(xiàn)場設(shè)備的切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)現(xiàn)地工作人員夜間休息或短暫外出不在現(xiàn)場，又需緊急對閘門進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，控制中心計(jì)算機(jī)無法強(qiáng)制切換控制模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，對水庫、水電站的安全泄洪造成了一定的安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型目的是針對在閘門控制中心與現(xiàn)地測控屏之間在地理上被河流，峽谷隔斷，很難實(shí)現(xiàn)有線通信時(shí)，實(shí)用新型了一套基于工業(yè)無線跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的可編程控制工作方式及自動化系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供了一種中小水庫、水電站遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備，將工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于可編程控制(PLC)及繼電器邏輯控制設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)提供了遠(yuǎn)程強(qiáng)制切換控制方式的解決方案，實(shí)現(xiàn)了對閘門的遠(yuǎn)程無線控制、現(xiàn)地PLC自動控制及常規(guī)繼電器手動控制三種控制方式組成的冗余控制結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三種控制方式的切換由現(xiàn)地工作人員操作控制方式切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)現(xiàn)地工作人員暫時(shí)離開崗位或夜間休息，控制方式又處于現(xiàn)地繼電器手動或現(xiàn)地PLC自動控制方式時(shí)，監(jiān)控中心上位機(jī)
[0006]可遠(yuǎn)程強(qiáng)制切換工作方式為遠(yuǎn)方自動控制方式，由監(jiān)控中心上位機(jī)直接控制現(xiàn)地設(shè)備的運(yùn)行。
[0007]ST分別通過混合連接器(IP65)接入工業(yè)以太網(wǎng)，并連接所對應(yīng)的通信處理器模塊，進(jìn)而與現(xiàn)地測控單元實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信。
[0008]所述現(xiàn)地測控單元包括PLC控制電路、IXD觸摸顯示屏、電動機(jī)控制回路、液壓啟閉機(jī)、繼電器邏輯控制電路、閘門開度傳感器、閘門荷重傳感器、無線客戶端ST和24VDC直流電源；液壓啟閉機(jī)的輸出端分別接PLC控制電路以及繼電器邏輯控制電路的一個(gè)輸入端，PLC控制電路的一個(gè)輸入\輸出端分別與繼電器邏輯控制電路的一個(gè)輸出\輸入端連接，閘門開度傳感器與閘門荷重傳感器的輸出端分別接PLC控制電路的一個(gè)輸入端，電動機(jī)控制回路的輸出端接液壓啟閉機(jī)的輸入端，PLC控制電路和繼電器邏輯控制電路的一個(gè)輸出端分別接電動機(jī)控制回路的輸入端，PLC另外一個(gè)輸出/輸入端分別接LCD觸摸顯示
[0009]屏的輸入輸/出端，PLC控制電路通過通信處理器模塊CP341-1接入工業(yè)以太網(wǎng)與無線客戶端模塊ST連接，24VDC直流電源分別接PLC控制電路、IXD觸摸顯示屏、電動機(jī)控制回路、繼電器邏輯控制回路以及、無線客戶端模塊ST的輸入端。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果包括如下方面:
[0011]1、實(shí)用新型提供了一種基于5GHz跳頻擴(kuò)頻工業(yè)無線通信網(wǎng)絡(luò)平臺，突破地域限制，將工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于閘門監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，為閘門控制現(xiàn)場由于地域環(huán)境復(fù)雜，條件惡劣，有線通信布線困難甚至無法布線時(shí)提供了有效地解決方案，且布線容易，成本低廉，維護(hù)簡單。
[0012]2、本實(shí)用新型定義了一套專門用于遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用層通訊協(xié)議，在遠(yuǎn)程控制閘門運(yùn)行時(shí)，上位機(jī)發(fā)出的控制指令經(jīng)過現(xiàn)地測控單元兩次驗(yàn)證無誤后才最終確認(rèn)并執(zhí)行，保證了本實(shí)用新型中通過無線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制的可靠性。
[0013]3、本實(shí)用新型中提供了對閘門的遠(yuǎn)程無線控制、現(xiàn)地PLC自動控制及常規(guī)繼電器手動控制三種控制方式組成的冗余控制結(jié)構(gòu)。通常情況下，控制方式的切換由現(xiàn)地工作人員手動操作完成，但在遇到緊急情況或夜間現(xiàn)場無人值守時(shí)，上位計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程強(qiáng)制切換控制方式，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)地設(shè)備的隨時(shí)遠(yuǎn)程遙控。
[0014]圖1為本實(shí)用新型設(shè)備組成示意圖。
[0015]圖2水庫閘門控制程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]閘門下降到全閉位置后，閘門下限位繼電器接點(diǎn)接通，降門繼電器失電，交流接觸器JJl斷開，油泵電動機(jī)El失電，指示燈點(diǎn)亮。
[0017]停機(jī)操作。現(xiàn)地工作人員按下繼電器邏輯控制電路中的停止按鈕AN3，可強(qiáng)制閘門在任意位置任意時(shí)刻停機(jī)，通常在緊急故障以及日常檢修時(shí)操作使用。
[0018]液壓啟閉機(jī)上安裝的器具包括:油泵電動機(jī)，油位信號計(jì)，油路電磁閥，主令控制器等。閘門開度傳感器及荷重傳感器安裝在閘門上，以測量閘門開度及荷重。PLC控制電路輸出閘門開度與荷重信息，通過LCD觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)數(shù)字與圖形顯示。
[0019]現(xiàn)地測控單元與閘門監(jiān)控中心之間通過無線客戶端模塊ST及無線接入點(diǎn)AP組成的基于工業(yè)無線跳頻擴(kuò)頻網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行無線通信，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地設(shè)備工作狀態(tài)，閘門開度、荷重信號的數(shù)據(jù)的上行以及上位機(jī)發(fā)出控制信號的下行。
【權(quán)利要求】
1.水庫遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備，其特征在于包括閘門子系統(tǒng)和~個(gè)現(xiàn)場無線接入設(shè)備，其中閘門子系統(tǒng)由~個(gè)無線接入點(diǎn)仙以及工業(yè)一體化監(jiān)控主機(jī)組成，現(xiàn)場無線接入設(shè)備都包括無線客戶端模塊31、通信處理器模塊和現(xiàn)地測控單元，無線接入點(diǎn)通過混合連接器(1965)接入工業(yè)以太網(wǎng)互聯(lián)與工業(yè)一體化監(jiān)控主機(jī)互聯(lián)；無線客戶端模塊31分別通過混合連接器(1965)接入工業(yè)以太網(wǎng)，并連接所對應(yīng)的通信處理器模塊，進(jìn)而與現(xiàn)地測控單元實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水庫遠(yuǎn)程自動化測控設(shè)備，其特征在于所述現(xiàn)地測控單元包括？IX控制電路、1X0觸摸顯示屏、電動機(jī)控制回路、液壓啟閉機(jī)、繼電器邏輯控制電路、閘門開度傳感器、閘門荷重傳感器、無線客戶端31和24^0(:直流電源；液壓啟閉機(jī)的輸出端分別接？IX控制電路以及繼電器邏輯控制電路的一個(gè)輸入端，？仏控制電路的一個(gè)輸入\輸出端分別與繼電器邏輯控制電路的一個(gè)輸出\輸入端連接，閘門開度傳感器與閘門荷重傳感器的輸出端分別接？IX控制電路的一個(gè)輸入端，電動機(jī)控制回路的輸出端接液壓啟閉機(jī)的輸入端，控制電路和繼電器邏輯控制電路的一個(gè)輸出端分別接電動機(jī)控制回路的輸入端，？IX另外一個(gè)輸出/輸入端分別接1X0觸摸顯示屏的輸入/輸出端， 控制電路通過通信處理器模塊0^341-1接入工業(yè)以太網(wǎng)與無線客戶端模塊31連接，2470(:直流電源分別接？IX控制電路、1X0觸摸顯示屏、電動機(jī)控制回路、繼電器邏輯控制回路以及無線客戶端模塊31的輸入端。
【文檔編號】G08C17/02GK204204182SQ201420617590
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】汪玉岐 申請人:洛陽航凌電子工程有限公司