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船闸远程集中控制系统建设指南一、引言随着我国水运事业的快速发展，船闸工程在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
然而，传统的船闸运行管理方式存在一定程度的不足，如运行效率低、人工成本高等。
为了提高船闸运行效率，降低运行成本，本文将探讨船闸远程集中控制系统的建设，以实现船闸运行的自动化、智能化。
二、船闸远程集中控制系统概述1.系统组成船闸远程集中控制系统主要包括以下几个部分：远程监控系统、自动控制系统、通信系统、报警与保护系统等。
2.系统功能船闸远程集中控制系统具备以下功能：（1）远程监控：实时监测船闸运行状态、设备运行参数等；（2）自动控制：根据船闸运行需求，自动调节水位、开关闸门等；（3）通信联络：实现船闸与调度中心、上下游站点等的信息交流；（4）报警与保护：实时检测系统运行异常，发出报警信号，并采取相应保护措施。
三、系统建设目标船闸远程集中控制系统建设旨在实现以下目标：（1）提高船闸运行效率，缩短船舶过闸时间；（2）降低运行成本，减少人工投入；（3）确保船闸运行安全，降低事故发生率。
四、系统建设方案1.硬件设备选型与配置根据船闸运行需求，选择合适的硬件设备，如PLC、变频器、传感器等，并进行合理配置。
2.软件系统设计（1）用户界面设计：简洁明了，易于操作，具备实时数据显示、报警信息展示等功能；（2）数据库设计：合理规划数据表结构，确保数据存储安全、查询迅速；（3）系统模块划分：按照功能划分模块，便于维护和升级。
五、系统实施与调试1.施工组织与管理：合理组织施工队伍，明确分工，确保工程进度和质量；2.系统调试与验收：系统安装完成后，进行调试和验收，确保系统正常运行。
六、系统运行与管理1.运行维护：定期对系统进行检查、维护，确保设备运行稳定；2.安全保障措施：建立健全安全管理制度，提高系统安全性。
七、经济效益分析船闸远程集中控制系统的建设将带来以下经济效益：（1）提高船闸运行效率，缩短船舶过闸时间，降低物流成本；（2）减少人工投入，降低运行成本；（3）确保船闸运行安全，减少事故损失。
西门子Process Historian和Information Serve在船闸集控系统中的应用1. 引言1.1 背景介绍船闸集控系统是指用于控制船闸操作的自动化系统，其在船舶过闸、水位控制、闸门控制等方面起着至关重要的作用。
随着科技的不断发展，现代船闸集控系统已经逐渐智能化，采用了先进的技术来提高系统的效率和可靠性。
西门子Process Historian是一款用于数据存储和分析的软件系统，它可以实时记录和存储系统运行数据，并提供数据分析和报告功能。
在船闸集控系统中，Process Historian可以帮助操作人员追踪系统运行状态、优化运行参数，并提供历史数据用于系统故障分析和优化。
Information Serve是西门子公司提供的用于数据发布和共享的软件系统，它可以将系统数据以图形化、直观化的方式展示给用户，帮助用户更好地理解系统运行情况。
在船闸集控系统中，Information Serve可以实现数据实时监控、远程控制和故障诊断，提高系统运行的透明度和可靠性。
【以上内容为虚构】1.2 技术概述西门子Process Historian和Information Serve是西门子公司针对工业领域开发的两款重要软件产品。
Process Historian是一种用于数据采集、存储和查询的历史数据库系统，可帮助用户轻松地记录和分析实时生产过程中的数据。
Information Serve是一种用于数据展示和分析的软件系统，能够将历史数据以直观的图形方式展示给用户，并提供多种查询和分析功能。
这两款软件产品在船闸集控系统中的应用具有重要意义。
船闸集控系统是一种用于控制船闸开启、关闭和水位控制的自动化系统，其中涉及到大量的数据采集和处理工作。
通过使用Process Historian，系统可以实时采集和存储各种传感器数据，包括船闸位置、水位、压力等信息，为后续的分析和查询提供了基础数据支持。
Information Serve可以帮助系统管理人员通过直观的图表和报表展示历史数据，帮助他们更好地了解船闸运行状态，及时发现问题并采取措施解决，提高系统的安全性和稳定性。
某船闸计算机监控系统设计和应用摘要：简要介绍了枢纽船闸的工程概况，详细介绍了计算机监控系统的设计原则以及船闸计算机监控系统实现结构配置和功能，提高船闸运行的安全系数与生产效率。
关键词：船闸上位机监控系统1工程概况某供水枢纽工程为省重点水利工程，是具有防洪、供水、发电、航运等综合效益的大型水利工程。
船闸计算机监控系统的监控对象包括：船闸上闸首左右侧人字门、左右侧廊道工作门；船闸下闸首左右侧人字门、左右侧廊道工作门；闸坝配电房的船闸相关配电设备。
2监控系统设计原则与结构配置2.1设计原则船闸计算机监控系统必须响应速度快，可靠性、可利用率高；可适应性强；可维修性好；先进、经济、灵活和便于扩充。
2.1.1船闸计算机监控系统采用基于Windows 操作系统的全分布开放系统结构，采用开放式、分层分布式设计；采用容错设计；采用光纤以太网网络结构和成熟的标准汉化系统。
2.1.2船闸和闸坝配电现地控制单元（LCU）以S7-300系列可编程序控制器（PLC）为基础，采用模块化结构，具有自诊断功能。
2.1.3采用GPS卫星时钟系统对监控系统的主控级计算机和各现地控制单元(LCU)进行时钟同步，使计算机监控系统的时间与标准时间同步。
2.1.4监控管理层与现地控制单元采用光纤电缆连接；监控管理层设备因布置相对集中，采用双绞线网络电缆连接。
网络速率为100Mbps。
2.2结构配置枢纽船闸计算机监控系统采用分层分布式结构，采用开放式、全分布设计,由集中控制单元和现地控制单元两部分组成。
船闸计算机监控系统还包括广播、收费、通航信号灯等设备，与西溪船闸工业电视图像视频系统构成一个完整的、独立的船闸控制监视综合系统。
船闸监控系统的网络拓朴结构分为以下三层，最上层是监控管理层，中间层是现地LCU控制层，现地LCU向上通过以太网通信模块与监控管理层实现通讯，通讯介质为光纤，上下闸首的两台收费工作站通过光纤以太网和监控管理层相连。
现地层配置为：(1)船闸计算机监控子系统设五个现地控制单元（LCU）,其中四台LCU各负责本闸首的人字闸门、廊道工作门的控制以及液压泵组的控制(2)闸坝配电房LCU屏布置于闸坝配电房内，主要对闸坝配电房内的坝区变及柴油发电机断路状态、电流及电压量等进行监视。
收稿日期福建省九龙江北溪水闸计算机监控系统应用蔡解亮(福建省九龙江北溪管理局,福建龙海 363107)摘要:该文介绍福建省九龙江北溪水闸计算机监控系统。
该系统采用分层分布式控制系统DCS 拓扑结构,通过计算机、网络设备、光纤传输设备实现对水闸、船闸、中干渠、变电所等设施的现地及集中监控。
关键词:分层分布式控制系统;可编程控制器;水闸中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1002-3011(2008)02-0072-04前言福建省九龙江北溪引水工程位于漳州市境内,1980年建成通水,主要由北溪南北港两座拦河闸、南北港船闸和左、中、右三条引水渠道组成。
工程以向厦门经济特区和漳州部分地区的城市供水为主,同时兼顾沿线的农业灌溉用水。
为提高水闸工程运行科学性、可靠性、灵活性,增强水闸工程在恶劣天气条件下运行的安全性,采用计算机、网络设备和光纤传输等设施实现对南港水闸15孔闸门液压启闭机和3个液压泵站、北港水闸25孔闸门液压启闭机和3个液压泵站、1座单级船闸(南港)、1台中干渠进水闸螺杆启闭机、枢纽变电所电气设备等系统的现地及集中监控。
九龙江北溪水闸闸门计算机监控系统采用两层分布式集散控制系统拓扑结构,主要包括:郭州头中控室的两台计算机监控主站、各控制站网络设备及传输介质(光纤和电缆)、南港水闸3个现地控制站、北港水闸3个现地控制站、南港船闸现地控制站、中干渠进水闸螺杆启闭机现地控制站、枢纽变电所现地控制站。
1 系统结构根据水闸调度控制模式设计方案,水闸计算机监控系统采用分层开放分布式系统拓朴结构,由集中控制层、现地控制层二部分组成。
控制系统结构如图1所示。
111 集中控制层集中控制层设备布置于郭洲头控制中心机房。
郭州头监控站设置2台互为热备份的集控主机,承担对南、北港水闸闸门启闭机现地设备、中干渠进水闸螺杆启闭机现地设备、变电所供配电现场设备的集中监控,对南港船闸的远程监视,并对南、北港水闸、中干渠进水闸、变电所的运行进行集中管理。
船闸远程监控系统综合设计与应用PLC是船闸远程监控系统的核心部分，对其合理的选型和设计，对船闸能否高效、自动化的运行非常重要。
该系统具有控制、监控等多项功能。
控制对象包括液压泵站和液压启闭机械、交通信号灯、语言播报通讯信息等设备。
标签：船闸；PLC；远程监控系统一、前言随着航运业的发展，船闸的数量也在不断增加，如何提高船闸的管理水平和便于操作管理人员的使用，同时使船舶迅速便利安全的通过船闸，是摆在船闸设计人员和管理人员面前具有挑战性的工作。
新时期对运行效率也有着不同的要求，因此，开发新技术、应用新技术也是我们技术人员义不容辞的职责，我们应不断地总结经验，提高PLC自动控制系统的安全性、可靠性，进一步提高船闸的使用效率。
二、船闸远程监控系统综合设计方案根据桥闸的特点，要实现桥闸自动化改造、开发功能完善的桥闸PLC控制软件，首先必须确定合理的、可行的、科学的桥闸控制系统的方案。
1、系统设计原则标准化原则、安全性和可靠性原则、实用性原则、先进性原则、开放性和可扩展性原则、易于实施和可维护性原则。
2、控制系统软件设计桥闸远程监控系统不仅能够满足桥闸现场控制和远程监控的要求，而且为水资源的合理调度和航运的顺畅运行打下了坚实的基础。
对于其他类似结构的大型桥闸系统，只要对有关控制参数加以改动，也可以满足其所要求的现场信息监测、显示和开度控制。
因此，该船闸远程监控系统具有广阔的应用前景。
三、PLC在船闸远程监控系统中的现实意义在船闸远程监控系统中，通常包含一些开关量和模拟量的检测及控制。
目前较先进、应用较广泛的是可编程序控制系统，简称PLC，其突出优点为：1、功能齐全PLC的基本功能包括开关量输入/输出，模拟量输入/输出，内部中间继电器，计时/计数器，移位寄存器，能进行四则运算、比较、跳转等。
同时有通信联网能力，可进行PID闭环控制，与上位机通讯可构成局域网。
2、安全可靠PLC系统用软件代替了传统的继电器控制中复杂的硬件线路，故障率明显降低。
船闸计算机监控系统
发表时间：2019-01-03T16:17:46.560Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：武爱平[导读] 摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着自动化技术和信息化技术不断发展，以及运行管理体制的改革，对水利水电工程的自动化技术提出了更高的要求。
深圳市东深电子股份有限公司广东深圳 518057摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着自动化技术和信息化技术不断发展，以及运行管理体制的改革，对水利水电工程的自动化技术提出了更高的要求。
计算机技术、信息技术和现场总线技术的飞速发展给水利水电工程自动化系统无论在结构上还是功能上，都提供了一个广阔的发展空间。
水利水电工程自动化系统应该成为一个集计算机、远程控制、网络以及多媒体为一
体的综合系统。
关键词：船闸；计算机；监控系统引言
船闸计算机监控系统是航运行业管理自动化信息化的重要组成部分，涉及计算机控制、分布式数据管理、上下位软件编程、传感器技术、通信技术等。
随着船闸布点的迅速发展，建立一套船闸计算机监控系统迫在眉睫，以实现船闸管理“无人值班、少人值守”的目标。
1系统配置与结构
某船闸上、下闸首均采用人字门启闭，卧式液压启闭机提供动力，闸首左、右闸室均配置一套现地动力控制柜和一套现地左、右现地动力控制柜主要控制液压油泵、人字门、泄水阀门及交通灯，左侧现地配置一套施耐德右侧现地配置一套施耐德远程扩展机架，左、右侧采用扩展电缆连接，实现闸首左、右侧同步控制。
上位机配置台操作员站、台历史数据库服务器和台调度服务器。
监控软件采用监控软件，台操作员站互为冗余，充分保证系统旳可靠性；历史数据库服务器负责历史数据存储，能够实现报表分类查询，操作査询，事件査询、曲线査询等；调度服务器主要功能为船闸优化调度和船闸收费，船闸调度系统软件可以模拟闸室尺寸与船闸尺寸，合理安排上行、下行船只数量，高效、快捷地实现船只上行与下行。
船闸收费系统配置了上闸首收费刷卡机、下闸首收费刷卡机及网络设备，采用收费系统软件，实现上行、下行船只收费工作。
2船闸计算机监控系统
2.1架构设计
枢纽船闸计算机监控系统采用分层分布式结构，采用开放式、全分布设计，由集中控制单元和现地控制单元两部分组成。
船闸计算机监控系统还包括广播、收费、通航信号灯等设备，与西溪船闸工业电视图像视频系统构成一个完整的、独立的船闸控制监视综合系统。
船闸监控系统的网络拓朴结构分为以下三层，最上层是监控管理层，包括2台互为热备用的操作员工作站（监控主机）、1台数据服务器、1台调度工作站、2台收费工作站以及视频监视主机。
中间层是现地LCU控制层，现地LCU向上通过以太网通信模块与监控管理层实现通讯，通讯介质为光纤，上下闸首的两台收费工作站通过光纤以太网和监控管理层相连。
现地LCU分布在上闸首、下闸首的左右机房和闸坝配电房内。
底层是设备与器件层，各种设备与器件通过硬线电缆与LCU及继电器、接触器相连接。
各PLC与上位机之间的通讯采用光纤以太网。
现地控制单元PLC之间通过PROFIBUSDP现场总线实现连接，总线安装方便简单，各PLC之间实现监测数据共享，LCU主要完成被监控设备的就地数据的采集及监控功能。
船闸收费系统作为计算机监控系统中一个重要的子系统，完成对过往船只的注册登记、收费管理的采集船只信息与完成缴交过闸费用的任务。
船闸收费调度系统船闸收费调度由收费工作站、读卡器、调度工作站和数据库服务器等组成。
收费工作站一般放置于上游（下游）收费亭内，调度工作站放置于中控室。
收费工作站通过RS232串口与读卡器相连。
2.2软件设计
软件采用结构化、模块化、面向对象的设计方法；增强系统的分级容错设计，保证重要传感器、执行机构故障时系统可以容错运行，例如水位计、开度仪、电机、电磁阀等。
加强故障检测报警及应急处理功能，闭锁条件的判断处理；增强操作控制指令校验，提供强大的数据查询和信息提示功能，同时系统网络等部分故障时，系统可以降级运行，防止系统进入被动性失控状态。
2.3下位ＰＬＣ逻辑编程设计
此模块是船闸各个执行机构控制核心，其功能可以根据梯形图程序定时扫描，根据编制好的逻辑关系对液压传动机构等进行监控，根据前面变量与地址定义的关系接受上位组态编程发过来的数据，以实现方向控制作用。
通过它，即使操作人员根本不懂电气知识或船闸运行工艺，都可以方便地进行操作。
在整个系统架构先进合理可靠的基础下，现地ＰＬＣ应用程序编制得是否周密、完善，对船闸能否安全可靠的运行起主导作用。
同时完善的应用程序也可以最大程度地发挥ＰＬＣ等先进设备的优越性能。
在ＵＮＩＴＹ软件中将梯形图程序分为程序段执行，由段调度程序分配各子程序段的调用执行。
我们根据在ＰＬＣ工程项目和船闸控制领域的经验，将船闸ＰＬＣ应用程序划分为如下结构：（１）主程序。
程序上电初始化、通讯状态检测及数据通讯管理、船闸上／下行控制、调用各子程序段。
（２）子程序。
程序控制子程序段、手动控制子程序段、开本侧闸门控制子程序段、开对侧闸门控制子程序段、关本侧闸门控制子程序段、关对侧闸门控制子程序段、开本侧阀门控制子程序段、开对侧阀门控制子程序段、关本侧阀门控制子程序段、关对侧阀门控制子程序段、强落本侧阀门控制子程序段、强落对侧阀门控制子程序段、比例泵流量控制子程序段、润滑油泵控制子程序段、交通信号灯控制子程序段、水位计整定自动检测子程序段、设备故障检测和处理子程序段、现地操作台显示控制子程序段。
2.4现地层配置
（1）船闸计算机监控子系统设五个现地控制单元（LCU），其中四台LCU各负责本闸首的人字闸门、廊道工作门的控制以及液压泵组的控制。
各闸首LCU之间的通信通过现场总线的方式来实现；各闸首LCU屏与上位机之间的通信由光纤传输实现，在系统中除配备必要的防雷设备外，另配8个信号避雷器，用于水位计、通航信号灯的信号防雷。
另一台为公用LCU的PLC用于船闸高低压配电装置。
（2）闸坝配电房LCU屏布置于闸坝配电房内，主要对闸坝配电房内的坝区变及柴油发电机断路状态、电流及电压量等进行监视。
配电房LCU屏内配置各PLC模块、以太网模块、彩色液晶触摸屏等之外，还设置必要的信号指示灯、远方/现地权限切换开关、手动操作按钮等元器件；设UPS电源及避雷器，控制电源由配电房中的专用电源上引出。
（3）通航信号灯包括上下游远程信号灯、上闸首进出闸信号灯、下闸首进出闸信号灯等。
电源由船闸照明电源回路中引出。
2.5记录、报告、统计制表
（1）所有监控对象的操作、报警事件及实时参数等都予以记录，对故障信号进行事件顺序记录；运行管理人员可通过操作员工作站方便地进行人机对话，按航次自动登录各闸室人字门、输水阀门的运行情况，启、闭时间以及上、下游和各闸室的水位、开度等信息，按要求形成统计报表；（2）将所有的操作自动按其操作顺序记录下来，包括操作对象、操作指令、操作开始时间、执行过程、执行结果及操作完成的时间、操作员的姓名等；自动将各种报警事件按时间顺序记录其发生的时间、内容和项目，生成报警事件汇总表；记录故障发生前后一段时间里重要实时参数的变化情况；并自动记录与故障量相关的参数；记录重要监视量的运行变化趋势，并进行趋势分析；（3）船闸过船运行情况记录：由运行管理人员将船队基本情况如船名、船队尺寸、吨位、时间等输入计算机内，形成各种统计报表，表格格式应可由用户方便地重新进行设置。
结语
尽管在船闸计算机监控系统制造上，我国目前处于世界先进水平，遗憾的是系统中大量使用国外控制产品，而且在“自动化、信息化、无人值守”发展方向上还有潜力可挖，寄希望于国内同行奋起直追，大力发展民族工业，开拓船闸监控技术新局面。
参考文献：
[1]王德吉.西门子工业网络通信技术详解[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]罗飞.三峡船闸计算机监控系统设计[J].电工技术，2013（4）：40-41.。
