关于船闸自动控制系统的设计与应用
小型船闸PLC控制系统设计
摘要本课题为小型船闸的PLC控制。
船闸是在水位集中跌落的情况下（例如，建造闸、坝处），用以保证通航的水利工程建筑物。
利用河水灌溉农田，或者利用水力推动水力发电机进行工作时需要在河流上修建拦河坝，用以提高水位。
这样，河水被大坝隔断，上下游的水位差较大，航船无法通过。
于是人们就利用连通器的原理，在运输频繁的江河上，在大坝的旁边修建了船闸。
本文对船闸的结构、控制过程、作用等方面做了较全面的介绍，对PLC的基本组成、工作原理、发展过程及趋势进行大致的分析，以此引出用PLC实现对小型船闸的自动控制，用PLC代替传统的继电器接触控制逻辑电路，充分利用PLC的优点进行设计，给出了比较详细的系统设计过程，系统的配置，相应及程序运行的结构框图。
本文还对船闸运行发生故障时的自动报警与查询系统做了探讨与研究，对PLC船闸自动控制系统的完善具有重要意义。
关键词：PLC 船闸自动控制自动报警AbstractThis topic is The Design of Small Ship Lock Control System Based on PLC. The lock is the hydraulic engineering building concentrated in the case of the fall of water level (for example, construction of the lock, dam) , in order to ensure ing river water for irrigation of farmland, or using hydraulic drive hydraulic generator is built on the river to dam,in order to raise the water level. So, the river is cut off by the dam, water level upstream and downstream of the difference, the ship cannot pass. So people using the principle of communicating vessels, in the transport of frequent River, to build the dam next to lock. In this paper, the structure of lock control process, and other aspects of the role is introduced, analysis the basic composition, working principle, development process and trends of PLC, this leads to the automatic control of the small lock using PLC. Using PLC instead of the traditional relay contact controlling logic circuit. Making full use of the advantages of PLC design, to gives a more detailed system design, system configuration, and the block diagram of the program is running, and the corresponding procedures, and describes the structure and working principle of lock. This article is also alarm and query lock system, fieldbus communication in the host computer and research are also discussed, on the PLC automatic control system locks the improvement of great significance.Keywords: PLC ship lock automatic control automatic alarm目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)绪论 (1)1 可编程控制器（PLC）简介 (2)1.1 PLC的定义 (2)1.2PLC的硬件结构及基本配置 (2)1.3PLC的工作原理 (3)1.4PLC的特点 (4)1.5PLC的应用领域 (5)2船闸简介 (8)2.3船闸的定义 (8)2.3船闸的用途 (8)2.3船闸的主体结构 (8)2.4船闸的工作流程 (9)3 系统的硬件选择与软件设计 (12)3.1FX2N-48MR型PLC简介 (12)3.1.1电源与接地 (12)3.1.2I/O口与外部接线 (12)3.1.3FX2N-48MR基本参数 (13)3.2程序 (14)3.2.1I/O口分配 (14)3.2.2程序的编写 (14)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)绪论船闸是河道最常用的交通设施之一，随着水上交通的发展以及水资源的充分利用，船闸的作用与地位越来越高。
船闸毕业设计
船闸毕业设计一、选题背景船闸是连接两个不同水平的水域，调节水位和船只通过的设施。
随着国内经济的快速发展，水运业也逐渐成为一个重要的行业。
而船闸作为水运业中不可或缺的设施，其重要性也日益凸显。
因此，本次毕业设计选择了船闸作为设计对象。
二、设计目标本次毕业设计旨在设计一种高效、安全、稳定的船闸系统，以满足现代化水运行业对于船闸系统的需求。
三、方案设计1. 船闸系统结构设计（1）升降机结构升降机是船只通过船闸时需要使用到的设备。
升降机主要由上下两部分组成，在上部分设置一个平台，用于停靠船只；在下部分则设置一个升降装置，用于控制平台上下移动。
（2）防波堤结构防波堤是为了减小外界环境对于升降机造成影响而设置的设施。
防波堤主要由混凝土块组成，在其表面覆盖一层防腐材料以增加其使用寿命。
（3）水闸结构水闸是调节船只通过船闸时水位的设施。
水闸主要由一组门板和门板控制机构组成。
门板控制机构由油缸、阀门、电机等组成，用于控制门板的开启和关闭。
2. 船闸系统控制设计（1）PLC控制系统PLC控制系统是一种高效稳定的自动化控制系统，其通过PLC程序实现对于船闸系统各个部分的自动化控制。
PLC程序主要包括升降机、防波堤和水闸三个部分。
（2）远程监测系统远程监测系统主要用于对于船闸系统进行实时监测，以及对于异常情况进行报警处理。
远程监测系统主要由传感器、数据采集器和云平台三部分组成。
四、实验结果与分析经过多次模拟实验，本次毕业设计所设计的船闸系统在性能上达到了预期目标。
在升降机方面，其运行速度能够满足船只通过时的需求；在防波堤方面，其能够有效减小外界环境对于升降机造成影响；在水闸方面，其能够实现对于船只通过时水位的调节。
五、总结与展望本次毕业设计所设计的船闸系统在性能上达到了预期目标。
但是，由于时间和经费等限制，本次毕业设计所设计的船闸系统还有待进一步完善。
未来，我们将进一步优化控制系统，并增加安全保护措施以提高船闸系统的安全性和稳定性。
机械水平移动导轨的船闸与水利大坝自动控制
机械水平移动导轨的船闸与水利大坝自动控制导言：船闸与水利大坝是重要的水利工程设施，对于船舶航行和水资源的调控起到至关重要的作用。
随着技术的发展与进步，自动化控制系统在船闸和水利大坝中的应用日益广泛。
本文将探讨机械水平移动导轨的船闸与水利大坝自动控制系统的设计与实施。
一、机械水平移动导轨的船闸自动控制系统1. 系统概述机械水平移动导轨的船闸是一种常见的船闸类型，通过导轨的移动来实现船舶的进出。
为了提高船闸的运行效率和安全性，自动控制系统成为必不可少的组成部分。
2. 控制系统设计船闸自动控制系统主要包括传感器、执行机构和控制器三个基本组成单元。
传感器用于感知船舶的位置和速度，执行机构负责导轨的移动，控制器则根据传感器信号和预设的控制算法决定执行机构的动作。
3. 系统功能船闸自动控制系统能够实现以下功能：- 船舶识别与跟踪：通过传感器对船舶进行识别与跟踪，确保船舶进出的准确性和安全性；- 导轨平稳移动：控制导轨的移动速度和加速度，使船舶在进出过程中获得平稳的体验；- 紧急停止与报警：在紧急情况下，能够及时停止导轨移动，并发出报警信号，确保船舶和人员的安全。
二、水利大坝自动控制系统1. 系统概述水利大坝是水资源管理和洪水调控的关键设施。
自动控制系统的引入能够提高大坝的运行效率和安全性，减少人为的误操作。
2. 控制系统设计水利大坝自动控制系统主要包括水位监测与控制、泄洪与节制调度、电力调度和数据监测等功能模块。
通过传感器、执行机构和控制器的组合，实现对大坝水位、泄洪口和发电机组等的自动控制。
3. 系统功能水利大坝自动控制系统能够实现以下功能：- 水位监测与控制：通过水位传感器对大坝水位进行实时监测，并根据预设的控制算法对水位进行调整；- 泄洪与节制调度：根据预设的调度策略，对大坝的泄洪和节制进行自动调度和控制，确保大坝的安全性和调洪效果；- 电力调度：根据电力需求和水位情况，自动控制发电机组的启停和功率调整，实现最优的电力调度；- 数据监测与分析：实时监测大坝的各项参数，并通过数据分析，提供决策参考和故障诊断。
船闸机电控制系统的设计与应用
船闸机电控制系统的设计与应用作者：李勇伟出处：阅读：发布时间：2006-6-30 8:57:00 供稿：浙江省交通规划设计研究院(310006杭州市环城西路... 我国计算机应用的发展现状与趋势1 概述本机电控制系统，设计用于某四级航道的船闸中。
设计满足吨级船舶通航要求设计，也可满足吨级船舶通航要求。
本系统为船闸营运管理控制提供保证，包括机电、调度、收费三大内容。
1、船闸运行自动控制系统，包括：1) 集中控制室程序运行控制2) 闸首就地站单闸首集控及单侧闸（阀）控制3) 通行信号灯程序控制4) 通航照明控制（包括闸室、靠船墩、引航道）5) 广播指挥系统2、船闸运行视频监控系统3、船闸过闸调度与收费系统，包括；1) 船舶登记、收费及调度2) LED可变信息图文显示板2 自动控制系统2.1 主要控制对象技术参数及控制要求2.1.1 通航闸门及启闭机1、技术参数全闸共设扇三角闸门，上、下游各扇，每个闸首由左右扇三角门组成。
钢结构三角门面板为园弧形，朝向引航道。
上游闸门高.6m，下游闸门高.8m，单扇闸门宽.357m（按弧长）。
闸门启闭机可以在一定水位差条件下动水启闭，均采用液压直推式启闭机，全闸共布置台，上、下闸首各台，同一闸首同侧闸门启闭机与阀门启闭机共用套油泵泵站。
2、控制要求同一闸首通过电液控制，完成扇闸门的同步开启、关闭。
1) 关门按下关门按纽，两扇门叶同时朝关门方向运行，当门叶旋转到离全关位置¡ã（关前位）时均自动暂停，然后两扇门同时运行至全关位置，当门叶到达全关位置后，电磁阀复位，然后油泵电机自动停止工作。
2) 开门当闸门前后水位差小于cm时给出指示信号，按下开门按纽，启动油泵电动机，控制相应的阀组，使左右两扇门叶朝开门方向运转，到达全开位置后自动停止。
2.1.2 输水阀门及启闭机1、技术参数全闸共设扇阀门，上、下闸首各扇，采用单吊点潜孔式平面钢闸门。
阀门启闭机为动水启闭，均采用具有强落阀功能的液压直推式启闭机。
关于船闸自动控制程序的优化设计
结合现有 的船 闸工程施工 图纸 ，首要任务 是对 闸首结构的基本
形 状 和 结 构 进 行 分 析 总 结 ，提 取 出 闸首 最基 本 的 实体 结 构 模 型 ， 包
【 关键词 】 船闸 ；自动控制程序 ；设计
船闸作为一种通航建筑物 ，需要实现 安全 、快速放行船舶 ，为 实现这 一 目标，就需要对船闸的相关设施进行 设计优 化，利用新技 术对船 闸的运行调度进行 自动化 、智能化 、规范 化改造。船闸运行 是按一定 的逻辑 步骤进 行的， 即当船 只从上游 经闸室往下游运行时 ， 闸室和 上游的水位相 同，船只进入 闸室后关 闭上游 闸门，开启下游 船 闸的左右输 水阀门，闸室水位随之下 降 ， 待 闸室水位 与下游 水位 平齐 ，打开下游闸门 ，船舶 出闸，然后开始下一 流程 ，此运行流程 即结 束 。 １ 船 闸 自动 控 制 程 序 设 计 原 理 船 闸是由闸室、闸 门、 引航道 ，运行 系统 由控 制系统、传动系 统、指示 系统组成。 以一级船闸为例，运行流程 分为八 个步骤 ，分 别是：开上游阀门、开上游闸 门、关上游 阀门、关上游 闸门、开下 游 阀门、开下游 闸门、关下游 阀门、关下游 闸门。 船闸控制 系统通 常有程 控／ 现地电气控制 系统， 是一个典型的工 业控制 系统，经 过优 化电气控制系统优化 ，宿迁三号船 闸采用 ｐ ｌ Ｃ 自控系统 ，由上、下游五台 Ｐ Ｌ Ｃ控制柜 、三个操作 台、五只端子箱、 ４ 台备用动力箱组成。集控室安装一个操作 台，四闸首机房 各安装 端子箱 和备用 动力箱 ，主要 包含 以下几个 方面： １ ． １ 电源配置及 动力设 备。 电控 系统 的总进线 电源为双路 ４ ０ ０ Ｖ电源输入 ，１路投入 为整个 系统提供 电源 ，另 １路为 备用电源 ，备用 电源可在 主电源中断时 自 行切换投入 二 次回路 的电源均采用 安全 、稳定 的 Ｕ Ｐ Ｓ供电方式， Ｕ Ｐ Ｓ的输入 电源从 三相 电中抽 出一相获 得。 Ｕ Ｐ Ｓ的电源输 出主要 是为 现 地 系 统 提供 Ａ Ｃ ２ ２ ０ Ｖ 的 控 制 回 路 电源 以及 为 直 流 整 流 装 置 提 供 电
船闸自动控制系统
船闸自动控制系统Date: 9/25/2007一、项目介绍船闸控制系统主要对上、下游闸阀门实现控制，保证船只的通航快速、安全。
在上游和下游闸首一般都设有操作室，可实现船闸的集中和分散控制。
二、系统要求为了保证船只的正常通航，必须对上、下游闸阀门实现正确的控制，杜绝误操作发生事故，故系统对操作权限有严格的区分；同时一旦出现故障，应立即提醒操作人员和机电维修人员尽快处理，系统自动将故障消息传送给机电维修班，在操作室和机电维修班以及管理处，均能实现监视。
故系统应具有强大的网络功能，但不能过多的增加用户的投资。
三、系统方案针对系统要求，传统的HMI/SCADA软件如要实现，用户的投资成本就会增加很多，故选用WEBACCESS软件，而WEBACCESS软件是首家完全基于IE浏览器的HMI/SCADA监控软件，其免费的无限客户端——由于WebAccess与生俱来的网络架构，决定了客户端是免费、无限的，克服了传统软件一旦涉及到网络版都需要额外购买客户端的问题。
对于安全体系，WEBACCESS的严密的网络安全体系——WebAccess可以将用户划分为多种类型，不同的用户类型具有不同的界面访问权限；同时还使用了区域和等级的概念以保护IO点，一个IO点可以被指定在某一个区域中的某一个安全等级，而用户可以被指定在多个区域拥有不同的安全等级。
在监控时，如果用户需要修改某个IO点的值时，该用户的用户类型必须拥有可以更改该点值的能力，即他在该区域拥有的安全级别必须高于该点的安全等级。
四、系统构成本系统采用OMRON PLC+WEBACCESS软件构成整个系统的监控。
网络配置图如下：五、典型流程图例通过以上WEBACCESS软件在船闸的实际应用， WEBACCESS软件在该项目中的几点优势：1．优越的网络功能，免费的无限客户端。
2．灵活的上位操作模式。
根据最上层最高层管理员的授权，下面的工程管理员操作具有不同的操作权限，具备了无关人员的不可操作权限，同时又避免了相关操作人员的误操作。
PLC在船闸控制系统中的应用
船闸的工作流程是个闭环式的，每闸次都在重复同样的步骤，在某一个步 骤所需要宣传的安全生产内容基本相同，我们可以利用这个优势将需要在某个步骤需要宣传 的内容固定成一两句话，当ＰＬＣ运行至某个步骤就给出一个信号，这个信号驱动播音系统完成 自动播音。使用自动播音系统既可以避免放不安全的哑巴闸，还可以提高文明服务的质量，也是 构建和谐社会的一项重要举措。 ３．４对过闸船舶数量的统计 船闸是公共水上交通设施，很多船闸都具有收费职能，为确保国家规费的征收，船闸管理部 门都在想方设法，制订各项措施，来保证过闸费应征不漏，但措施落实不到位或监督措施不够严 谨，仍然会有船舶漏交过闸费的情况发生。如果我们船闸的登记、收费系统足够完善，我们就可 以将由ＰＬＣ采集一个数据核对的信号，核对后ＣＰＵ做出处理确定是否开闸，如果再增设上红外 测重仪、记数器，我们的过闸费就不会再流失分毫了。 ３．５闸、阀门运行同步纠偏系统 船闸的闸、阀门在运行过程中出现的不同步几乎在每座船闸都会经常发生，并且不易调整。 这个问题可以通过ＰＬＣ程序设计来解决，闸、阀门的开关程度的信号采集可以通过对活塞杆的 运行长度来取得，ＰＬＣ通过对此数据的分析，及时判断出两个闸（阀）门的行程之差，并反馈 到ＣＰＵ，要求ＣＰＵ对闸（阀）门拖动电动机（可以使用变频器实现调速）的转速进行调整，通 过对拖动电机转速的调整就控制了向油缸的输油量，以达到同步纠偏的目的。
（１）由于微山船闸地处微山湖区的空旷地带，很容易产生雷电，雷电所产生的电磁干扰致 使ＰＬＣ不能正常工作的情况达４次，其中两次造成多个电磁阀不能使用；
泰州船闸自动控制
目
录
• 泰州船闸计算机自动控制系统
• 船闸多媒体数字视频系统
泰州船闸计算机自动控制系统
水利水运自动化控制，涉及到自动控制、信息科学、 系统工程等领域，包括水情水文的监测、远程数据采集与 传输、机电液压控制、水情信息综合处理以及监测监控等 。 随着航道水运事业的的发展，过去船闸控制已不能适 应现代航运事业的需要。必须要结合水利水运行业特点， 走水利水运自动化控制发展的道路。只有这样，才能大大 提高船闸运行的安全性、可靠性和先进性，使船闸的自动 化控制和监控提高到一个新水平 。
• 日期、时间及摄像机标题，可根据用户 需要设置为摄像位置名称 • 自动报警功能，当输入端丢失信号或磁 盘满时会自动提供报警信号 • 可连续配套的解码器、控制云台、镜头， 支持多个云台控制及报警联动 • 外接报警功能：单机可控制8路输入，2 路输出，也可增加电话报警功能
五、系统主要功能
• 1、实时监视 ：完全的实时监视，具有多种画 面分割方式(1、4、9、16)，多方式查询。 • 2、存储及备份：支持热插拔活动硬盘，可以 利用DVD-RAM或硬盘手动备份录像资料。 • 3、支持多路同步实时回放、单路实时回放 ， 可以按照摄像机、日期、时间进行简便、快捷 的回放、检索；独有设计的录像、数据库结构， 保证录像资料安全、可靠。 • 4、图像色彩 ：可以对每个监视窗口单独调节 图像的亮度、对比度、饱和度和灰度，以保证 监视和录像画面平衡、清晰。回放窗口可调画 面亮度、对比度。
• • • • • • •
三、中央控制站软件系统总体功能
• • • • • • 数据采集和处理子系统 图形显示打印子系统 报表统计子系统 查询检索子系统 告警子系统 闸门实时控制保护子系统
可编程控制器在船闸自动化系统中的应用
扬州大学本科生毕业论文任务书
论文
题目
可编程控制器在船闸自动化系统中的应用
年级专业学生
姓名
学号
主要内容：
对船闸运行手段与模式进行相关研究。
熟悉船闸一般过闸流程。
利用相关检测传感器、数据采集与控制模块组成船闸自动化运行系统，并通过切实可行的网络把数据传送到系统中心。
设计船闸的控制方案。
选择所用的PLC型号，简要介绍所选用的PLC的特点、编程指令、通讯协议等。
描述船闸控制系统的现场单元功能。
设计船闸现场自动控制的PLC梯形图，概括设计的思路以及满足的控制要求。
并尽可能开发出相关的软件，实现相关的数据采集与控制功能，报表分析等。
主要任务及基本要求（包括指定的参考资料）：
船闸是连接内河与外河的枢纽。
实现船闸计算机控制，对提高船闸的过船效率、安全、减少人工有着重要的作用与意义。
船闸主要由闸首、闸室、引航道、导航和靠船建筑物等部分及其相应的设备组成，同时还包括引航道口门区与上下游航道连接段和外停泊区及前港。
一般船闸有2道闸门，通过2道闸门的互开互锁，实现内外河船舶的通行。
这些部分组成一个过船建筑物综合体，缺一不可，是船舶安全通畅过闸的保证。
要求对船闸上游、闸室、下游的水位进行测量，对船闸的运行过程进行监视和控制。
本课题要求：
1）了解船闸运行流程。
2）设计出船闸自动化运行方案。
3）编写出船闸运行的PLC控制程序。
4）在上位计算机上模拟出过闸过程。
发出任务书日期：2012年2月10日完成期限：年月日
指导教师签名：专业主任签名：
年月日。
智能化集中控制在智慧船闸建设中的运用探究
智能化集中控制在智慧船闸建设中的运用探究摘要：船闸是水运体系的重要组成部分，随着信息化技术、智能化技术在船闸工程中的应用，智慧船闸已经逐渐成为一种趋势。
文章以盐城YH船闸智能化集中控制系统建设为例，研究了智能化集中控制管理内涵特征，聚焦船闸运营、维护、服务等核心业务进行分析，旨在促进船闸智能化集中控制管理建设的规范化，以供参考。
关键词：智慧船闸；内河管理；物联网技术；精细化管理；智能化集中控制船闸智能化集中控制系统建设未来发展方向将以提升船闸运营、运维的智能化水平,提升船闸的服务水平,促进数据资源的整合与共享为发展导向，基于船闸精细化管理理念，依托信息化管理手段，遵循“纵向分层、横向分区”的原则，建立健全船闸远程集中控制系统建构，实现纵向分层和横向分层综合管理。
在纵向分层方面：一方面在智能化集中控制中心，实现对运盐河相关船闸的集中控制，利用大屏展示实现图像同屏、分屏显示的功能，能够灵活显示两座船闸的视频图像组合。
一方面在船闸层控制管理室，实现对船闸本地控制与调度管理。
在横向管理方面：分为工业控制区和信息管理区。
工业控制区主要为控制系统网络，独立于外部网络。
信息管理区包括视频、广播、甚高频、收费管理等业务，信息管理区部分业务与工业控制区控制网络间存在数据交互，要求采用单向隔离设备进行连接，严格控制信息交换，由工业控制区向信息管理区单向发送，确保控制系统安全。
1船闸智能化集中控制的设计与应用YH船闸为IV级通航建筑物，该船闸按照四级船闸标准建设，设计最大船型为500吨级船舶，船闸基本尺度为18×180×4（m）(闸室长×口门宽×门槛水深)。
通过横纵分层综合管理，对各类船闸事务进行全生命周期的安全监测，并通过大数据分析，做到船闸运行的“全程可见”。
对突发异常事件进行快速处置，促进船闸安全运行,提升了船闸运营效率，降低值班人员管理成本。
1.1船闸智能化集中控制系统的设计与应用考虑到船闸控制运行的安全性、可靠性等因素，船闸控制系统采用计算机集散控制系统结构，上位机由船闸监控调度中心的监控主机、数据库服务器、打印机等共同组成，实现对船闸的集中控制、数据管理、统计报表及打印功能等，下位机则为PLC分别实现现地对上、下闸首闸门等机械设备的现地控制，每套PLC系统由一个主站和一个远程站组成。
浅述船闸自动化控制系统的设计与应用
浅述船闸自动化控制系统的设计与应用【摘要】PLC是船闸自动化控制的核心部分，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。
【关键词】船闸；PLC；自控随着航运业的发展，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、可靠性，进一步提高船闸的使用效率。
1 船闸自控系统的设计和有关说明1.1 自控系统设备宿迁三号船闸自控系统由上、下游四台PLC控制柜、三个操作台、五只端子箱、4台备用动力箱组成。
集控室安装一个操作台，四闸首机房各安装一端子箱和备用动力箱。
1.2 系统控制方式自动控制系统有计算机操作和按钮操作两种控制方式。
以计算机操作控制为主，按钮操作为辅。
计算机控制由WEBAccess组态软件经编程组态后实现。
计算机操作具有程控和单项两种方式。
程控即一个上行或下行程序只需按一次关闸按钮，开阀、开闸、关阀几步连续顺序自动进行，自动开闸门完全依靠水位计发水平信号，当水位计因故不能发水位信号时，则需要人为发水平信号后在按开闸门按钮才能打开闸门；按钮操作主要是在计算机暂时故障的情况下，在闸首机房操作台上进行的一种简单临时的基本操作。
1.3 新技术和新设备船闸自动控制系统中使用了多项新技术和新设备。
系统使用了多种新型进口传感器，以提高整个系统的稳定性。
闸门使用进口光电开关和触点式门头开关双重保险确保信号的采集正确，防止浪涌采集到的错误信号。
液压设备上安装了高精度（精度可达0.05%）、可靠性强、稳定性好的磁质位移传感器，使系统时刻精确的采集到闸门的开关量，并显示于组态操作界面中。
船闸远程集控系统的设计与应用
船闸远程集控系统的设计与应用◎ 余超 江西省赣江船闸通航中心摘 要：为探索船闸远程集中控制系统设计思路，以具体船闸工程为例，通过梳理其船闸控制系统改革历程及现状控制系统存在的弊端，提出无线远程集控系统设计思路，并展开远程集控系统硬件及软件设计分析。
结果表明，传统的船闸运行控制系统普遍面临远程控制指令和现地设备实际状态不协调的情况，而无线远程集控系统应用后，基本实现了船闸安全、便捷、高效控制。
关键词：船闸；远程集控系统；设计；应用1.引言船闸是航道运输的关键性节点，也是十分重要的通航建筑物，其位于航道水位落差较大的区段，借助控制系统对闸阀门实施控制，确保船舶安全通行。
目前，大多数船闸控制系统以计算机集散控制为主，由控制系统所释放的控制信号借助光缆传输。
与过去纯人工控制方式相比，可靠性、安全性及传输效率均显著提高，但运行过程中仍存在数据传输滞后、数据收发丢包、系统无法及时识别报警、数据传输网络采用线缆连接等问题。
基于此，本文依托船闸工程实际，对远程集控系统展开设计，以期提升船闸运行的安全性与可靠性。
2.工程概况某船闸于1981年建成使用，在相应灌渠及河道贯通、航道运输及水位调节方面发挥着重要作用。
该船闸自建成以来一直采用集散控制系统，日常运行主要依靠操作人员在闸首机房、岗亭等控制点位现场控制，同时兼负船闸运行全过程的安全巡查。
如遇突发情况，相关人员必须立即赶回相应控制点操控船闸阀门，发生应急延误的可能性非常大。
此外，船闸机电设备传感器全部采用有线连接，线路布设复杂，运维难度大。
3.现有控制系统传输网络该船闸在2016年以前主要采用普通以太网控制网络系统，该网络主要基于CSMA/CD技术，如遇网络负载超载的情况，部分节点信息无法即时发送，甚至因网络阻塞及碰撞而丢失，不利于数据吞吐，也造成数据传输延时，降低以太网数据传输的实时性与可靠性。
2016年升级为工业以太网，升级后的控制网络系统可维护性、信息传输的可靠性均明显提升；通信速度提高，较好解决了普通以太网所面临的访问控制约束[1]。
船闸电力与控制系统设计应用
船闸电力与控制系统设计应用摘要船闸是一种“通航建筑”。
在天然河流中，由于水道流量、航道和航行、地形条件以及水道坡度的限制，必须形成阶梯状剖面，形成集中的水位下降。
因此，必须使用特殊的通航结构，使船只可以直接通过水滴。
船闸在现代通航建筑中应用最为广泛。
本文分析了某船舶船闸电力及控制系统的设计与应用，以供参考。
关键词船闸电力；控制系统，设计与应用引言江苏省交通船闸有完善的工作和生活配套设施，办公楼、宿舍、食堂、锁房、通道照明等日常运营耗电量大，为响应国家节能减排政策，创建节约型社会，减少不必要的船闸运维成本，分析船闸用电实际情况和节能要求，开发应用智能用电节能。
用于集成计算机和无线设备的系统特定指令示例。
林家坝船闸位于京杭大运河江苏段最北段，是按二级航道标准建造的双筒船，可通过2000-2000关，设计年吞吐量4000万吨。
一、电力系统原理及配置近年来，新建船闸改造的部分船闸和江苏省运输船闸系统配电系统都配备了电力监控系统。
配电室用电高低压配电柜电源回路数据采集，为智能用电节能系统的开发提供了真实的数据基础。
电力监控系统是通过RS485总线的船锁配电室电力参数监控设备（电力测量控制装置、低压智能无功补偿控制器、ATS控制器、温度控制器、发电机控制板等）。
通讯管理机连接后，通讯管理机将协议转换为以太网数据，光纤收发器通过光纤与出货监控调度中心的监控主机进行通讯。
船舶监控航运中心监控主机采集配电室各监控设备的电力参数信息等数据，实时图形化显示各配电设备的运行状态，并对数据进行分析处理。
将各种数据信息或控制指令传送给配电室的监控设备，保证和实现船闸配电室供配电系统的安全可靠运行。
执行对配电室配电设施的遥测、遥信、遥控等功能，将监测到的数据和操作指令以数据库的形式存储在数据库服务器中，以供查询和调用。
监测对象包括高压负荷开关、低压输入断路器、双电源开关、电容补偿柜、低压输出断路器、变压器（温控器）、发电机（控制屏）等。
船闸自动化监控系统技术及运用
船闸自动化监控系统技术及运用摘要: 本文总结了2016年汾泉河杨桥船闸扩建工程自动化监控系统建设工作经验，汇总了系统设计、软硬件配置、运行控制模式、控制功能等要点，提高了船闸设备数字化、智能化、自动化运行管理水平。
关键词: 船闸 PLC（可编程逻辑控制器）监控1 前言杨桥船闸按Ⅳ级标准建设，船闸闸室宽度13m，闸室长200m。
船闸上、下闸首工作闸门和输水洞阀门启闭机采用液压操作，共设有4套液压泵站，每套设有两台液压油泵，单台电机功率为22kW，采用软启动方式。
在船闸的上闸首设一座10/0.4kV变配电房。
闸首主要用电负荷为二级负荷，供电电源有两路，一路引自电力系统10kV输电线路，另一路为备用柴油发电机组。
变压器容量为200kVA，变压器采用户内安装方式，选用干式变压器，型号为SCB10-200/10，有IP21保护外壳；柴油发电机组容量为200kW。
船闸的控制运行以集中控制为主、现场控制为辅的控制方式，集中控制采用计算机监控，计算机监控系统采用开放式全分布系统结构，分设主控级和现地单元控制级。
主控级由两套操作员工作站以及外围设备等组成，现地单元控制级由可编程控制器PLC和触摸屏构成，在船闸上闸首和下闸首现场分别设置一套现地控制单元，主控级与现地单元控制级之间采用以太网连接。
船闸设有一套工业电视监视系统，系统由现场摄像机和中心监控设备组成。
船闸的上下闸首、管理区、上下游远调站现场设有13台彩色摄像机，中心监控设备放置在船闸中央控制室内，电视墙由多台彩色监视器组成。
2 系统设计2.1计算机监控系统船闸计算机监控系统采用开放式分层分布式结构，按无人值班、少人值守运行方式运行。
另外还有一套船闸收费系统，一套船闸交通广播系统，一套变配电监控系统。
监控系统由主控级(上闸首控制室)和现地单元控制级组成。
控制权分船闸控制室、现地二级，可以进行切换。
主控级是指在上闸首控制室操作员工作站上的操作，现地控制指在现场LCU屏上的操作。
建设智慧船闸工程方案设计
建设智慧船闸工程方案设计1.引言船闸是连接河流、湖泊或海洋的两个水域，帮助船只通过水坝或堤坝。
船闸在货运和旅游方面扮演着重要的角色，然而它们的老化和需要更多人为干预的现状使得理想的运输方式受到限制。
为了应对这一现状，我们设计了一种智慧船闸系统，旨在提高船闸的效率和安全性。
2.工程背景目前，大多数船闸仍然依赖于人工操作，这对于设施的安全性和效率都构成了挑战。
传统的船闸系统的操作需要至少两名操作员，在高峰期可能需要更多。
此外，由于人为的因素，船闸系统的操作也可能出现错误，导致损坏船舶和设施。
因此，设计并实施一种智慧船闸系统，将成为未来发展的趋势。
3.技术方案智慧船闸系统的设计需要充分考虑到系统的安全性、效率性和灵活性。
其中包括了传感器网络、数据库管理、自动控制系统和远程监控系统等技术。
具体来说，我们的智慧船闸系统包括以下几个方面的设计：（1）传感器网络：我们将在船闸的各个关键部位安置传感器，用于监测水位、船只的位置和速度等重要的信息。
传感器网络将实时收集数据，并将相关信息传输至中央数据库。
（2）数据库管理：我们将建立一个集中的数据库管理系统，将所有传感器收集到的数据进行存储和分析。
这将有助于系统的实时状态监测，以及对于历史数据的回顾分析。
（3）自动控制系统：基于传感器网络收集到的数据，我们将在船闸系统中实现一套自动控制系统，通过调整水闸的开合和水位的调节，以确保船只可以顺利通过。
自动化的系统将大大提高船闸的运行效率和安全性。
（4）远程监控系统：为了方便管理和监控船闸系统的运行情况，我们将建立一个远程监控系统，让操作员可以远程实时监控船闸的运行情况，并在需要时进行操作。
4.总体架构基于上述技术方案，我们设计了智慧船闸系统的总体架构。
该架构由传感器网络、数据库管理系统、自动控制系统和远程监控系统四部分组成。
传感器网络负责数据的实时监测和采集，数据库管理系统负责数据的存储和分析，自动控制系统负责船闸的自动化操作，远程监控系统负责操作员的远程监控和操作。
船闸自动化集中监控系统的研究与应用
船闸自动化集中监控系统的研究与应用发布时间：2023-07-05T03:38:05.575Z 来源：《科技潮》2023年9期作者：徐勃[导读] 集中监控系统设计是船闸自动化的核心环节，它决定了系统的功能和性能。
南京洛普股份有限公司摘要：船闸作为水路交通运输的重要设施，在货物运输和船舶通行中起到至关重要的作用。
为了提高船闸的安全性、效率和管理水平，船闸自动化集中监控系统被广泛研究和应用。
本文旨在探讨船闸自动化集中监控系统的研究与应用。
关键词：船闸自动化；集中监控系统；研究；应用引言：船闸是一种重要的水利工程设施，它在航运、水资源管理和防洪排涝等方面起着至关重要的作用。
传统的船闸管理和监控方式存在人力投入大、效率低下以及信息传递不及时等问题。
随着信息技术的不断发展和应用，船闸自动化集中监控系统的研究与应用成为提高船闸管理效能和安全性的重要途径。
一、集中监控系统设计思路集中监控系统设计是船闸自动化的核心环节，它决定了系统的功能和性能。
在设计思路上，需要综合考虑船闸的特点、管理需求以及自动化技术的发展趋势，以实现高效、安全、可靠的船闸运行监控，具体如图1.首先，集中监控系统的设计应基于船闸的结构和功能特点。
船闸作为水利工程设施，通常由闸室、闸门、水位控制装置等组成。
设计时需要充分了解船闸的结构和工作原理，考虑到不同类型的船闸可能存在的差异，并合理安排监控点位和传感器的布置，以实时获取关键参数的数据。
其次，系统设计应满足船闸管理的实际需求。
不同的船闸管理部门可能有不同的管理模式和工作流程，因此在设计过程中要与管理人员充分沟通，了解他们的需求和期望。
系统应提供全面的监控功能，包括对水位、流量、闸门状态、能源消耗等关键参数的监测和记录。
同时，还应提供报警功能，及时发现并处理异常情况，确保船闸的安全运行。
在技术上，系统设计应借助先进的自动化技术和信息化手段。
包括传感器技术、网络通信技术、数据存储与处理技术等。
传感器可以实时监测船闸各个部位的参数，将数据传输到集中监控中心。
船闸电气自动化控制设备改造及技术应用
船闸电气自动化控制设备改造及技术应用摘要：自动化控制设备已被广泛地应用于各个行业，但由于某些技术尚不完善，出现了一系列问题。
电力自动化控制设备在船舶闸门系统中占有举足轻重的地位，为了保证其安全和稳定，需要对其进行持续的改造和技术革新。
关键词：船闸；电气自动化控制；设备改造；技术应用自动控制设备通常是在没有人员或人员不足的情况下，对相关的工作进行监控，并根据事先制定的工作方案和设计的流程来完成。
随着我国电子机械技术的不断进步，自动化技术对提高各种生产作业的工作效率、对社会和经济的发展起到了积极的作用。
船舶水闸的自动控制系统在船舶的运营管理中起着举足轻重的作用，对有关的电气设备进行技术革新和改造，使船舶的航行效率得到显著提高，同时也确保了船闸的安全、稳定。
1船闸的概述船闸是指能够确保船体在航道上平稳地通过的大型箱型水工建筑物。
船闸就是用以保证船舶顺利通过航道上集中水位落差的厢形水工建筑物。
船闸在我国船舶航运过程中，起到了重要的作用。
因此，船闸的电气自动化设备的使用以及技术的创新，是社会发展的必然选择。
水闸工程是船舶航行中使用最多的一种，主要是建造在河道和运河上。
为了克服大的潮差，可以在港口的出海口和港口入口处修建船闸，通过两个闸门来控制河道内的水流，从而达到合理地控制水位，从而有效地解决航道上的集中水位差问题。
因此，水闸工程在我国的船舶运输中起到了很大的作用。
为此，应加大对船舶闸门的电气自动化设备的改造和技术革新，以提高我国的经济发展水平。
2某工程船闸初始电气设备自动化控制设备在很多领域中都得到广泛地应用，其在船闸中发挥着重要作用。
船闸是目前使用范围最大的一种通航建筑物，它对保障船只安全航行起到了很好的作用。
我国早在上个世纪就已经从国外借鉴了先进的电力自动化技术，并先后引进了一批电力自动化设备，随随着我国船舶工业的迅速发展，船舶工业的自动化程度也在逐步提升。
在某水利工程中，第一次采用了一种基于高度自动化运行结构的电子控制系统，另外，船闸内装有工业电视系统，能够在各种工况下进行操作，即单机、半自动、全自动运行。
船闸自动控制系统技术及运用
124DIGITCW2023.08IGITCW技术 应用Technology Application南通某船闸为人字闸门套闸，长175 m ，有效长度150 m ，闸室宽12 m ，门槛水深3.3 m ，最大设计船型为300 000 kg 级，级别V 级；双向水头承受设计，正向最大设计为2.14 m ，反向最大设计为-0.63 m 。
工作闸门采用钢质三角闸门，闸门启闭机采用滚珠丝杆式，由于上下游水位差小，所以输水利用三角门门缝即可。
该船闸自动控制系统是利用上位机监控软件结合PLC （可编程逻辑控制器）、现地LCU 控制柜、LCU 动力柜、现地操作台等设备实现对船闸设备的控制，同时结合数据库软件实现数据的存储和管理。
1 控制对象及控制层组成1.1 控制对象控制对象：船闸各闸首机房室内室外配套的机电设备。
主要有电磁阀、接触器、变频器、电机、传感器、闸门限位开关、闸门开度仪、水位计、进出闸信号灯以及闸室外照明等设备[1]。
1.2 控制层组成船闸的控制层由现地设备、现地控制、集中控制三个层次组成。
（1）现地设备层由船闸闸内闸外的机电设备组成。
主要包括闸门限位开关、闸门开度仪、电机、水位计、进出闸信号灯以及闸室外照明等设备。
（2）现地控制层由船闸闸室机房内的控制及显示设备组成。
主要包括现地上位机监控主机、现地LCU 控制柜、现地LCU 动力柜、现地操作控制台、现地监控主机等。
现地控制层的作用是实现机房监控设备的现地控制。
（3）集中控制层：由船闸监控中心上位机监控主机、数据库服务器及打印机等组成，实现对船闸的集中控制及管理。
管理人员在中控室就可以了解船闸现场的操作情况、运行情况以及故障报警状态，同时也可配合视频监控实现对船闸现场的控制操作。
2 控制系统设计2.1 控制系统组成本船闸控制系统采用集中控制和分散控制相结合结构，由监控中心上位机监控主机（服务端）及监控中心数据库服务器、现地闸首机房内上位机监控主机（客户端）、打印机等共同组成，从而实现对船闸的控制以及船闸相关数据的管理[2]。
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船 闸 闸 阀 门 自动 控 制 系 统 根 据 集 中 控 制 和 就 地 分 散 控 制 相 结合 的 原 则 进 行 总 体 设 计 ， 其组 成 包 括 集 中 控 制 室 程 序 运 行 控 制 、 闸 首 就 地 站 单 闸首 集 控 及 单 侧 闸 控 制 和 通 航 照 明控 制 等 部 分 。系 统 主 要 控 制 对 象 是 启 闭 机 房 设 备 状 态 的实 时监 测 、 上 、 下 闸 首 闸 阀 门启 闭机 组 、 进 闸 信号 和 出 闸信 号 等 。 系 统 采 用基 于 Ｐ Ｃ 的 集散 型 分 布 式控 制 结 构 ，在 中控 室 Ｌ 的 一 台 工控 机 是船 闸控 制 中枢 ，旁 边 设计 有 一 面 控制 屏 ，屏 上 的控 制 单元 设 有 两套 Ｐ Ｃ可编 程 控 制器 组 成 的现 地 监 控 单元 、 Ｌ 及 其一 台船 闸水 位 、闸位 测 量 仪 ，屏 上还 设 有 若 干个 按 钮 、指 示 灯作 为集 中手 动操 作 方 式 。工控 机 与 闸 管 所服 务器 之 间通 过 光 缆 以 太 网连 接 ，如 图 １ 所 示 。 工 控 机 与 Ｐ Ｃ 之 间通 过 Ｌ ＵＮＩ Ｅ Ｗ Ａ － Ｌ Ｙ连接 。工 控 机 通过 ＲＳ ４ ５总线 方式 与船 闸水 Ｔ 一８ 位 闸位 测量 仪 连 接 。系统 中各 功 能单 元 既 独立 又 相 互 协调 ，可
连 续 自动地 完成 船舶 上行 过 闸 或下 行 过 闸 的集 中程序 控 制 。
统设计 规范 Ｊ Ｊ ０ —０ 船 闸水工建筑物 设计规范 Ｔ ３ ６２ ０ 、 １
Ｊ Ｊ ０ － ０ 、 船 闸 闸阀 门设 计 规 范 Ｊ Ｊ ０ —０ ３ 船 Ｔ ３ ７ ２ ０１ Ｔ ３ ８２ ０ 、 闸 电气 设 计规 范 Ｊ Ｊ １ — ０ ４等规 范 要 求 ，我 们 设 计高 可 Ｔ ３ ０２ ０
（ ）可 靠 性 ２
用于我 国的水运 事业之中 ，这其 中就包括船 闸闸阀门 自动控 制系统 。船 闸 自动控制系统能根据控制要求 ，实现启 闭闸阀
门 、监 测 闸 室 内 水 位 、 监 测 各 闸 阀 门开 启 状 态 和 监 测 系 统 设 备 状 态 等 功 能 ，具 有 可 靠 性 高 ，使 用 操 作 方 便 等 特 点 。
连 情 况 ， 自动 分 断 电机 主 回路 ，从 而 起 到 保 护 电机 的 作 用 。 （ ） 闸 阀 门启 闭机 主 回路 的 电源 通 断采 用交 流 接 触 器 ２
交流接触器 是广 泛用作 电力的开断和控制 电路 。它利用
靠 性 的 系 统 ，使 船 闸 的控 制 更 安全 可 靠 。 （ ）延 伸 性 ３
在 满 足 系 统 设 计 要 求 的前 提 下 ，选 用性 价 比 高 的传 感 器
设 备、监控设备及通信设备 。另一 方面 ，系统所采用 的设备
要 考 虑 其 更 新 速 度 。设 备 的更 新 、 变 化 ，必 将 导 致 对 系统 的 扩 展 需 求 。 因此 ，我 们 要 在 升 级 时 可 以 最 大 限度 地 保 护 原 有 的 硬 件 设 备 和软 件 投 资 。
一
、
船 闸 闸 阀 门 自动控 制 系统 构 成
体系结构是系统设计的第一要素 ， 详细设计阶段的工作如
用 户 界面 设 计 ，数 据 库 设 计 ，模 块 设计 ，数 据 结构 设 计 等 等 ， 都 是 在体 系结 构确 定 之 后 开展 的 ， 编 程和 测 试 是 最 后面 的工 而 作 。根 据 船 闸 总体 设 计 规范 Ｊ Ｊ ０ — ０ 、 船 闸输 水 系 Ｔ ３ ５２ ０１ 《
中图 分 类 号 ： Ｕ ６ ． ２ ６ ４ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ — ９ ３ （ ０ ２ ８ ０ ３ － ２ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ — ０ ８ ０
随 着 信 息 技 术 的 Ｅ新 月 异 ，计 算 机 监 控 技 术 已被 广 泛应 ｌ
合 适 性 指 系 统 的 结 构 是 否 符 合 适 合 于 系 统 功 能性 需 求 和 非 功 能 性 需 求 ， 是 评 估 体 系 结 构 好 不 好 的第 一 个 重 要 指 标 。 它 因 此 ，在 方 案 设 计 中要 特 别 强 调 系 统 的 合 适 性 ，采 用 成 熟 的 自动 控 制 技 术 、 计 算机 技术 、 安 全 防 范技 术 。
摘
要 ：随着信息技术 的 日新月 异，计算机监控技术 已被广泛应 用于 我国的水运事业之 中，这其 中就包括船 闸闸阀
门 自动控制系统 。文 中介 绍了船 闸闸阀门 自动控制 系统 的基本构成 ，并从要求 、设备 、控制 回路 等几个 方面对船 闸
闸 阀 门 自动 控 制 系 统 进 行 了设 计 。 关键 词 ：船 闸 ；闸 阀 门 ； 自动控 制 系统
２ ．组 成 系统 的 设 备
（ ）主 回路 供 电采 用带 电分 励 的空 气 开 关 １ 该 装 置 有 过 载 、 欠压 、短 路 保 护 功 能 ，增 加 系 统 对 电机 的保 护 措 施 ，可 以远 程 控 制启 动 操 作 机 构 达 到 合 闸和 分 闸 的
作用 。在现场无人职 守情 况下 ，如果出现接触器异常触点 粘
第 １ ２卷 第 ８期
２０１ 笠 ２
中 国
水
运
Ｖ８ 月
Ｃ ｎ Ｗａ ｅｒ ｈｉ ａ ｔ Ｔｒ ｎｓ ａ ｐｏｒ ｔ
Ａｕ ｓ ｇｕ ｔ
关于船 闸 自动控制 系统的设 计与应用
张 中生 ，刘 国霞
（ １济 宁市 港 航 局 ， 山东 济 宁 ２ ２０ ；２青 岛青 岛赛 瑞 达 设 备 制 造 有 限 公 司 ， 山东 青 岛 ２ ６ ０ ７００ ６０ ０）