6.2 电气二次

6.2.1 控制范围

角峪水库闸门自动控制系统的控制范围包括东放水洞工作闸门1扇、西放水洞工作闸门1扇、溢洪道工作闸门3扇，其中东、西放水洞工作闸门配套螺杆式启闭机，电机功率为3kW；溢洪道工作闸门配套固定卷扬启闭机，电机功率为7.5kW。

6.2.2 控制方式及系统组成

闸门控制拟采用由上位计算机系统及现地控制单元组成的分层分布式控制系统。

上位计算机系统由监控计算机、不间断电源、以太网交换机等设备组成，设于水库管理处办公室内。

现地控制单元设于启闭机房，与上位计算机系统通过以太网连接，由PLC控制屏、动力屏、自动化元件构成。

PLC控制屏内装设可编程序逻辑控制器（PLC）、触摸屏、信号显示装置、网络服务器等。PLC具有网络通信功能，采用标准模块化结构。PLC由电源模块、CPU模块、I/O模块、通信模块等组成。

动力屏装设主回路控制器件，主要包括空气开关、接触器、热继电器等。

为了配合实施闸门控制系统的功能要求，实现闸门的远方监控，启闭机均装设闸门开度传感器、荷重传感器和水位传感器，将闸门位置信号、荷载信号及水位信号传送至现地控制单元和上位机系统，为闸门控制提供重要参数。

6.2.3 上位计算机系统的功能

（1）数据采集和处理。模拟量采集：闸门启闭机电源电流、电压、闸前水位、闸后水位、闸门开度、闸门荷载；状态量采集：闸门上升或下降接触器状态、闸门启闭机保护装置状态、动力电源、控制电源状态、有关操作状态等。

（2）实时控制。通过监控计算机对闸门实施上升或下降的控制，所有接入闸门控制系统的闸门均采用现地控制与远方控制两种控制方式，互为闭锁，并在现地切换。

（3）安全运行监视。

1）状态监视。对电源断路器事故跳闸、运行接触器失电、保护装置动作等状态变化进行显示和打印。

2）过程监视。在控制台显示器上模拟显示闸门升降过程，并标定升降刻度。

3）监控系统异常监视。监控系统中硬件和软件发生故障时立即发出报警信号，并在显示器显示记录，同时指示报警部位。

4）语音报警。利用语音装置，按照报警的需要进行语言的合成和编辑。当事故和故障发生时，能自动选择相应的对象及性质语言，实现汉语语音报警。

（4）事件顺序记录。当供电线路故障引起启闭机电源断路器跳闸时，电气过负荷、机械过负荷等故障发生时，应进行事件顺序记录，进行显示、打印和存档。每个记录包括点的名称、状态描述和时标。

（5）管理功能。

1）打印报表。闸门启闭情况表，闸门启闭事故记录表。

2）显示。以数字、文字、图形、表格的形式组织画面在显示器上进行动态显示。

3）人机对话。通过标准键盘、鼠标可输入各种数据，更新修改各种文件，人工置入各种缺漏的数据，输入各种控制命令等，实现各涵闸运行的监视和控制。

（6）系统诊断。主控级硬件故障诊断：可在线和离线自检计算机和外围设备的故障，故障诊断应能定位到电路板。主控级软件故障诊断：可在线和离线自检各种应用软件和基本软件故障。

（7）软件开发。应能在在线和离线方式下，方便地进行系统应用软件的编辑、调试和修改等任务。

6.2.4 现地控制单元的功能

（1）实时数据采集和处理。模拟量采集：闸门启闭机电源电流、电压、闸前水位、闸后水位、闸门开度、闸门荷载。状态量采集：闸门行程开关状态、启闭机运行故障状态等。

涵闸监控系统通过在不同点安装一定数量的传感器进行以上数据的信号采集，并对数据进行整理、存储与传输。

（2）实时控制。

1）运行人员通过触摸屏在现场对所控制的闸门进行上升、下降、局部开启等操作。闸门开度实时反映，出现运行故障能及时报警并在触摸屏上显示。

2）通过通信网络接受上位机系统的控制指令，自动完成闸门的上升、下降、局部开启。

（3）安全保护。闸门在运行过程中，如果发生电气回路短路电源断路器跳闸，当发生电气过负荷，电压过高或失压，启闭机荷重超载或欠载时，保护动作自动断开闸门升/降接触器回路，使闸门停止运行。如果由于继电器、接触器接点粘连，或发生其他机械、电气及环境异常情况时，应自动断开闸门电源断路器，切断闸门启闭机动力电源。

（4）信号显示。在PLC控制屏上通过触摸屏反映闸门动态位置画面、电流、电压、启闭机电气过载、机械过载、故障等信号。

（5）通信功能。现地控制单元将采集到的数据信息上传到上位机系统，并接收远程控制命令。