六垛闸自动化

1、技术要求及参数六垛闸自动化六垛闸管理所2019年 8月第一章项目概况1、六垛闸概况经过多年运行，原有自动化系统已经老化，设备损坏严重，不能满足使用要求第二章报名须知及设备清单1、报价单位资质要求：本次比价要求报价人在中华人民共和国境内注册，具有独立法人资格，信誉良好，具有自动化系统和防雷系统施工经验的施工单位，不接受个人报价2、报价表须按照业主提供的格式填写3、本次项目采购产品为市场主流商品，市场上存在翻新、假冒商品，鉴别技术难度高。为保证业主利益不受损，所供进口商品未逃避关税，报价公允，Netgear、海康威视、OBO索克曼电源所提供之商品，要求报价单位须提供这 4家公司对本项目所供设备的原

2、厂质保函，进口 OBO"品还需提供进口关单，否则不接受其报价。4、本项目采用固定总价合同，承包方式：总包。报价费用包括劳务、材料、管理、利润、 税金及政策性文件规定的各项应有费用。5、中标人在项目施工完毕后1年内对系统可能出现的问题故障须免费进行维护。第三章自控系统方案3.1适用标准符合相应的1EC （国际电工委员会）标准和中华人民共和国国家标准。所有自动控 制供货设备及设备的安装验收应符合以下标准，但不仅限于以下标准。工业计算机监控系统抗干扰技术规范CECS81«电子计算机房设计规范GB50174计算机软件开发规范GB8566«电子计算机机房施工及验收规范SJT

3、30003水利水电工程二次接线设计规范SL 438电力系统调度自动化设计技术规范DL/T 5003微型计算机通用规范 GB/T 9813数据元的交换格式、信息交换、试运行、日期的时间表示法GB/T 7408电工电子产品基本基本环境试验规程GB/T 2423.154电子设备雷击保护导则GB 7450计算机场地技术要求GB 2887电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5137控制中心人机工程设计导则DL/T 575.1575.12«电子计算机机房设计规范GB 50174«电力设施抗震设计规范GB 50260地区电网数据采集与监控系统通用技术条件GB/T 13730远动终端

4、通用技术条件GB/T 13729电力系统继电保护柜、屏通用技术条件DL/T 720工业自动化仪表盘、柜、台、箱通用技术条件DL/T 7353工业过程测量和控制装置的电磁兼容性GB/T 13926信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB 9254工业控制用软件评定准则GB/T 13423«电气装置安装工程施工及验收规范GB 50254电气装置安装工程接地装置、施工及验收规范GB 50169«电气装置工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范GB 50171电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB 50150电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定(2002第30号令)自

5、动用户交换机进网要求( YD 344-90 )国际电信联盟电信标准化部门标准( ITU-T )邮电通信行业标准 JJG(YD)水力发电厂二次接线设计规范DL/T 5132-2001工业过程测量和控制装置的电磁兼容性GB/T13926-19923.2 设计要求3.2.1 设计原则本工程自动控制系统设计以安全、实用、经济、高效为原则，系统达到当前水闸自动化先进水平自控系统设计具体原则如下:1、 可 靠性：整个系统采用模块化设计、分层分布式结构，控制、保护、测量之间既互相独立又互相联系。2、 先进性：系统的设计以实现“现场无人值守，总站少人值班”为目的。设备装置的启、停及联动运转均由中央控制室远程操

6、作与调度。3、 实 用性：系统设计多个控制层面，既考虑正常工作时的全自动化运行，又考虑了多种非正常运行状态下的配方策略。3.2.2 自控系统结构1、 系 统描述以水闸工艺流程提供的检测、控制要求作为设计依据。水闸自动控制系统遵从“集中管理、分散控制”的原则，系统各部分有相对独立性；并可利用网络技术完成系统的纵向与横向扩展；检修系统的任何一部分，不会影响其他部分的止常运行。2、 系统组成水闸自动控制系统由设备层、控制层、管理层组成。设备层：由各种智能控制单元（带标准总线接口）组成，这里指闸门开度仪等。控制层：由PLC站组成。管理层：由光纤通过路由器将数据上传到闸站管理层。3.2.3 自控系统功能

7、本工程控制方式设置如下：手动模式：通过就地控制箱的按钮实现对闸门的开/ 关 / 停操作。遥控模式：即远程手动控制方式。操作人员通过PLC上的触摸屏控制现场设备。通过强电设计中的“就地/遥控”切换开关可实现就地现场手动控制和PLC监控，其中就地现场手动控制优先权高于PLC监控，以保证现场操作维修安全。1、 PLCM控制功能数据采集：采集工艺设备运行参数、状态，以及设备层（闸门开度仪）通过总线上传的信号，经过处理上传至管理层。接受管理层监控机发出的调度及控制指令，并进行相应的操作。2、 中央控制站：操作员站接收控制层传送来的各工段的工艺参数及设备状态。计算机动态显示生产过程，各种工艺参数趋势图，为

8、生产管理提供数据。按工艺要求，通过网络系统向控制层发出控制指令。具有记录和打印报表及其他管理功能。报警系统提供在过程中出现的故障、操作状态以及自动化过程中的综合信息，帮助及时发现危险情况。3.3 系统组成根据设计六垛闸水闸工程自控系统采用上、下位机控制方式。现场设置现场控制站（ 可编程控制器PLC）, 就地有一块10 寸的触摸屏作为监控站，同时信号上传至远程控制中心进行显示和控制。若监控上位计算机故障，现场站仍能独立和稳定工作。3.4 系统功能整个计算机自动控制系统的主要功能包括：控制功能、显示功能、操作功能、数据通信及常规显示报警功能。控制方式：闸站设备控制操作分为三种方式。第一种方式是手动

9、控制。手动控制时可分别在就地控制柜上的按钮手动操作控制闸门的开 /关 /停。第二种方式是在上位计算机通过键盘或鼠标人工集中远控（软手动）。第三种方式是现场PLC控制站内的触摸屏进行闸门的开/关/停。本系统将采用先进的计算机控制系统，主要用于闸站的控制、运行操作。控制系统不仅要有可靠的硬件设备，还应有功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、编程软 件和控制软件。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围。系统具备良好的电磁兼容性，支持所有I/O 模板在系统运行过程中进行带电热拔、交换。能够承受工业环境

10、的严格要求，平均无故障间隔时间（MTBF） 15年。PLC为紧凑型结构，PLC输入输出接口（ I/O）接收模拟量、开关量信号并输出模拟 量和开关量。模拟量（I/O）信号均为DC420mAft准信号，16位分辨率。开关量输 入信号为DC24V开关量输出接点由继电器输出用于持续控制 AC220V,5A以上负荷。根据监控管理层在整个系统中所起的作用，其应有管理、监视；操作控制；系统组态；数据通信四大类主要功能。就地主要通过 PLC控制箱面板上的触摸屏实现。管理、监视功能系指：操作站定时检测各现场 PLC控制站采集的数据，对闸门的运行实时 显示、记录、存储、事故报警等工作。操作控制功能系指：在基于图形

11、和菜单的形式上，操作人员在操作站通过键盘或鼠标下达有关指令或信息，开/关 /停或调整闸门的工作状态。依据以上的功能要求，整个系统至少需要显示以下三类画面。第一类：过程状态显示画面。其主要包括区域显示、总貌显示、回路显示、时间图显示、快速调用显示、报警状态显示。第二类：趋势显示画面。趋势显示分为实时趋势和历史趋势，其主要包括曲线图和棒状图。第三类：工艺流程动态显示画面。其主要包括闸门开度定时刷新、开/关/停状态。系统组态功能系指用户不需编程就能方便地选择控制方式、构成控制系统、绘制显示图表、 建立数据库等生产所需的应用软件及帮助软件。3.5 设备描述3.5.1交换机指标项指标项要求端口形态10/

12、100Mbps百兆以太网电口）24个10/100/1000Mbps千兆以太网电口。4个SFP千兆光纤插槽（与千兆铜缆共享）2个POEft 电PO9电端口）12个PO9电功率）100W电源功耗支持100-240VAC供电电压正常工作管理功能支持基于WEBfU览器的图形界面配置管理3.5.1 10寸触摸屏高亮度液晶显示屏（分辨率1024X 600）,要预装了 MCG献入式组态软件（运行版）， 同时具备强大的图像显示和数据处理功能。3.5.2 摄像机红外阵列筒型网络摄像机；支持 H.265及H.264编码；镜头：4mm以下，需有2以上对报警输 入/输出；智能报警等功能。3 .5.4视频控制主机内存

13、8G 固态 256G 机械硬盘1T 独显 4G 显示器 24寸3 .5.5电源控制器（ 1）具有远程监测功能，用户可以通过电脑端和手机端随时监测查看相关用电情况，远程查看、监测。（ 2）产品支持有线、无线数据传输。（ 3）产品具有过载保护、短路保护、过温保护、改为：欠压保护、过压保护、短路保护等功能。3 .5.6 PLC特殊应用通道数量>36 个，控制通道应可编程，通讯模块处理器具有2 个以上以太网通讯模块。模拟量输入，隔离式4/8 通道以上。3 . 6 机柜和接线（1）机柜的设计满足电缆由柜底引入的要求。（2）对需散热的电源装置，提供排气风扇和内部循环风扇。（3）装风扇的机柜均提供易于

14、更换的空气过滤器。（4）机柜内的端子排布置在易于安装接线的地方，即为离柜底300mm以上距柜顶150mm以下。上下左右的端子排之间有 300mm以上的间隔。（5）机柜内所有开关、继电器、电源等设备有明显的标识，每个端子排和端子都有清晰的标志，并与图纸和接线表相符。继电器应选用欧姆龙（或同档次）带状态指示灯的产品，端子选用高品质产品。（ 6） 端子排，电缆夹头、电缆走线槽及接线槽均由“非燃烧”型材料制造。（7）组件、处理器模件或I/O 模件之间的连接不需手工接线。（8）机柜内预留充足的空间，能方便地接线、汇线、布线，汇线槽大小（高和宽）充分考虑电缆粗细和根数,并留有一定的空间。3.7 PLC编程

15、软件软件具有如下特点：允许操作人员能看、了解、维护和修改。软件应设计成模块化结构，以反映PLC 硬件区分和设备分类。模块型式应专用于传感器、回路、设备项目和自动顺序。软件设计是分层方式结构。如单元之间通讯、报警产生、手操输入点等处理应以同样的、容易识别的方式来产生。所安装的软件能够使PLC 执行下列功能范围，但不限于下列范围：设备和传感器的状态和报警监视；模拟量的数据采集；监测和记录数据传送到其他系统；设备的顺序控制；闭环控制系统；电源、电路、仪表、传感器、通讯或工艺设备故障时的故障安全动作；在各种情况下控制设备起动或停机。基于Windows、 2000/NT 环境的编程软件套件，提供一个统一

16、的开发环境，不需要另外订专用网络驱动软件。符合 IEC1131-3 标准，提供梯形图、语句表、功能块图等方式，能够集成国际标准的其他高级编程语音，且具有较高的编程效率。系统采用透明通讯的方式，可以进行远程编程及程序的上、下载；具有内存预测功能，可以掌握内存的用量；采用分层结构，如根据功能分为主程序、快速执行程序、事件程序等，使系统层次分明，程序执行更有效、快捷。带有故障自诊断功能，在系统运行的工程中故障诊断软件不断的监视系统运行的状态。软件开放，易于升级和开发。支持多种通讯方式和协议，使系统具有良好的开放性。支持各种各样的通讯请求方式。远程监视和调试功能。第四章 PLC控制系统(集中控制级)要

17、求PLC控制系统通过交换机构成快速以太网(Ethernet ),需采用10M/100M/1000Mt缆以太 网通过TCP/IP协议与控制主站进行高速大容量数据交换。集中管理控制层采用快速以太网作为主要通讯网络，网络主干采用光纤括扑结构，传输介质采用单模光纤，结构合理。4.1 系统总体功能现场PLC控制系统，采用PLC作为主体设备，构成一个工业网络控制系统。根据闸门和功能相对集中的特点，控制系统应选用目前国内外水行业中成功运用的基于可编程序控制器(PLQ的集散型控制系统，具有“分散控制、集中管理、数据共享”的功能。PLC控制系统的设计以安全、经济、可靠、实用为原则，在进行充分的技术经济比较的基础

18、上，选择具有行内先进水平的软硬件产品。系统设计时考虑工程的分期实施情况，系统具有 一定的开放性和可扩展性。PLC控制系统以实现全厂生产现场的无人值守为目的，主要功能包括： 闸门状况监测 闸门的PLC自动控制 PLC控制与传统电气控制自由切换 闸门相关的数据存储和历史回溯 数据回归分析和趋势分析 闸门相关数据报表的自动形成和打印 事故报警和事故打印 事故处理专家系统。包括事故状态的自动记录、存储，事故类别的自动判定。 4 . 2系统功能1、数据采集和处理系统需定时采集闸门运行过程中的模拟量和开关量，并对采集的数据进行越限检查、复限 检查和状态检查，同时记录并保存检查结果。(1) 闸门运行过程运行

19、参数的采集和处理；(2) 模拟量、一般开关量的采集与处理；(3) 中断开关量的采集与处理；2、运行安全监视越、复限监视越、复限监视主要是对异常情况进行监视，如过压、过流、温度异常升高等。本项目只有开度，对这些参数设置允许的范围，一般情况下当H 或 L 型越限时，发报警信号。在出现参数越限复限后要进行的处理包括越限报警，越复限时自动显示、记录和打印，对于重要参数及数据还将进行越限后至复限前的数据存储及召唤显示，启动相关量分析功能进行故障原因提示等。3、闸门操作监视(1) 闸门开停机过程监视一旦发出开/ 关(停)机指令后，计算机监控系统要自动显示相应的闸门开/ 关(停)机画面。一般开/ 关(停)机

20、画面显示的内容有：开停机顺序流程；闸门的主要参数。开/ 关(停)机过程的流程框实时显示开/关(停)机过程中每一步骤的执行情况，提示在开/关(停)机过程受阻时的原因，进行分步执行或闭环控制等。(2) 闸门操作监视a) 控制操作过程监视当控制命令下达后，监控系统用语音重复已执行的操作并能自动显示相应的闸门的操作监视画面。 实时显示操作过程中每一步骤及执行情况，或提示在工况转换过程受阻的部位及原因。b) 事故和故障操作处理指导监控系统可在事故或故障产生时，可推出相应的事故和故障处理指导。(3) 操作统计系统在实时采集闸门的运行参数和工况的基础上进一步完成统计制表等一系列运行管理的工作，使运行人员不必

21、再进行人工抄表，也可使统计等一系列技术管理工作自动进行。a) 闸门动作及运行记录监控系统可以对闸门的动作次数和运行小时数等加以统计和记录，以便考核并合理安排运行和检修计划。例如：闸门开、停次数，本次开机运行小时数；累计开机运行小时数，等有关技术性能指标记录等。4、控制权限设备的操作权一般分为远方集控中心、中控室及现地三级。远方操作命令根据实际情况而定，中控室操作属于闸门一级的控制，而现地控制是在控制柜完成。控制权限可以切换，一般在中控室设置。但现地控制具有优先权，以便于设备的检修和调试，当处于远方控制时，一旦发生事故或由于其他原因需要人为干预时，控制权自动切换到闸门端，以便事故的及时处理。5、

22、运行日志及报表打印(1) 运行日志闸门的运行日志是用来记录每个闸门当日的运行参数的，如开度等，此外还有线路的相关参数等。(2) 操作记录及其它记录对于闸门操作进行记录，包括开(停)机操作记录，除操作记录外还有事故记录、故障记录、报警记录等并由此总汇成事件一览表，以便对比分析。监控系统能按照运行操作人员的管理和要求打印闸门运行日志和报表。打印内容以及打印格式可以事先设定。打印方式有定时自动打印、随机召唤打印等。6、事件统计(1) 事故和故障统计a) 事故顺序记录当闸门发生事故时，监控系统将立即响应并以毫秒级时间分辨率( 5m§予以记录；自动显 示报警语句；启动语音报警；自动推出相关画面

23、等。监控系统能将发生的事故按其发生的先后顺序记录下来，以便查询与分析。事故顺序记录可显示、打印和存入历史数据库。每条记录有点名称、描述和时标。b) 故障及状态显示记录监控系统定时扫查各故障及状态信号，一旦发生状变将予以记录并显示故障状变名称及其发生时间。(2) 参数越、复限统计参数越、复限统计的内容主要包括参数的名称、越限的时刻和数值、复限的时刻及越限持续的时间长短以及在一段时间内越限出现的次数等。7、系统通信闸门监控系统应具备完善的通信功能，做到整个系统内部资源、数据共享、运行高效、实时。8、人机接口(1) 人机接口设计原则上位机采用高性能工业计算机，采用多窗口方式提供操作人员与监控系统的接

24、口，图形界面简单友好、信息丰富，包括系统窗口，图形显示、控制窗口、时钟、报警、控制任务窗口等。人机接口具有权限管理功能。不同职责的运行维护人员有不同等级的操作权限，每种权限有其特定的应用范围，以保证系统的安全性。值班人员能在操作员工作站上方便准确地完成修改运行方式，负荷给定值、限值等。(2) 画面各种监视和操作画面可自动推出显示和调用显示，画面中显示各操作过程的每一步骤和执行情况，并显示各相应的实时参数，显示具有动画功能。所有显示画面中闸门的不同运行状态采用不同的颜色显示。显示的画面包括下列几类：?各类菜单（或索引表）显示；?闸门状态模拟图；?各类曲线图；?各类记录报告；?各类运行报表；?各种

25、操作票及操作指导；?各种报警显示；?计算机监控系统设备运行状态图；?各类维护管理报表；?其它画面。9、多媒体功能将多媒体技术与报警结合，实现语音报警；语音报警装置，在中控室可以实现各种事故及故障的语音报警，重要事件和操作命令的语 音报警。10、自诊断监控系统系统应具有完善的系统自检、 诊断和自恢复、自起动功能，包括系统硬件设备故障 诊断和软件故障诊断。第五章视频系统技术要求视频系统应严格遵守国家相关的标准规范和行业标准。系统采用TCP/IP的构架方式，网络视频监控系统直接接入管理所局域网，实现联动及共享数据。视频监控系统主要监控设备、机房、室外公共区域、河道、设备等。这些监控点位的现 场实时图像需通过监控系统传输到中控室、值班室的监视器上。线路主要采用双绞线、光缆作为数据传输为主要载体，前端的 IPC信号通过双绞线、光纤 及其光电转换设备，传输至接入层交换机，经接入交换机转发至网络硬