賀新

摘要：該文介紹了不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的船閘電氣控制管理模式；利用B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)電氣控制遠(yuǎn)程管理、數(shù)據(jù)匯聚；簡單介紹使用的網(wǎng)絡(luò)連接方法；并展望了未來船閘的電氣控制管理發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：B/S模式；C/S模式；WebAccess組態(tài)軟件；數(shù)據(jù)匯聚

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）27-0167-02

前言：為了進(jìn)一步提升船閘綜合養(yǎng)護(hù)管理的能力，使船閘主動(dòng)養(yǎng)護(hù)模式得到更深更廣的延伸，我所利用三線船閘擴(kuò)容工程這個(gè)契機(jī)，通過內(nèi)部局域網(wǎng)WEB平臺(tái)，采用B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)配合Advantech WebAccess組態(tài)控制軟件，實(shí)現(xiàn)我所三座船閘的電氣控制集中管理，實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)，使船閘養(yǎng)護(hù)管理實(shí)現(xiàn)了智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化。過去船閘電氣控制系統(tǒng)猶如一個(gè)個(gè)信息孤島，無法互連互通，信息無法做到共享，發(fā)生異常情況養(yǎng)護(hù)管理人員無法第一時(shí)間掌握現(xiàn)場信息，現(xiàn)在通過B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)平臺(tái)的高效性和擴(kuò)展性，給船閘養(yǎng)護(hù)管理人員日常維護(hù)提供了便利性，減輕了現(xiàn)場檢查和維護(hù)工作量，極大地提高了故障處理效率，保證了船閘機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，確保了船閘安全暢通，為蘇北運(yùn)河實(shí)現(xiàn)電氣控制遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的創(chuàng)新管理打下了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下：

1 不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電氣控制模式

1.1 改造前電氣控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見圖1）

如圖1所示，一、二線船閘控制系統(tǒng)采用PLC集中分散控制、C/S網(wǎng)絡(luò)訪問模式，位于閘首上左機(jī)房控制中心的PLC，通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與集控中心和上下游閘首調(diào)度亭的上位機(jī)形成星形連接，上下游閘首的上位機(jī)通過組態(tài)王控制軟件配合運(yùn)行版加密狗訪問集控中心的控制服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和共享。

1.2 改造后電氣控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見圖2）

如圖2所示，三線船閘控制系統(tǒng)采用分布式控制、B/S網(wǎng)絡(luò)訪問模式，上下游各有一套PLC，每套PLC系統(tǒng)由一個(gè)主站和一個(gè)遠(yuǎn)程站組成。其中，主站采用Schneider TSX Quantum平臺(tái)PLC，遠(yuǎn)程站采用Schneider TSX Quantum平臺(tái)RIO，兩者之間通過專用電纜相連。另外，在船閘上、下游閘首機(jī)房設(shè)有用于現(xiàn)地分散控制操作的計(jì)算機(jī)和現(xiàn)地操作臺(tái)，最后采用冗余光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)把控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成環(huán)型結(jié)構(gòu)， 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用TCP/IP+以太網(wǎng)協(xié)議，通過100Mbps全雙工交換式單模光纖環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)船閘監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)和上、下游閘首機(jī)房現(xiàn)地PLC之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

綜上所述，由于我所一、二線船閘與三線船閘的電氣系統(tǒng)控制模式存在差異，現(xiàn)在三座船閘需要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中管理，實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)的互訪與共享，基于這個(gè)因素，我們采用了一臺(tái)三層交換機(jī)，將一線、二線和三線船閘控制局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了不同控制網(wǎng)段的互訪，滿足了WebAccess組態(tài)控制軟件遠(yuǎn)程管理時(shí)需要的數(shù)據(jù)和參數(shù)。（見圖3）

2 WebAccess組態(tài)控制軟件遠(yuǎn)程管理

Advantech WebAccess是一款基于IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面（HMI）和 監(jiān)控及資料采集（SCADA）的軟體，可以很方便的以HTTP超鏈接的方式被管理系統(tǒng)調(diào)用，將WebAccess的監(jiān)控頁面嵌入管理系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)與上層管理控制系統(tǒng)的無縫鏈接。通過此控制軟件后，我們可以在任何地方通過控制web平臺(tái)，在PC終端上實(shí)現(xiàn)三座船閘的電氣控制集中管理，達(dá)到遠(yuǎn)程診斷的目的。

舉個(gè)例子，我們養(yǎng)護(hù)管理人員可以在養(yǎng)護(hù)中心電視大屏上，實(shí)時(shí)的監(jiān)測三座船閘的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，掌握歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和報(bào)警參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和故障診斷的目的。（見圖4）

3 電氣控制遠(yuǎn)程管理的運(yùn)行效果

我所自從將電氣控制遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際工作中以來，對(duì)養(yǎng)護(hù)管理工作起到極大的幫助，使機(jī)電養(yǎng)護(hù)管理的工作效率和故障應(yīng)急處理能力得到了大幅度提高，主要效果體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1）易于維護(hù)，工作效率得到提高

過去C/S控制模式中客戶端需要安裝各種軟件和程序，現(xiàn)在的控制管理系統(tǒng)采用了B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，系統(tǒng)中只有一臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器，所有客戶端PC均采用瀏覽器訪問，客戶端不需要安裝任何軟件程序，這樣就給日常系統(tǒng)維護(hù)提高了便利，可以更加合理科學(xué)的安排養(yǎng)護(hù)管理計(jì)劃，提高了工作管理效率。

2）實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理

系統(tǒng)具有與監(jiān)控節(jié)點(diǎn)同步的監(jiān)控能力，所有的監(jiān)控畫面都擁有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，養(yǎng)護(hù)管理人員可以通過遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)在養(yǎng)護(hù)管理中心第一時(shí)間掌握三座船閘的閘閥門、電氣設(shè)備、高低壓供配電等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息；及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的管理。

3）快速診斷，提高應(yīng)急處理能力

養(yǎng)護(hù)管理人員通過監(jiān)控畫面、故障報(bào)警代碼、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線圖快速的判斷機(jī)電設(shè)備的故障點(diǎn)，分析產(chǎn)生故障的原因，并且攜帶相關(guān)設(shè)備的備品備件第一時(shí)間趕往故障點(diǎn)，及時(shí)的修復(fù)好故障，避免了因機(jī)電故障造成船閘停航事件的發(fā)生，保證了船閘的安全暢通。

4）養(yǎng)護(hù)管理智能化

由于該系統(tǒng)通過B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)平臺(tái)運(yùn)行，系統(tǒng)全部的工程組態(tài)、數(shù)據(jù)庫設(shè)置、畫面制作和軟件管理都可以在本地或異地使用瀏覽器完成。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)異常狀況或需要及時(shí)修改時(shí)，養(yǎng)護(hù)管理人員無論身在何處，都可以通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)調(diào)整，讓系統(tǒng)維護(hù)工作變得及時(shí)、高效，給養(yǎng)護(hù)管理工作提供了空間上的便利。

5）養(yǎng)護(hù)管理形式多樣化

改變了過去只有到現(xiàn)場，才能解決問題的維護(hù)模式。將現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)和遠(yuǎn)程集中維護(hù)有機(jī)地結(jié)合起來，豐富了養(yǎng)護(hù)管理模式；同時(shí)借助強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速傳輸和集中處理，是被動(dòng)養(yǎng)護(hù)向主動(dòng)養(yǎng)護(hù)模式轉(zhuǎn)變的直觀表現(xiàn)。

4 船閘電氣控制管理的未來發(fā)展趨勢

電氣系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制管理是當(dāng)前新形勢下船閘養(yǎng)護(hù)管理的創(chuàng)新探索，符合將來監(jiān)控中心統(tǒng)一集中管理模式的需要，為將來的集中管理值守模式進(jìn)行了有效的嘗試。目前我所實(shí)現(xiàn)的電氣系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制管理只是Advantech WebAccess組態(tài)控制軟件的一些基本功能，該軟件還具有后期開發(fā)的空間。

1）實(shí)現(xiàn)集成視頻管理。WebAccess提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備的接口，通過ActiveX Control（OCX）使用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳送設(shè)備現(xiàn)場實(shí)景，養(yǎng)護(hù)管理人員可以通過掌握的圖像，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行顯示的數(shù)據(jù)，完成遠(yuǎn)程管理工作，提高養(yǎng)護(hù)管理的準(zhǔn)確性。

2）在某些重要、關(guān)鍵的設(shè)備上安裝監(jiān)測感應(yīng)器。如變頻器可以實(shí)現(xiàn)故障有源報(bào)警。即在變頻器控制端安裝無線信號(hào)傳輸看門狗，當(dāng)設(shè)備有故障時(shí)，可以自動(dòng)發(fā)出GSM信號(hào)傳送至養(yǎng)護(hù)人員值班手機(jī)，第一時(shí)間掌握故障的信息，提高應(yīng)急處理的效率。

3）研究設(shè)計(jì)開發(fā)一套適用于蘇北運(yùn)河船閘電氣控制管理的系統(tǒng)，并將其設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行模式，方便日后養(yǎng)護(hù)管理。

4）在蘇北運(yùn)河上推廣船閘電氣控制遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，并結(jié)合蘇北運(yùn)河實(shí)施的運(yùn)河信息化光纜工程，分配一條獨(dú)立的信息通道，將蘇北運(yùn)河的十個(gè)現(xiàn)代化大型船閘電氣控制信息數(shù)據(jù)傳送到蘇北運(yùn)河監(jiān)控中心，實(shí)施集中統(tǒng)一遠(yuǎn)程管理，促進(jìn)蘇北運(yùn)河養(yǎng)護(hù)管理水平的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

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