數據采集、現場控制和圖像處理綜合平臺管理系統

研制總結報告4/3/20231項目概述項目研制過程簡述項目的實施內容及其實現項目完成情況研制中出現的問題及解決措施摘要4/3/20232項目概述

數據采集、現場控制綜合平臺管理系統的開發先以水利行業的閘門自動控制技術為開發突破口，主要實現對水文信息、閘門工況參數的采集和現場實時圖像的監視及閘門的自動控制系統。閘門自動化監控綜合管理系統主要是通過計算機監控系統檢測所到達閘門的上\下游水位、上游流域的來水流量、庫區的庫容、閘門荷重、閘門啟閉狀態與開度、圖像信息自動化采集與傳輸，達到能夠在監控中心遠程控制閘門啟閉以及閘門手自動控制；并通過實時圖像監測可以直觀了解閘門的運行工況以及周邊環境。通過閘門開度儀實時采集閘門的開度，通過閘門荷重儀實時采集閘門荷重。操作員通過該軟件系統直接控制閘門，提高了自動化控制程度，并減少了閘門動作過程中的人工誤差。結合遠程圖像監控系統，將閘門現場的圖像信息和數據信息在同一操作界面上直觀的顯示出來，互為印證。完成了在操作界面上的所見即所得，所得即所見的雙重保證。通過設置上限水位或下限水位，可選擇多種方式有效的提示操作員，操作員可在此時進行自主的操作。

4/3/20233系統圖4/3/20235單一閘群系統圖4/3/20236邏輯圖PLC可編程控制器光電編碼器閘門開度儀A/D轉換中間繼電器按鈕指示燈開關電源控制方式選擇熱繼電器空氣開關接觸器接觸器電機及抱剎緊急停止通訊模塊水位計380V下限位上限位DIAIDO高壓監控中心主機485通訊4/3/20237項目的實施內容及其實現現地控制單元上位機管理軟件4/3/20239現地控制單元現地控制單元采用PLC完成對閘門的邏輯控制，PLC首先從閘門現有的參數，如閘位、機械上/下限位、電子上/下限位、按鈕輸入、閘門是否有運行機械故障報警等判斷現有的工況，然后通過控制指令和邏輯運算使閘門完成操作，在軟件上考慮閘門上升、下降時的邏輯互鎖和反向延時以防止閘、閥的機械和電氣沖擊，上升、下降時左右的閘位高度是否達到糾偏要求，是否超差等，所有這一切都通過PLC內的梯形圖軟件編程來實現。閘門測控儀根據從安裝在閘門兩端的光電閘門開度傳感器傳來的閘位信號，判斷閘門現在的實際位置與狀態，如是否已到指定位置、左右是否超偏、閘門上/下限位置、是否正在運行等。然后，根據面板操作設定及按鈕操作或監控中心閘門監控計算機運行指示給PLC發出運行、到位、停止、自動糾偏和限位停車等指令。PLC這些功能由硬件和程序軟件來實現。所有PLC通過RS-485總線通訊接口與監控中心閘門監控計算機構成一主多從結構的通訊系統，完成上位機發出的采集和控制指令。監控中心計算機通過應用軟件直接監控，監測閘、閥的狀態、并控制閘、閥到設定開度；現地控制柜中的測控儀和PLC直接控制閘閥，并響應上位機的控制命令、采集命令，組成分布式系統，共同完成閘門的監控。

4/3/2023104/3/202311現地控制柜控制功能

三、遠程自動控制:操作員根據情況設定相關水流、閘門開度等相關數據，軟件對數據進行綜合運算，實時向PLC傳送控制指令，PLC自動地執行相應動作。

一、就地手動方式，通過PLC的按鈕可提升、降落閘門到指定位置。

二、遠程手動控制:操作員在上位機界面中輸入要求的閘門開度或者點擊上升、下降指令，向主控PLC發出指令，PLC響應上位機指令實現對閘門運行控制。4/3/202313具有的特點優先級：手動控制>遠程手動>遠程自動控制。閘門開度、閘門提升、降落狀態、行程設定值等參數能現場顯示，現地設置。通訊：監控中心可遠程可修改設定參數，還能夠發出控制命令，使閘門運行到指定位置保護：具有機械限位、數字電子限位、方式閉鎖等多重保護功能，確保閘門運行可靠性高。

4/3/202314上位機管理軟件數據采集監視預警報警閘門控制數據的管理歷史報表、曲線圖功能日志功能視頻采集、控制功能系統管理4/3/202315預警報警根據采集的數據進行分析，當系統發現收集到的水位接近汛限水位或庫容水位時進行提示告警，達到預警效果，提高監控質量。當監控對象設備故障時，當閘門發生電器故障、通訊故障、傳感器故障等問題時系統會根據管理預定的設置報警，并根據報警信息分析存儲報警類別，使系統具有事故追憶功能，方便日后故障查詢以及設備檢修。

4/3/202317閘門控制閘門現地控制應用RS232協議與前端PLC通訊，并發送相應的控制指令，可實現閘門的實時控制，遠程設定閘門開度，控制閘門上升、下降、停止，同時在軟件上形象的顯示監控界面，顯示全部閘門的運行狀況，并可觀看對應閘門的視頻圖象。相比以往的傳統手動控制，此功能提高了閘門控制的準確性，并且能夠即時直觀的觀察到閘門開度等準確數據，提高了閘門控制的安全性以及可見性，節省了很大一部分人力開銷。

4/3/202318數據的管理由上位機監控、管理軟件完成各種實時數據的處理、篩選、匯總、分析，把篩選后的重要數據存儲到對應的數據庫，代替了傳統的手工錄入方式，大大的減少了人力開銷，把錯誤的出現降低到最低。這些數據都能被系統其他功能模塊靈活的讀取，模塊可根據數據庫中的數據，完成各種歷史數據報表、數據報警信息的查詢功能，系統日志查詢等等一系列相關的功能，并能依此完成各種圖表、曲線的繪制。數據良好的管理方式可以說是支撐本系統正常運行的一個關鍵所在。

4/3/202319日志功能本系統對閘門的操作或是設備故障等各種信息都將記錄下來，包括升／降閘門、啟閉電機等類似操作日志，實現“責任到人”。一方面方便了日后的故障、事故追查，另一方面也對閘門工作人員的操作規范化起到了一定的約束作用，使操作更趨于規范。

4/3/202321視頻采集、控制功能實現對閘門的攝像頭的統一管理，將各攝想頭的視頻采集并在軟件界面上直觀的顯示出來，便于實時監視現場環境，做到不出門就可以了解到閘門周圍環境情況。同時還能通過軟件對任一攝像頭的云臺進行控制，進行變、聚焦，云臺移動等系列操作。相對以往的手動現場調節方便了很多。

4/3/202322系統管理1數據備份該系統提供了人工和自動進行數據備份的功能。為了避免出現意外導致的數據損害甚至丟失，該系統提供了完備的兩種備份方式供用戶選擇。使數據損害降到最低。l

2權限控制具有用戶權限分級管理功能。使不同人員的操作具有不同的特點，使整個系統的使用及管理更具有立體感。

4/3/202323社會、經濟效益情況１．社會效益

人類的活動不能離開水的利用，本項目的實施除了有明顯經濟效益，更重要地體現在水利信息化進程中所能發揮的社會效益。由于水利工作具有明顯的社會公益特性，通過本項目的實施為防洪抗旱減災、水資源的開發、利用、配置、節約與保護以及水環境保護與治理等綜合管理和決策服務，提高了水資源優化配置及水利工程的科學管理水平，解決好流域水利與經濟社會發展的諸多矛盾，就能為保護人民的生命財產、保證人民的正常生活、維護社會的穩定起到重要作用。4/3/202325社會、經濟效益情況２．經濟效益情況

根據我們的調查和了解現在市場上還沒有功能相同的綜合平臺管理軟件，而現在使用的都是功能相對獨立處理平臺，我們的綜合平臺管理系統把各個功能整合在一個管