1. 系統(tǒng)簡介
．1 閘門監(jiān)控控制操作柜在設(shè)計(jì)制造時(shí)遵循下述原則：
．1．1 控制設(shè)備和系統(tǒng)操作靈活、維護(hù)方便。在保證整個(gè)系統(tǒng)可靠性、實(shí)用性的前提下，體現(xiàn)先進(jìn)性。特別注意把設(shè)備的長期可靠運(yùn)行放在第一位。系統(tǒng)的配置和設(shè)備的選型符合計(jì)算機(jī)、自動控制技術(shù)和設(shè)備發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)、自動控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到當(dāng)代先進(jìn)水平。
．1．2 人機(jī)接口友好，操作直觀、方便、簡單。
．1．3 采用摸塊化設(shè)計(jì)，便于維護(hù)、檢修。
．1．4 選用質(zhì)量高、可靠性強(qiáng)的控制設(shè)備、另（部）件和系統(tǒng)軟件。
．1．5 系統(tǒng)選用的設(shè)備、另（部）件和軟件完全符合國家和行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。并取得省部級以上或國際公認(rèn)的質(zhì)量認(rèn)證。
．2 閘門監(jiān)控控制操作柜（臺）硬件、軟件組成特點(diǎn)：
．2．1 遵循上述控制設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造原則，閘門監(jiān)控控制操作柜（臺）選用國際著名Schneider Electric （施耐德電氣）的Modicon TSX Micro系列中的TSX 37-21模塊化PLC做系統(tǒng)控制核心，并根據(jù)控制臺的設(shè)計(jì)要求配置了不同的I/O模塊和通訊模塊。
．2．4 “系統(tǒng)”中的各個(gè)閘門監(jiān)控站為每個(gè)閘門配備的是 JBZW-1型數(shù)字式光電編碼器作為閘門開度傳感器，因此閘門監(jiān)控控制操作柜安裝JBZWYB-1型數(shù)字式閘門開度顯示器作為閘門開度顯示。JBZWYB-1型數(shù)字式閘門開度顯示器具有四位‘閘門開度’數(shù)字顯示和四位‘閘門開度予置’數(shù)字顯示，上限、下限、予置等繼電器開關(guān)量輸出以及RS-485串行通訊口等。JBZWYB-1型數(shù)字式閘門開度顯示器與JBZW-1型數(shù)字式光電編碼器之間采用并行總線方式連接，閘門監(jiān)控控制操作柜中的PLC通過RS-485總線通訊口從各JBZWYB-1型數(shù)字式閘門開度顯示器讀取閘門開度值。注2
．2．5 閘門監(jiān)控控制操作柜為每臺閘門啟閉機(jī)各配備了三只數(shù)字式電壓表和電流表，用于實(shí)時(shí)檢測每臺閘門啟閉機(jī)電動機(jī)的工作電壓、工作電流。
．2．6 閘門監(jiān)控控制操作柜中的PLC根據(jù)閘門當(dāng)前的操作狀態(tài)、閘門當(dāng)前的開度值與閘門開度予置量或中心站的調(diào)度控制信息進(jìn)行綜合比較判斷，對閘門進(jìn)行‘升’、‘停’、‘降’操作。
．2．7系統(tǒng)中心站或分中心站通過閘門監(jiān)控控制操作柜中的PLC的第二個(gè)RS-485總線通訊口獲取實(shí)時(shí)采集的閘門運(yùn)行過程狀態(tài)信息，下達(dá)中心站的調(diào)度控制信息。
．2．8 TSX 37-21型PLC使用WINDOWS下的PL7 Micro軟件編程，它提供‘圖形語言’和‘布爾型語言’兩種通用編程方法。PL7 Micro軟件支持‘單任務(wù)結(jié)構(gòu)’、‘多任務(wù)結(jié)構(gòu)’、‘快速任務(wù)’、‘事件觸發(fā)任務(wù)’等。PL7 Micro軟件符合IEC 1131-3標(biāo)準(zhǔn)。
．2．9 TSX 37-21型PLC與JBZWYB-1型數(shù)字式閘門開度顯示器和 RTU之間的通訊協(xié)議符合Modbus通訊協(xié)議。Modbus 通訊協(xié)議是通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電子控制器上的一種通用通訊協(xié)議，是Modicon公司為其PLC與主機(jī)之間的通訊而開發(fā)的串行通訊協(xié)議。其物理層采用RS-232、RS-485等通用異步串行通訊標(biāo)準(zhǔn)。由于其開放性而被大量的PLC及RTU廠家采用。利用此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備（例如PC機(jī)）之間可以實(shí)現(xiàn)可靠的通訊，因此它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中+分布式監(jiān)控和控制。
二、 主要技術(shù)指標(biāo)：
該傳感器的技術(shù)指標(biāo)主要取決于所配編碼器，可選配的編碼器有：HGD65535光電編碼器、HJZ8192接觸式編碼器、或各種進(jìn)口編碼器。
1、 HGD65535光電絕對編碼器
編碼特性：絕對編碼，每周1024組編碼，連續(xù)64周（即1024*64）
工作電壓：DC12-24V
外型尺寸：主體直徑60，長64
使用環(huán)境溫度：-20℃～+75℃（不結(jié)露）
保存環(huán)境溫度：-25℃～+80℃
消耗電流：≤70mA（輸出信號、供電電壓不同，影響功耗）
防護(hù)等級：IP64
輸出信號：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號
2、HJZ8192接觸式編碼器
編碼特性：每周128組編碼，連續(xù)64周（即128*64）
工作電壓：不大于DC30V
外型尺寸：見下圖
使用環(huán)境溫度：-20℃～+75℃（不結(jié)露）
保存環(huán)境溫度：-25℃～+80℃
消耗電流：≤40mA（譯碼電路回路決定）
防護(hù)等級：IP64
輸出信號：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號
3、JX8192機(jī)械編碼器
編碼特性：每周32組編碼，連續(xù)256周（即32*256）
工作電壓：DC12V
外型尺寸：見下圖
使用環(huán)境溫度：-20℃～+75℃（不結(jié)露）
保存環(huán)境溫度：-25℃～+80℃
消耗電流：≤40mA
防護(hù)等級：IP64
輸出信號：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號
4、12*12磁電編碼器
編碼特性：絕對編碼，4096*4096
工作電壓：DC12-24V
外型尺寸：下圖
使用環(huán)境溫度：-20℃～+75℃（不結(jié)露）
保存環(huán)境溫度：-25℃～+80℃
消耗電流：12V電源29毫安；24V電源16毫安。輸出接口和供電電壓不同影響該參數(shù)
防護(hù)等級：IP65
輸出信號：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號
．3 信息采集和傳輸
無論是采用現(xiàn)場手動控制方式、現(xiàn)場自動集中控制方式、遠(yuǎn)程遙控控制方式，在閘門運(yùn)行過程中各傳感器采集的閘門開度值、上下限狀態(tài)值均將通過并行線纜傳入閘門操作控制臺，閘門開度值由閘門操作控制臺上的顯示器實(shí)時(shí)顯示，然后經(jīng)顯示器的RS-485通訊口傳入PLC，并記錄。同時(shí)PLC還實(shí)時(shí)采集閘門操作控制臺上的各個(gè)按鈕、開關(guān)的狀態(tài)；電源、電動機(jī)的狀態(tài)等。
．4 故障報(bào)警功能
在閘門運(yùn)行過程中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠立即自動終止當(dāng)前閘門運(yùn)行并報(bào)警。閘門現(xiàn)場操作人員和遠(yuǎn)程中心站操作人員均可通過現(xiàn)場操作控制顯示裝置和計(jì)算機(jī)屏幕實(shí)時(shí)掌握故障發(fā)生。
典型閘門控制系統(tǒng)中的幾種故障報(bào)警
2 閘門越上限：當(dāng)閘門到達(dá)機(jī)械最高點(diǎn)位置時(shí)，安裝在閘門上的上限位置傳感器動作并向閘門監(jiān)控控制操作柜發(fā)出信號，閘門監(jiān)控控制操作柜立刻停止閘門動作，并由PLC記錄，同時(shí)報(bào)警。
2 閘門越下限：當(dāng)閘門到達(dá)機(jī)械最低點(diǎn)位置時(shí)，安裝在閘門上的下限位置傳感器動作并向閘門監(jiān)控控制操作柜發(fā)出信號，閘門監(jiān)控控制操作柜立刻停止閘門動作，并由PLC記錄，同時(shí)報(bào)警。
注2： 見“JBZW-1型數(shù)字式光電編碼器”和“JBZWYB-1型數(shù)字式閘門開度顯示器”技術(shù)說明書
2. 閘門監(jiān)控站主要測控功能
．1 閘門監(jiān)控站檢測量
2 閘門開度值
2 閘門上限、下限、予置到位狀態(tài)
2 啟閉機(jī)工作狀態(tài)(升、停、降)
2 開度超越上下限狀態(tài)
2 控制方式選擇開關(guān)(遠(yuǎn)程自控、現(xiàn)地集控、現(xiàn)地手動)狀態(tài)
2 各個(gè)(升、停、降)按鈕狀態(tài)
．2 中心站通過閘門監(jiān)控站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測的量
2 閘門監(jiān)控站站號和本控制臺控制的閘門路數(shù)
2 閘門開度值
2 閘門上限、下限、予置到位狀態(tài)
2 控制臺電源狀態(tài)
2 啟閉機(jī)工作狀態(tài)(升、降、停)
2 開度超越上下限狀態(tài)
2 控制方式選擇開關(guān)(遠(yuǎn)程自控、現(xiàn)地集控、現(xiàn)地手動)狀態(tài)
2 各個(gè)(升、停、降)按鈕狀態(tài)
．3 閘門監(jiān)控站控制方式
．3．1 本地手動閘門控制方式：當(dāng)閘門監(jiān)控控制操作柜上的控制方式選擇開關(guān)處在“手動”位置時(shí)，利用閘門監(jiān)控控制操作柜上的‘升’、‘停’、‘降’按鈕手動直接操作閘門的升、停、降。
．3．2 本地自動閘門控制方式：當(dāng)閘門監(jiān)控控制操作柜上的控制方式選擇開關(guān)處在“本地”位置時(shí)，利用閘門監(jiān)控控制操作柜上閘門開度顯示儀表的“上限予置”功能和‘升’、‘降’按鈕操作閘門，使閘門運(yùn)動到指定的開度時(shí)自動停止。
．3．3 遠(yuǎn)程閘門控制方式：當(dāng)閘門監(jiān)控控制操作柜上的控制方式選擇開關(guān)處在“遠(yuǎn)程”位置時(shí)，中心站通過安裝在現(xiàn)地閘門監(jiān)控控制操作柜的PLC的通訊口以遠(yuǎn)程通訊方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)閘門的遠(yuǎn)程‘升’、‘停’、‘降’控制。
3. 閘門自動控制柜使用操作
．1 閘門自動控制柜面板布置（見附圖）
．2 閘門自動控制柜送電、釋電步驟
．2．1 閘門自動控制柜送電前應(yīng)檢查各閘門啟閉機(jī)的機(jī)械裝置有無異常，各閘門的上、下限位開關(guān)及閘位傳感器與閘門啟閉機(jī)的機(jī)械連接是否完好，閘門啟閉機(jī)與閘門自動控制柜的電氣連接是否完好。
．2．2 打開控制柜前門，將閘門自動控制柜內(nèi)總電源空氣斷路器和各路閘門的電源空氣斷路器置于斷路位置，閘門自動控制柜面板上的工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于‘本地’位置。接通閘房配電裝置供電電源，再依次接通閘門自動控制柜內(nèi)總電源空氣斷路器和各路閘門的電源空氣斷路器（若只對個(gè)別閘門操作，可只接通對應(yīng)閘門的電源空氣斷路器），關(guān)閉控制柜前門。按下閘門自動控制柜面板上的電源‘開’按鈕，此時(shí)閘門自動控制柜面板上的‘總電源’指示燈及各路閘門的‘停’指示燈亮，各路閘門的閘位顯示儀表和各路閘門的電壓、電流表工作，顯示各路閘門的當(dāng)前閘位及各相電壓等。
．2．3 閘門自動控制柜釋電前應(yīng)首先停止各個(gè)閘門的操作，再依次斷開閘門自動控制柜內(nèi)各路閘門的電源空氣斷路器，若只對個(gè)別閘門釋電，可只斷開對應(yīng)閘門的電源空氣斷路器。按下總電源‘關(guān)’按鈕和斷開總電源空氣斷路器，可切斷閘門自動控制柜的全部電源。注意：此時(shí)電源進(jìn)線、總電源空氣斷路器上和總電源按鈕等處仍有電。
．3 手動閘門控制方式操作
．3．1 將閘門自動控制柜面板上的工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于‘手動’位置，按下某個(gè)閘門的‘升’或‘降’按鈕，對應(yīng)閘門啟閉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，‘停’按鈕指示燈滅，‘升’或‘降’按鈕指示燈亮，對應(yīng)閘門的閘位顯示儀表顯示的閘位數(shù)值相應(yīng)變化。
．3．2 當(dāng)閘位顯示儀表顯示的閘位數(shù)值到達(dá)預(yù)定的閘位時(shí)，按下對應(yīng)閘門的‘停’按鈕，相應(yīng)閘門啟閉機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，‘停’按鈕指示燈亮，‘升’或‘降’按鈕指示燈滅。
．3．3 對各閘門進(jìn)行‘升’、‘停’、‘降’操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照閘門操作規(guī)程進(jìn)行
．4 本地自動閘門控制方式操作
．4．1 將閘門自動控制柜面板上的工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于‘本地’位置。使用閘門監(jiān)控控制操作柜上某個(gè)閘門開度顯示儀表的“上限予置”功能予置一個(gè)新的閘位（當(dāng)予置的新的閘位高于當(dāng)前閘位時(shí)表示‘閘門升’，當(dāng)予置的新的閘位低于當(dāng)前閘位時(shí)表示‘閘門降’），按下對應(yīng)閘門的‘升’或‘降’按鈕，對應(yīng)閘門啟閉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，‘停’按鈕指示燈滅，‘升’或‘降’按鈕指示燈亮，對應(yīng)閘門的閘位顯示儀表顯示的閘位數(shù)值相應(yīng)變化。
．4．2 當(dāng)閘位顯示儀表顯示的閘位數(shù)值到達(dá)預(yù)定的閘位時(shí)，對應(yīng)閘門啟閉機(jī)自動停止運(yùn)轉(zhuǎn)，‘停’按鈕指示燈亮，‘升’或‘降’按鈕指示燈滅。在閘門啟閉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中按下‘停’按鈕，對應(yīng)閘門啟閉機(jī)也將停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
．4．3 對各閘門進(jìn)行‘升’、‘停’、‘降’操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照閘門操作規(guī)程進(jìn)行。
．4 遠(yuǎn)程閘門控制方式操作
．4．1 將閘門自動控制柜面板上的工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于‘遠(yuǎn)程’位置。此時(shí)閘門自動控制柜面板上的‘升’、‘停’、‘降’按鈕全部失效，各個(gè)閘門的控制權(quán)由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制。
．4．2 當(dāng)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制某個(gè)閘門的‘升’或‘降’時(shí)，對應(yīng)閘門啟閉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，‘停’按鈕指示燈滅，‘升’或‘降’按鈕指示燈亮，對應(yīng)閘門的閘位顯示儀表顯示的閘位數(shù)值相應(yīng)變化。當(dāng)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制某個(gè)閘門‘停’時(shí)，對應(yīng)閘門啟閉機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，‘停’按鈕指示燈亮，‘升’或‘降’按鈕指示燈滅。
．4．3 對各閘門進(jìn)行‘升’、‘停’、‘降’操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照閘門操作規(guī)程進(jìn)行。
．4．4當(dāng)某個(gè)閘門正在‘升’或‘降’時(shí)，若遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)需控制該閘門轉(zhuǎn)為‘降’或‘升’，正確的操作方法是：遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制該閘門轉(zhuǎn)為‘停’，等待一至二秒后遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)再控制該閘門轉(zhuǎn)為‘降’或‘升’。
6、日常保養(yǎng)與維護(hù)
．1 日常保養(yǎng)應(yīng)在全部釋電情況下進(jìn)行。
．2 應(yīng)定期清除閘門自動控制柜內(nèi)部的灰塵。
．3 檢查閘門自動控制柜內(nèi)部的各個(gè)電器接點(diǎn)連接處的緊固螺釘是否松動，導(dǎo)線連接處是否有發(fā)熱、氧化的痕跡，特別是工作電流較大的電源進(jìn)出線端子，總電源空氣斷路器、總電源交流接觸器和各路閘門的電源空氣斷路器、交流接觸器等處。若發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱、氧化的痕跡，應(yīng)及時(shí)清理緊固，若發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱、氧化嚴(yán)重的情況，還應(yīng)及時(shí)更換存在故障隱患的另部件。
．4 檢查各個(gè)閘位傳感器和閘門啟閉機(jī)上、下限位開關(guān)的緊固和連接是否完好。
．5 閘位傳感器零點(diǎn)的校準(zhǔn)
．5．1 利用‘手動’操作方式將閘門啟閉機(jī)由閘門全部關(guān)閉狀態(tài)提升少許（閘門還未上升，但閘門啟閉機(jī)機(jī)械間隙已經(jīng)減少至接近零），打開閘位傳感器保護(hù)蓋，邊緩慢手動調(diào)節(jié)閘位傳感器轉(zhuǎn)盤邊觀察閘門的閘位顯示儀表，當(dāng)閘位顯示由0001變至0000時(shí)立刻停止調(diào)節(jié)閘位傳感器轉(zhuǎn)盤，此時(shí)閘門的閘位顯示儀表應(yīng)顯示0000，閘位傳感器零點(diǎn)初步校準(zhǔn)結(jié)束。
．5．2 利用‘手動’操作方式對閘門進(jìn)行‘升’、‘降’操作，當(dāng)閘門下降至閘位顯示儀表顯示0000時(shí)，閘門自動停止運(yùn)行。此時(shí)閘門應(yīng)完全關(guān)閉，但閘門啟閉機(jī)保留少量機(jī)械間隙，此點(diǎn)是閘位傳感器的最佳零點(diǎn)。否則，應(yīng)按照上述方法重新校準(zhǔn)閘位傳感器零點(diǎn)。
．7 閘門啟閉機(jī)上、下限位開關(guān)位置的校準(zhǔn)
．7．1閘門啟閉機(jī)上、下限位開關(guān)位置的校準(zhǔn)應(yīng)在閘位傳感器零點(diǎn)校準(zhǔn)后進(jìn)行。
．7．2利用‘手動’操作方式對閘門進(jìn)行‘升’、‘降’操作，當(dāng)閘門下降至閘位顯示儀表顯示0000時(shí)，閘門自動停止運(yùn)行。此時(shí)閘門應(yīng)完全關(guān)閉，但閘門啟閉機(jī)保留少量機(jī)械間隙。
．7．3 檢查閘門啟閉機(jī)下限位開關(guān)觸頭應(yīng)被壓下2mm左右，但閘門啟閉機(jī)下限位開關(guān)仍未動作（未出現(xiàn)報(bào)警），否則應(yīng)調(diào)整閘門啟閉機(jī)下限位開關(guān)位置，重新執(zhí)行6．7．2和6．7．3項(xiàng)操作。
．7．4 利用上述同樣方法檢查或校準(zhǔn)閘門啟閉機(jī)上限位開關(guān)的位置（首先應(yīng)檢查和設(shè)置好閘位顯示儀表的上限值）。
7、故障分析與排除
．1 送電異常
．1．1 按下總電源按鈕無電：閘房配電裝置供電是否正常，是否有缺相，主電路是否存在短路。總電源空氣斷路器是否斷開。
．1．2 分路閘門電源空氣斷路器送電異常：閘門自動控制柜內(nèi)部相應(yīng)閘門控制電路是否存在短路。
．1．3 閘門操作時(shí)分路閘門電源空氣斷路器跳閘：閘門啟閉機(jī)電動機(jī)內(nèi)部嚴(yán)重短路，閘門自動控制柜輸出端至閘門啟閉機(jī)電動機(jī)輸入端之間有短路處。
．2 按鈕操作無效
．2．1 ‘手動’方式按鈕操作無效：操作方式選擇開關(guān)是否不在‘手動’方式，閘門是否已在最低或最高位置（可由閘位顯示儀表的顯示值確定，閘門已在最低位置時(shí)‘降’按鈕無效，閘門已在最高位置時(shí)‘升’按鈕無效）。
．2．2 ‘本地’方式按鈕操作無效：操作方式選擇開關(guān)是否在‘遠(yuǎn)程’方式，閘門是否已在最低、最高位置或者已經(jīng)到達(dá)予置位置（可由閘位顯示儀表的顯示狀態(tài)確定，閘門已在最低位置時(shí)‘降’按鈕無效，閘門已在最高位置時(shí)‘升’按鈕無效。閘門‘升’或‘降’到達(dá)予置位置后，若不修改予置值則閘門不能繼續(xù)‘升’或‘降’）