1、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)控制和圖像處理綜合平臺(tái)管理系統(tǒng) 四川九洲應(yīng)用電子系統(tǒng)有限責(zé)任公司研制總結(jié)報(bào)告10/16/20221數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)控制和圖像處理綜合平臺(tái)管理系統(tǒng) 四川九洲應(yīng)用電項(xiàng)目概述 項(xiàng)目研制過(guò)程簡(jiǎn)述 項(xiàng)目的實(shí)施內(nèi)容及其實(shí)現(xiàn) 項(xiàng)目完成情況研制中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施摘 要10/16/20222項(xiàng)目概述 摘 要10/11/20222項(xiàng)目概述 數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)控制綜合平臺(tái)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)先以水利行業(yè)的閘門(mén)自動(dòng)控制技術(shù)為開(kāi)發(fā)突破口，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)水文信息、閘門(mén)工況參數(shù)的采集和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像的監(jiān)視及閘門(mén)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 閘門(mén)自動(dòng)化監(jiān)控綜合管理系統(tǒng)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)所到達(dá)閘門(mén)的上下游水位、上游流域的來(lái)水流量

2、、庫(kù)區(qū)的庫(kù)容、閘門(mén)荷重、閘門(mén)啟閉狀態(tài)與開(kāi)度、圖像信息自動(dòng)化采集與傳輸，達(dá)到能夠在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制閘門(mén)啟閉以及閘門(mén)手自動(dòng)控制；并通過(guò)實(shí)時(shí)圖像監(jiān)測(cè)可以直觀(guān)了解閘門(mén)的運(yùn)行工況以及周邊環(huán)境。通過(guò)閘門(mén)開(kāi)度儀實(shí)時(shí)采集閘門(mén)的開(kāi)度，通過(guò)閘門(mén)荷重儀實(shí)時(shí)采集閘門(mén)荷重。操作員通過(guò)該軟件系統(tǒng)直接控制閘門(mén)，提高了自動(dòng)化控制程度，并減少了閘門(mén)動(dòng)作過(guò)程中的人工誤差。結(jié)合遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，將閘門(mén)現(xiàn)場(chǎng)的圖像信息和數(shù)據(jù)信息在同一操作界面上直觀(guān)的顯示出來(lái)，互為印證。完成了在操作界面上的所見(jiàn)即所得，所得即所見(jiàn)的雙重保證。通過(guò)設(shè)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(shí)進(jìn)行自主的操作。 10/16/20223

3、項(xiàng)目概述 數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)控制綜合平臺(tái)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)先以 該軟件系統(tǒng)還有默認(rèn)的設(shè)備報(bào)警功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)通訊不暢通等問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)的報(bào)警，并提示具體是哪個(gè)設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題，大大的方便了工作人員的故障查找，為該系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保障。 整個(gè)系統(tǒng)采用Borland C+ Builder6編寫(xiě),考慮到數(shù)據(jù)對(duì)該系統(tǒng)的重要性，我們采用了著名的中量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)Microsoft SQL Server 2000 作為數(shù)據(jù)保障。同時(shí)為了方便日后對(duì)該系統(tǒng)的擴(kuò)展，應(yīng)用到了Microsoft 的COM(Component Object Model)技術(shù)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，嚴(yán)格的按照了詳細(xì)的開(kāi)發(fā)規(guī)范執(zhí)行。 項(xiàng)目概述1

4、0/16/20224 該軟件系統(tǒng)還有默認(rèn)的設(shè)備報(bào)警功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)通訊不暢系統(tǒng)圖10/16/20225系統(tǒng)圖10/11/20225單一閘群系統(tǒng)圖10/16/20226單一閘群系統(tǒng)圖10/11/20226邏輯圖PLC可編程控制器光電編碼器閘門(mén)開(kāi)度儀A/D轉(zhuǎn)換中間繼電器按鈕指示燈開(kāi)關(guān)電源控制方式選擇熱繼電器空氣開(kāi)關(guān)接觸器接觸器電機(jī)及抱剎緊急停止通訊模塊水位計(jì)380V下限位上限位DIAIDO高壓監(jiān)控中心主機(jī)485通訊10/16/20227邏輯圖PLC可編程控制器光電編碼器閘門(mén)開(kāi)度儀A/D轉(zhuǎn)換中間繼項(xiàng)目研制過(guò)程簡(jiǎn)述 項(xiàng)目從2004年10月啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)實(shí)施前的用戶(hù)調(diào)查、需求分析，確定總體設(shè)計(jì)方案；完成現(xiàn)地

5、控制單元的硬件設(shè)計(jì)和PLC軟件編程與調(diào)試、閘門(mén)控制系統(tǒng)的軟件編程與調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等工作。項(xiàng)目完成后與水利局協(xié)商，同意在綿陽(yáng)市南河大壩建立閘門(mén)自動(dòng)控制和在三江大壩完成水情信息采集的試驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)自開(kāi)通以來(lái)操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠，受到水利部門(mén)認(rèn)可，因此正式簽定武都引水樞紐的閘門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)。 10/16/20228項(xiàng)目研制過(guò)程簡(jiǎn)述 項(xiàng)目從2004年10月啟動(dòng)，經(jīng)項(xiàng)目的實(shí)施內(nèi)容及其實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)地控制單元 上位機(jī)管理軟件10/16/20229項(xiàng)目的實(shí)施內(nèi)容及其實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)地控制單元10/11/20229現(xiàn)地控制單元 現(xiàn)地控制單元采用PLC完成對(duì)閘門(mén)的邏輯控制，PLC首先從閘門(mén)現(xiàn)有的參數(shù)，如閘位、機(jī)械上/下限位、電

6、子上/下限位、按鈕輸入、閘門(mén)是否有運(yùn)行機(jī)械故障報(bào)警等判斷現(xiàn)有的工況，然后通過(guò)控制指令和邏輯運(yùn)算使閘門(mén)完成操作，在軟件上考慮閘門(mén)上升、下降時(shí)的邏輯互鎖和反向延時(shí)以防止閘、閥的機(jī)械和電氣沖擊，上升、下降時(shí)左右的閘位高度是否達(dá)到糾偏要求，是否超差等，所有這一切都通過(guò)PLC內(nèi)的梯形圖軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。閘門(mén)測(cè)控儀根據(jù)從安裝在閘門(mén)兩端的光電閘門(mén)開(kāi)度傳感器傳來(lái)的閘位信號(hào)，判斷閘門(mén)現(xiàn)在的實(shí)際位置與狀態(tài)，如是否已到指定位置、左右是否超偏、閘門(mén)上/下限位置、是否正在運(yùn)行等。然后，根據(jù)面板操作設(shè)定及按鈕操作或監(jiān)控中心閘門(mén)監(jiān)控計(jì)算機(jī)運(yùn)行指示給PLC發(fā)出運(yùn)行、到位、停止、自動(dòng)糾偏和限位停車(chē)等指令。PLC這些功能由硬件和程

7、序軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有PLC通過(guò)RS-485總線(xiàn)通訊接口與監(jiān)控中心閘門(mén)監(jiān)控計(jì)算機(jī)構(gòu)成一主多從結(jié)構(gòu)的通訊系統(tǒng)，完成上位機(jī)發(fā)出的采集和控制指令。監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)通過(guò)應(yīng)用軟件直接監(jiān)控，監(jiān)測(cè)閘、閥的狀態(tài)、并控制閘、閥到設(shè)定開(kāi)度；現(xiàn)地控制柜中的測(cè)控儀和PLC直接控制閘閥，并響應(yīng)上位機(jī)的控制命令、采集命令，組成分布式系統(tǒng)，共同完成閘門(mén)的監(jiān)控。 10/16/202210現(xiàn)地控制單元 現(xiàn)地控制單元采用PLC完成對(duì)閘門(mén)的邏輯控10/16/20221110/11/20221110/16/20221210/11/202212現(xiàn)地控制柜控制功能 三、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制:操作員根據(jù)情況設(shè)定相關(guān)水流、閘門(mén)開(kāi)度等相關(guān)數(shù)據(jù)，軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)

8、行綜合運(yùn)算，實(shí)時(shí)向PLC傳送控制指令，PLC自動(dòng)地執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。 一、就地手動(dòng)方式，通過(guò)PLC的按鈕可提升、降落閘門(mén)到指定位置。 二、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制: 操作員在上位機(jī)界面中輸入要求的閘門(mén)開(kāi)度或者點(diǎn)擊上升、下降指令，向主控PLC發(fā)出指令，PLC響應(yīng)上位機(jī)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)運(yùn)行控制。10/16/202213現(xiàn)地控制柜控制功能 三、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制:操具有的特點(diǎn)優(yōu)先級(jí)：手動(dòng)控制 遠(yuǎn)程手動(dòng) 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。閘門(mén)開(kāi)度、閘門(mén)提升、降落狀態(tài)、行程設(shè)定值等參數(shù)能現(xiàn)場(chǎng)顯示，現(xiàn)地設(shè)置。通訊：監(jiān)控中心可遠(yuǎn)程可修改設(shè)定參數(shù)，還能夠發(fā)出控制命令，使閘門(mén)運(yùn)行到指定位置保護(hù)：具有機(jī)械限位、數(shù)字電子限位、方式閉鎖等多重保護(hù)功能，確保閘門(mén)

9、運(yùn)行可靠性高。 10/16/202214具有的特點(diǎn)優(yōu)先級(jí)：手動(dòng)控制 遠(yuǎn)程手動(dòng) 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。閘門(mén)上位機(jī)管理軟件數(shù)據(jù)采集監(jiān)視預(yù)警報(bào)警閘門(mén)控制數(shù)據(jù)的管理歷史報(bào)表、曲線(xiàn)圖功能日志功能視頻采集、控制功能系統(tǒng)管理10/16/202215上位機(jī)管理軟件數(shù)據(jù)采集監(jiān)視10/11/202215數(shù)據(jù)采集監(jiān)視 該系統(tǒng)通過(guò)RS232協(xié)議與前端PLC通訊，通過(guò)即時(shí)的接收PLC返回?cái)?shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)的周期性的采集水位數(shù)據(jù)、及閘門(mén)開(kāi)度/開(kāi)關(guān)情況數(shù)據(jù)。軟件會(huì)自動(dòng)檢查數(shù)據(jù)合法性，并進(jìn)行分類(lèi)處理，用戶(hù)則能夠及時(shí)、安全、準(zhǔn)確地讀取各閘門(mén)上的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及閘門(mén)設(shè)備的工作狀態(tài)。并能根據(jù)要求發(fā)出監(jiān)控指令或進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)或?qū)崟r(shí)顯示。 10/16/20

10、2216數(shù)據(jù)采集監(jiān)視 該系統(tǒng)通過(guò)RS232協(xié)議與前端PLC通訊預(yù)警報(bào)警 根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)收集到的水位接近汛限水位或庫(kù)容水位時(shí)進(jìn)行提示告警，達(dá)到預(yù)警效果，提高監(jiān)控質(zhì)量。當(dāng)監(jiān)控對(duì)象設(shè)備故障時(shí)，當(dāng)閘門(mén)發(fā)生電器故障、通訊故障、傳感器故障等問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)管理預(yù)定的設(shè)置報(bào)警，并根據(jù)報(bào)警信息分析存儲(chǔ)報(bào)警類(lèi)別，使系統(tǒng)具有事故追憶功能，方便日后故障查詢(xún)以及設(shè)備檢修。 10/16/202217預(yù)警報(bào)警 根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)收集到的水閘門(mén)控制 閘門(mén)現(xiàn)地控制應(yīng)用RS232協(xié)議與前端PLC通訊，并發(fā)送相應(yīng)的控制指令，可實(shí)現(xiàn)閘門(mén)的實(shí)時(shí)控制，遠(yuǎn)程設(shè)定閘門(mén)開(kāi)度，控制閘門(mén)上升、下降、停止，同時(shí)

11、在軟件上形象的顯示監(jiān)控界面，顯示全部閘門(mén)的運(yùn)行狀況，并可觀(guān)看對(duì)應(yīng)閘門(mén)的視頻圖象。相比以往的傳統(tǒng)手動(dòng)控制，此功能提高了閘門(mén)控制的準(zhǔn)確性，并且能夠即時(shí)直觀(guān)的觀(guān)察到閘門(mén)開(kāi)度等準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，提高了閘門(mén)控制的安全性以及可見(jiàn)性，節(jié)省了很大一部分人力開(kāi)銷(xiāo)。 10/16/202218閘門(mén)控制 閘門(mén)現(xiàn)地控制應(yīng)用RS232協(xié)議與前端PLC通數(shù)據(jù)的管理 由上位機(jī)監(jiān)控、管理軟件完成各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理、篩選、匯總、分析，把篩選后的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，代替了傳統(tǒng)的手工錄入方式，大大的減少了人力開(kāi)銷(xiāo)，把錯(cuò)誤的出現(xiàn)降低到最低。這些數(shù)據(jù)都能被系統(tǒng)其他功能模塊靈活的讀取，模塊可根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，完成各種歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、數(shù)據(jù)報(bào)

12、警信息的查詢(xún)功能，系統(tǒng)日志查詢(xún)等等一系列相關(guān)的功能，并能依此完成各種圖表、曲線(xiàn)的繪制。數(shù)據(jù)良好的管理方式可以說(shuō)是支撐本系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵所在。 10/16/202219數(shù)據(jù)的管理 由上位機(jī)監(jiān)控、管理軟件完成各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處歷史報(bào)表、曲線(xiàn)圖功能 歷史報(bào)表 歷史水位曲線(xiàn)圖10/16/202220歷史報(bào)表、曲線(xiàn)圖功能 歷史報(bào)表10/11/202220日志功能 本系統(tǒng)對(duì)閘門(mén)的操作或是設(shè)備故障等各種信息都將記錄下來(lái)，包括升降閘門(mén)、啟閉電機(jī)等類(lèi)似操作日志，實(shí)現(xiàn)“責(zé)任到人”。一方面方便了日后的故障、事故追查，另一方面也對(duì)閘門(mén)工作人員的操作規(guī)范化起到了一定的約束作用，使操作更趨于規(guī)范。 10/16/202

13、221日志功能 本系統(tǒng)對(duì)閘門(mén)的操作或是設(shè)備故障等各種信息都將視頻采集、控制功能 實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)的攝像頭的統(tǒng)一管理，將各攝想頭的視頻采集并在軟件界面上直觀(guān)的顯示出來(lái)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，做到不出門(mén)就可以了解到閘門(mén)周?chē)h(huán)境情況。同時(shí)還能通過(guò)軟件對(duì)任一攝像頭的云臺(tái)進(jìn)行控制，進(jìn)行變、聚焦，云臺(tái)移動(dòng)等系列操作。相對(duì)以往的手動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)方便了很多。 10/16/202222視頻采集、控制功能 實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)的攝像頭的統(tǒng)一管理，將各系統(tǒng)管理1 數(shù)據(jù)備份 該系統(tǒng)提供了人工和自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的功能。為了避免出現(xiàn)意外導(dǎo)致的數(shù)據(jù)損害甚至丟失，該系統(tǒng)提供了完備的兩種備份方式供用戶(hù)選擇。使數(shù)據(jù)損害降到最低。l2 權(quán)限控制 具有

14、用戶(hù)權(quán)限分級(jí)管理功能。使不同人員的操作具有不同的特點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)的使用及管理更具有立體感。 10/16/202223系統(tǒng)管理1 數(shù)據(jù)備份10/11/202223項(xiàng)目完成情況任務(wù)書(shū)要求完成情況自動(dòng)監(jiān)測(cè)被控閘門(mén)開(kāi)度及工況 完成閘門(mén)運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及記錄完成自動(dòng)監(jiān)測(cè)閘門(mén)上下游水位完成根據(jù)操作規(guī)程自動(dòng)控制閘門(mén)啟閉完成具有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能完成生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表完成可定開(kāi)度自動(dòng)控制完成具有視頻監(jiān)控畫(huà)面和電視監(jiān)視前端操作過(guò)程功能完成具有操作過(guò)程記錄功能完成具有操作過(guò)程查詢(xún)完成自動(dòng)生成閘門(mén)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、事件數(shù)據(jù)庫(kù)完成具有數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)功能完成具有打印各種生產(chǎn)報(bào)表、歷史數(shù)功能完成10

15、/16/202224項(xiàng)目完成情況任務(wù)書(shū)要求完成情況自動(dòng)監(jiān)測(cè)被控閘門(mén)開(kāi)度及工況 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益情況社會(huì)效益 人類(lèi)的活動(dòng)不能離開(kāi)水的利用，本項(xiàng)目的實(shí)施除了有明顯經(jīng)濟(jì)效益，更重要地體現(xiàn)在水利信息化進(jìn)程中所能發(fā)揮的社會(huì)效益。由于水利工作具有明顯的社會(huì)公益特性，通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施為防洪抗旱減災(zāi)、水資源的開(kāi)發(fā)、利用、配置、節(jié)約與保護(hù)以及水環(huán)境保護(hù)與治理等綜合管理和決策服務(wù)，提高了水資源優(yōu)化配置及水利工程的科學(xué)管理水平，解決好流域水利與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的諸多矛盾，就能為保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)、保證人民的正常生活、維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定起到重要作用。10/16/202225社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益情況社會(huì)效益10/11/202225社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益情況經(jīng)濟(jì)效益情況根據(jù)我們的調(diào)查和了解現(xiàn)在市場(chǎng)上還沒(méi)有功能相同的綜合平臺(tái)管理軟件，而現(xiàn)在使用的都是功能相對(duì)獨(dú)立處理平臺(tái)，我們的綜合平臺(tái)管理系統(tǒng)把各個(gè)功能整合在一個(gè)管理平臺(tái)上，具有先進(jìn)性、新穎性和實(shí)用性，同時(shí)也是很好的賣(mài)點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也就能很好的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控綜合平臺(tái)管理系統(tǒng)成本約為萬(wàn)元/套，而目前市場(chǎng)售價(jià)可以超過(guò)0萬(wàn)/套，單套毛利萬(wàn)我們現(xiàn)在已經(jīng)簽定了武引取水樞紐（萬(wàn)）和綿陽(yáng)市水務(wù)局萬(wàn)的合同，項(xiàng)目取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益10/16/202226社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益情況經(jīng)濟(jì)效益情況10/11/202226社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益情況經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)建設(shè)節(jié)水型社會(huì)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需