7.4、运行监控7，4。1、升船机的机械和电气设备种类繁多。复杂.控制与检测对象量大.其运行过程既是典型的顺序动作过程,亦会因为通航条件的改变需要变更运行程序。因此,为了减少人工操作次数.降低操作人员的劳动强度和精神负担，以防止因误操作引发事故危及航运安全，需设置计算机监控系统以实现升船机过船运行的自动化程序控制。提高升船机运行控制的安全可靠性。多级升船机在土建布置上一般采用中间渡槽和渠道进行串行连接，多级升船机的运行关系到升船机、中间渡槽.以及渠道之间的安排与调度，因此、对于由两级或三级以上升船机组成的多级升船机,在各级升船机各配置1套计算机监控系统的基础上,还应设置1套计算机航运调度系统来负责多级升船机之间的航运调度和管理、对于在上、或下，闸首设置有辅助半船闸的升船机 应将辅助半船闸视为升船机的一个组成部分,其运行控制与管理直接由升船机计算机监控系统承担。不再设航运调度管理系统、7.4，2.硬件冗余，软件容错、是保障控制系统运行可靠性设计的基本方法 升船机的操作员工作站.重要现地控制站PLC，升船机上下游水位检测、承船厢行程检测等设备是升船机的关键部件.当它们出现故障退出工作时.对系统的安全可靠运行会造成很大的影响,因此 这部分设备应采用冗余设计和配置 同时,在软件设计和编程开发上 应设计和配置、命令发送的确认，数据采集的软件滤波和判断 关键动作条件的闭锁,N重,N。2、表决控制等措施和手段来进一步提高系统的可靠性 7。4.3.升船机具有机电设备布置分散、监控对象局部集中，各机构按预定顺序动作，相对独立运行等特点。因此.宜采用集中监控管理和现地分散控制相结合的，具有纵向分层，横向分散等特点的分层分布式系统结构、目前、在工业自动化控制应用领域,计算机监控系统一般采用管理层 监控层、现场层三层网络来构架系统，但对于升船机计算机监控系统来说.由于其控制工艺和控制对象都是直接面向控制过程和现场设备,因此,其系统结构宜采用集中监控和现地控制的两层集散分布式系统结构,集中监控层设备配置应根据升船机的规模大小 功能要求进行设计、对于以客运为主的升船机的整体运行监控系统,从进一步提高升船机整体运行的安全可靠性角度考虑,可设置一个与操作员工作站软硬件结构形式完全不同.又称 异构冗余方式.由双机热备PLC构成的升船机流程控制站.此时,升船机流程控制站与升船机操作员站的功能分配和定义是,升船机流程控制站作为升船机流程控制的主控设备.负责升船机过船流程控制的协调与保护。而操作员站仅作为人机接口.提供流程控制的操作与监视界面.同时,操作员站作为升船机流程控制站的后备控制装置。具有升船机流程控制的功能。7 4 4，系统网络采用分级的层次结构是分层分布式系统的一种典型网络结构。对升船机来讲,其集控层设备的配置具有数量较多.功能各异，相互间数据通信量较大。且多数设备与现地控制站之间不需进行数据通信与交换。因此 通过设置集控层网络 可以明晰各级设备间的数据链路.同时降低现地层网络的负荷率.从而提高系统整体控制的实时性.按照网络作用范围大小的分类原则,升船机运行监控系统网络属于局域网的范畴。随着局域网中以太网络技术的飞速发展、以及以太网络设备工业化的日益成熟,工业以太网络的实时性，可靠性，安全性都得到了大幅提高.特别是网络交换技术在工业以太网络上的应用,使得交换式工业以太网络已经成为事实上的工业标准.采用以太网的最大的好处首先是开放和易于集成、其次是低成本.7，4。5 现地控制站的设置应根据升船机运行工艺流程，受控对象。设备，的物理布置和控制功能要求来确定 并应遵循物理分散.功能分散,危险分散、同时尽量减少现地控制站间通信量的设计原则,现地控制层一般设有上闸首现地控制站.传动协调控制站、承船厢上厢头现地控制站、承船厢下厢头现地控制站,下闸首现地控制站和变电所现地控制站等多个现地控制站、在各现地控制站的站点设置时 应全面考虑升船机过船流程中顺序动作的相对独立性。机构动作的前后关系,机械系统的分类关系、动作执行机构和检测传感器的现场布置情况 以及现地控制站间的数据通信量等诸多因素，在满足设计原则的基础上.合理设置现地控制层控制站.现场工业过程控制设备有很多种,如、工业计算机.PLC.DCS、PCS等设备、上述设备各有特点、适用于不同工业控制领域，升船机通航控制流程是典型的条件定序、事件驱动的顺序过程控制、具有机构动作和环节多.闭锁性强。控制点以数字量和开关量居多.模拟量和单PID调节回路较少、控制对象的过程控制律以逻辑控制和状态控制为主等特点,因此，计算机监控系统现地控制站的控制单元宜采用PLC 7,4.6、升船机形式和机构类型的不同,其过船动作运行流程亦有所不同.升船机作为通航运行设施,过船运行工艺流程可归结为，通航初始化流程。上行流程.下行流程.停航流程、紧急保护流程等五大流程，7 4.8,升船机的过船运行控制是一个典型的、条件定序。事件驱动。的顺序控制，集控系统的设置 要求在升船机中央控制室能对参与升船机正常通航运行的所有机械。电气和检测设备实现集中监视与操控、同时，可通过运行人员在现场的干预,实现对所有机械和电气设备的机旁操控.在过船运行控制过程中 由于需操作的对象 机构,多、操作步骤复杂。因此,过船顺序控制操作应采用自动程序控制,同时.考虑到设备调试期间操作的灵活性、以及故障处理后运行状态恢复操作的便利性 过船顺序控制还应设置单步动作 单项设备或机构、操作方式.7，4、9,升船机具有控制站点多。操作对象多。控制方式多,运行流程多 操作步骤复杂的特点 根据升船机的运行操作要求、升船机控制系统配置有大量的开关,按钮.触摸屏.键盘等人机接口设备。因此.升船机控制系统的操作控制应具有防误操作闭锁设计、通常选择的开关多为带钥匙的非自复转换开关.且操作按钮和开关均具有输入防抖动功能、且在设备的电动操作控制回路中还串联以动作闭锁回路的接点，此外还要设置操作员控制权口令,运行人员确认选择后、方可执行有关操作命令等，7、4,10。本条规定了升船机安全保护控制按钮的设置要求.紧急停机，按钮是一个强制停机按钮，对于承船厢驱动机构、该命令通过跳开变频传动装置主接触器及升船机其他动作执行机构电气主回路的主电源、同时使承船厢驱动机构的两级制动器上闸制动,以最快的速度停止升船机所有动作执行机构的运行、对于升船机除承船厢驱动机构外的其他动作执行机构。该命令通过跳开动作执行机构的主电源回路,以最快的速度停止其动作执行机构的运行、紧急停机 按钮应采用非自复式大蘑菇头红色按钮.一旦发出指令、就一直保持命令状态 直到人为解除为止.紧急停机。按钮的解锁,不能自动启动所有动作执行机构的运行.中断的自动流程需经由操作员重新启动,故障保护 按钮是布置在操作员站和升船机流程控制站上的安全保护控制按钮.用于启动升船机的。紧急保护流程 在通航运行控制流程中具有最高优先权.紧急停机，是一种严重非正常工作状态的安全应急处理措施,当,紧急停机，命令发出后、要求系统的各控制站应能同时执行紧急停机命令,使驱动装置和动作机构立即停止运转,以保升船机的安全运行、为了确保、紧急停机命令 的可靠传达与执行、对于由多现地控制站组成的升船机计算机监控系统、紧急停机.命令需采用。连环群发。方式发出、即，首先接收到，紧急停机.命令的控制站.在执行紧急停机的同时.自动生成一个紧急停机信号,E1、并以广播的方式发送到系统中的其他所有控制站、直至升船机完全停止 在隔河岩和彭水升船机中 紧急停机.命令的、连环群发、方式的具体应用方案是。承船厢驱动系统的传动协调控制站接到自身的紧急停机命令后执行紧急停机动作、而接到其他现地控制站的。E1.紧急停机信号后 按。0、04m,s2。的减速度执行电气制动停机动作，这是因为 传动协调控制站接收到.E1。信号时 承船厢驱动系统机电设备自身是正常的 采用,0、04m.s2 的减速度执行电气制动停机动作，可以减少紧急停机对承船厢驱动系统的冲击，7，4,11、安全联，闭 锁条件的。引用，有。软引用.和 硬引用，两种形式。由于网络软件系统的复杂性和安全性 一般来说，硬引用,方式的可靠性要高于.软引用。方式、因此 从安全可靠性角度出发，升船机安全联、闭,锁条件的 引用.方式仅采用 软引用，尚不足以保障系统安全,工程上通常两种方式均同时采用、国内已建隔河岩.高坝洲。彭水。水口和岩滩升船机均同时采用了两种方式、升船机计算机监控系统的安全联，闭。锁的连接方案主要有两种、其一为通过对安全联.闭，锁条件的,引用 由计算机监控系统来实现工业过程控制安全联,闭，锁功能、其二为设置一套自成体系并完全独立于计算机监控系统之外的安全联、闭.锁控制系统，正在实施的三峡升船机和德国新尼德芬诺升船机采用的是后一种方式。7。4.12、不同形式的升船机.其故障保护要求亦不尽相同，升船机故障保护项目应根据工程实际需求进行设置、本条仅对升船机正常运行所需的故障保护项目提出基本的要求和建议