一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，涉及升船機(jī)管理維護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]升船機(jī)運(yùn)行工藝繁瑣，設(shè)備數(shù)量和種類繁多，機(jī)構(gòu)動(dòng)作復(fù)雜，管理維護(hù)難度和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)較高。在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，研宄設(shè)備機(jī)構(gòu)動(dòng)作和優(yōu)化運(yùn)行工藝流程試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)較大。
[0003]如:三峽升船機(jī)最大提升高度113m，船廂總重15500t，是目前世界上最大的升船機(jī)。其設(shè)備設(shè)施種類繁多、技術(shù)復(fù)雜，各設(shè)備與土建之間，以及各設(shè)備之間有著高精度的配合關(guān)系；運(yùn)行控制流程復(fù)雜、環(huán)節(jié)眾多，各步序之間有嚴(yán)格的邏輯閉鎖關(guān)系；運(yùn)行安全要求高，在設(shè)備故障、閉鎖條件不滿足等故障情況，以及船廂完全失水、船廂室進(jìn)水、對(duì)接狀態(tài)船廂沉船、運(yùn)行中地震等事故工況下都要保障升船機(jī)整體安全。
[0004]三峽升船機(jī)上游通航水位變幅30m，上游最大涌浪高±0.5m ;下游通航水位變幅11.8m，下游最大水位變率±0.5m/h，下游最大涌浪高±0.5m。通航水位條件非常復(fù)雜，給船廂與閘首的對(duì)接和船廂誤載水深的控制帶來(lái)很大困難。
[0005]三峽升船機(jī)設(shè)計(jì)船型(單船)吃水達(dá)2.78m，而船廂水深3.5m，富裕水深較??；船廂斷面系數(shù)約1.6，阻塞效應(yīng)十分明顯。船舶超吃水、超速極易發(fā)生觸底事故，運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)較大。
[0006]綜上所述，三峽升船機(jī)運(yùn)行管理難度和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)很高，且無(wú)管理經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。而在現(xiàn)有條件下，只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行研宄設(shè)備機(jī)構(gòu)動(dòng)作和工藝流程，通過(guò)實(shí)際操作進(jìn)行培訓(xùn)，試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)為升船機(jī)運(yùn)行工藝流程優(yōu)化和機(jī)構(gòu)安全運(yùn)行提供模擬測(cè)試平臺(tái)，評(píng)估其可行性和合理性，為實(shí)際升船機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)提供依據(jù)。
[0008]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，包括操作員仿真單元、現(xiàn)地仿真控制單元、管理單元，所述操作員仿真單元、現(xiàn)地仿真控制單元、管理單元相互之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。所述操作員仿真單元包括第一主機(jī)、第一顯示器、設(shè)置在控制柜上的按鈕、設(shè)置在控制柜上的指示燈，第一主機(jī)連接第一顯示器。所述現(xiàn)地仿真控制單元包括可編程邏輯控制器、直流電源、以太網(wǎng)交換機(jī)、設(shè)置在控制柜上的觸摸屏。所述管理單元包括第二主機(jī)、第二顯示器，第二主機(jī)連接第二顯示器。所述第一主機(jī)、第二主機(jī)、觸摸屏、可編程邏輯控制器相互之間通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接?？删幊踢壿嬁刂破鬟B接所述按鈕、所述指示燈。
[0010]所述可編程邏輯控制器的信號(hào)采集模塊分別與所述第一主機(jī)、所述觸摸屏、所述第二主機(jī)、所述按鈕連接。
[0011]所述可編程邏輯控制器的信號(hào)輸出端與所述第一主機(jī)、所述觸摸屏、所述指示燈連接。
[0012]所述可編程邏輯控制器連接直流電源。
[0013]所述操作員仿真單元用于模擬升船機(jī)集控系統(tǒng)的運(yùn)行流程顯示，控制命令下發(fā)。
[0014]所述現(xiàn)地仿真控制單元的觸摸屏，用于模擬現(xiàn)地控制柜和動(dòng)力柜的操作；以及顯示子站的機(jī)構(gòu)動(dòng)作詳細(xì)信息和參數(shù)。
[0015]所述管理單元用于模擬實(shí)際運(yùn)行條件、設(shè)備的狀態(tài)和機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0016]本實(shí)用新型一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，技術(shù)效果如下:
[0017]1)、管理單元:能根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)模擬產(chǎn)生運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)構(gòu)動(dòng)作信號(hào)；可實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置功能，模擬改變升船機(jī)運(yùn)行工況，可配合操作員仿真單元，指導(dǎo)工藝研宄和流程優(yōu)化。
[0018]2)、操作員仿真單元完成升船機(jī)集控系統(tǒng)的運(yùn)行流程顯示，控制命令下發(fā)，以及工藝研宄和指導(dǎo)操作人員完成操作。
[0019]3)、觸摸屏可模擬所有現(xiàn)地控制柜和動(dòng)力柜的操作，并顯示原現(xiàn)地觸摸屏主要內(nèi)容，可指導(dǎo)操作人員完成現(xiàn)地操作。
[0020]4)、可編程控制器自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的模擬，并在操作員仿真單元與觸摸屏上進(jìn)行監(jiān)控與狀態(tài)顯示。
[0021]5)、該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和畫面顯示完整全面，包括泵站電機(jī)、油缸行程、到位信號(hào)、執(zhí)行情況、報(bào)警顯示等。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)的組成示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)的模塊連接示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型系統(tǒng)的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1~圖3所示，一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，包括操作員仿真單元1、現(xiàn)地仿真控制單元2、管理單元3，所述操作員仿真單元1、現(xiàn)地仿真控制單元2、管理單元3相互之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)7連接，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，模擬升船機(jī)正常運(yùn)行工藝流程。
[0026]所述操作員仿真單元I包括第一主機(jī)4、第一顯示器5、設(shè)置在控制柜上的按鈕13、設(shè)置在控制柜上的指示燈14，第一主機(jī)4連接第一顯示器5。
[0027]所述現(xiàn)地仿真控制單元2包括可編程邏輯控制器8、直流電源9、以太網(wǎng)交換機(jī)10、設(shè)置在控制柜上的觸摸屏6。
[0028]所述管理單元3包括第二主機(jī)11、第二顯示器12，第二主機(jī)11連接第二顯示器
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[0029]所述第一主機(jī)4、第二主機(jī)11、觸摸屏6、可編程邏輯控制器8相互之間通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)10連接。
[0030]所述第一主機(jī)4、第二主機(jī)11各采用I臺(tái)HP Ζ420高性能工作站。
[0031]所述第一顯示器5、第二顯示器12各采用2臺(tái)HP w2271 LED顯示器。
[0032]所述觸摸屏6采用2臺(tái)AB 2711P-T10C15D2 10〃彩色觸摸屏。
[0033]所述可編程控制器8采用I套AB ControlLogix PLC。
[0034]所述直流電源9采用I臺(tái)明瑋SP-500-24 (24V，10A)工業(yè)級(jí)直流電源。
[0035]所述可編程邏輯控制器8的信號(hào)采集模塊分別與所述第一主機(jī)4、所述觸摸屏6、所述第二主機(jī)11、所述按鈕13連接。所述可編程邏輯控制器8的信號(hào)輸出端與所述第一主機(jī)4、所述觸摸屏6、所述指示燈14連接。所述可編程邏輯控制器8連接直流電源9。
[0036]操作員仿真單元I用于模擬升船機(jī)集控系統(tǒng)的運(yùn)行流程顯示，控制命令下發(fā)。
[0037]現(xiàn)地仿真控制單元2的觸摸屏6，用于模擬現(xiàn)地控制柜和動(dòng)力柜的操作；以及顯示子站的機(jī)構(gòu)動(dòng)作詳細(xì)信息和參數(shù)。
[0038]管理單元3用于模擬實(shí)際運(yùn)行條件、設(shè)備的狀態(tài)和機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0039]如圖2、3所示，操作員仿真單元1、觸摸屏6發(fā)出控制指令后，可編程邏輯控制器8采集到控制指令發(fā)出，調(diào)用相應(yīng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作程序，仿真控制各現(xiàn)地子站控制柜中開關(guān)、接觸器，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘、閥、主拖動(dòng)系統(tǒng)及液壓?jiǎn)㈤]機(jī)系統(tǒng)的仿真控制，再將執(zhí)行結(jié)果反饋至管理單元3、操作員仿真單元I和觸摸屏6，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與顯示。同時(shí)管理單元3接到動(dòng)作指令后，模擬產(chǎn)生升船機(jī)控制系統(tǒng)外部動(dòng)作的傳感器檢測(cè)信息、運(yùn)行參數(shù)、動(dòng)作信息，模擬系統(tǒng)需要的I/O信號(hào)，模擬機(jī)構(gòu)動(dòng)作。操作員仿真單元I與可編程邏輯控制器8共同完成流程步序與閉鎖邏輯控制，進(jìn)而完成升船機(jī)上、下行等流程。操作員仿真單元1、觸摸屏6可指導(dǎo)操作人員進(jìn)行集控和現(xiàn)地操作，管理單元3可以改變運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)，制造不同工況、觸發(fā)不同故障、屏蔽閉鎖關(guān)系，以達(dá)到指導(dǎo)工藝流程研宄和優(yōu)化的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，包括操作員仿真單元(1)、現(xiàn)地仿真控制單元(2)、管理單元(3)，其特征在于，所述操作員仿真單元(1)、現(xiàn)地仿真控制單元(2)、管理單元(3)相互之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)(7)連接，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；所述操作員仿真單元(I)包括第一主機(jī)(4)、第一顯示器(5)、設(shè)置在控制柜上的按鈕(13)、設(shè)置在控制柜上的指示燈(14)，第一主機(jī)(4)連接第一顯示器(5);所述現(xiàn)地仿真控制單元(2)包括可編程邏輯控制器(8)、以太網(wǎng)交換機(jī)(10)、設(shè)置在控制柜上的觸摸屏(6);所述管理單元(3)包括第二主機(jī)(11)、第二顯示器(12)，第二主機(jī)(11)連接第二顯示器(12);所述第一主機(jī)(4)、第二主機(jī)(11)、觸摸屏(6)、可編程邏輯控制器(8)相互之間通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)(10)連接，可編程邏輯控制器(8 )連接所述按鈕(13)、所述指示燈(14 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器(8)的信號(hào)采集模塊分別與所述第一主機(jī)(4)、所述觸摸屏(6)、所述第二主機(jī)(11)、所述按鈕(13)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器(8)的信號(hào)輸出端與所述第一主機(jī)(4)、所述觸摸屏(6)、所述指示燈(14)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器(8)連接直流電源(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述操作員仿真單元(I)用于模擬升船機(jī)集控系統(tǒng)的運(yùn)行流程顯示，控制命令下發(fā)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)地仿真控制單元(2)的觸摸屏(6)，用于模擬現(xiàn)地控制柜和動(dòng)力柜的操作；以及顯示子站的機(jī)構(gòu)動(dòng)作詳細(xì)信息和參數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述管理單元(3)用于模擬實(shí)際運(yùn)行條件、設(shè)備的狀態(tài)和機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
【專利摘要】一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，包括操作員仿真單元、現(xiàn)地仿真控制單元、管理單元，所述操作員仿真單元、現(xiàn)地仿真控制單元、管理單元相互之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。所述操作員仿真單元包括第一主機(jī)、第一顯示器、設(shè)置在控制柜上的按鈕、設(shè)置在控制柜上的指示燈，第一主機(jī)連接第一顯示器。所述現(xiàn)地仿真控制單元包括可編程邏輯控制器、直流電源、以太網(wǎng)交換機(jī)、設(shè)置在控制柜上的觸摸屏。所述管理單元包括第二主機(jī)、第二顯示器，第二主機(jī)連接第二顯示器。本實(shí)用新型一種升船機(jī)運(yùn)行仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)為升船機(jī)運(yùn)行工藝流程優(yōu)化和機(jī)構(gòu)安全運(yùn)行提供模擬測(cè)試平臺(tái)，評(píng)估其可行性和合理性，為實(shí)際升船機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)提供依據(jù)。
【IPC分類】G05B17/02
【公開號(hào)】CN204705828
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520425488
【發(fā)明人】金鋒, 吳鵬, 屈斌, 齊俊麟, 鄭衛(wèi)力, 王福東, 楊柳, 王迪, 趙明, 王婷婷, 潘誠(chéng)
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江三峽通航管理局, 中船重工（武漢）凌久電氣有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月19日