DB32 T 3823-2020 船闸PLC控制系统设计规范.pdf
《DB32 T 3823-2020 船闸PLC控制系统设计规范.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《DB32 T 3823-2020 船闸PLC控制系统设计规范.pdf(36页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、ICS 93.140 P67 DB32 江苏省 地 方 标 准 DB32/T 3823 2020 船闸 PLC 控制 系统设计规范 Design specification of PLC control system for shiplocks 2020-07-14 发布 2020-08-14 实施 江苏省市场监督管理局 发布 DB32/T 3823 2020 I 目 次 目次 . I 前言 . I 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和 定义 . 1 4 总则 . 2 4.1 总体要求 . 2 4.2 功能要求 . 2 5 硬件设计 . 2 5.1 一般规定 . 3 5.2
2、 硬件配置 . 3 5.3 变频器 . 3 5.4 水位计 . 3 5.5 限位开关 . 3 5.6 通航信号灯 . 4 5.7 通讯光纤、控制电缆 . 4 5.8 电气控制柜 . 4 6 软件设计 . 4 6.1 一般规定 . 4 6.2 过闸流程 . 4 6.3 程序设计 . 6 7 控制网络 . 6 附录 A (规范性附录) 硬件模块配置原则 . 7 附录 B (资料 性附录) 数据库表结构 . 9 附录 C (规范性附录) 程序变量名命名规则及点位配置原则 . 14 附录 D (资料性附录) 程序主要变量名 . 15 附录 E (资料性附录) 常见控制网络拓扑结构 . 31 DB32/
3、T 3823 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由 江苏省交通运 输厅 提出并归口。 本标准起草单位: 中设设计集团股份有限公司、 京杭运河江苏省交通运输厅苏北航务管理处 。 本标准主要起草人: 高杰、 余向阳、 马洪亮、 牛恩斌、 朱岱明、刘轰、东培华、 袁媛、颜廷雪 、曲 红玲 。 DB32/T 3823 2020 1 船闸 PLC 控制 系统 设计规范 1 范围 本标准规定了船闸 PLC控制 系统 硬件、软件、控制网络的设计要求与内容。 本标准适用于交通船闸 PLC控制 系统 设计 、维护 工作,其 他 船闸可参考本标准执行。 2 规范
4、性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其 最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 4208 外壳防护等级( IP代码) GB/T 5023 额定电压 450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 GB/T 9771 通信用单模光纤 GB/T 22239 信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求 GB/T 25070 信息安全技术 信息系统安全等级安全设计技术要求 JTJ 310 船闸电气设计规范 3 术语 和 定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 船闸 PLC控制系统 PLC control s
5、ystem for shiplocks 一种用于 船闸运行 环境 的数字式操作电子系统。用可编程的存储器作面向用户指令的内部寄存器, 完成 船闸 特定的 运行 功能,如逻辑、顺序、定时、计数、运算等,通过数字或模拟的输入 /输出,控制 船闸闸 门、 阀门启闭 等 过程。 3.2 程序控制模式 procedural control mode 船闸闸门 ( 阀门 ) 主要依靠 PLC控制 系统按照过闸流程实现自动循环运行( 开闸与 关闸需人工确认) 。 3.3 分散 控制模式 dispersed control mode 船闸 闸门 ( 阀门 ) 依靠人工确认实现手动单步操作运行。 DB32/T
6、3823 2020 2 3.4 集中 操作模式 concentrated operating mode 对船闸上 、 下游 闸门 ( 阀门 ) 进行 远程集中 控制 。 3.5 现地 操作模式 local operating mode 仅 对 本 闸首闸门 ( 阀门 ) 进行控制。 3.6 套闸 通航模式 sluice navigation mode 船闸上、下游 闸门 ( 阀门 ) 依次循环启闭 的运行模式 。 3.7 通闸 通航模式 open navigation mode 船闸上、下游闸门(阀门) 同时保持完全 开启 状态下的运行模式 。 3.8 船闸控制网络 shiplock cont
7、rol network 用于传输船闸 运行 控制信号的网络。 4 总则 4.1 总体要求 4.1.1 硬 件 应 可靠 耐用, 软件宜基于成熟平台进行开发 。 4.1.2 PLC 控制 系统 的 模块 、 底板 、现场 设备 、软件功能等 应具备一定的可扩展性。 4.1.3 网络架构应具有开放性。 4.1.4 主要硬件及 现场 设备应具备通用性。 4.1.5 PLC 控制 系统设计应积极引进及应用 新技术、新材料 和 新设备 。 4.1.6 PLC 控制系统投入运行前应进行功能性验证测试 。 4.2 功能 要求 4.2.1 PLC 控制系统应具备程序 控制 与分散控制、集中 操作与分散操作等模
8、式。 有平水位的船闸应具 备套闸 通航与 通闸 通航等 模式。 4.2.2 PLC 控制系统 除应满足过闸流程的要求外,还应 具有 JTJ 310 规定的互锁、容错 、 检测、自诊 断与 应急 处理 等功能。 5 硬件 设计 DB32/T 3823 2020 3 5.1 一般规定 5.1.1 核心控制器应选用市场 先进可靠 产品及型号。 5.1.2 关键硬件单元或部件应冗余配置。条件允许 时 宜配备一定的备品备件。 5.1.3 硬件 布置应满足方便养护和维修的要求。 5.1.4 输入 、 输出模块应优先考虑采用直流 24V 电压供电。 5.1.5 现场设备 外壳防护等级 应达到 IP65 及以
9、上。 5.2 硬件配置 5.2.1 PLC 控制系统 硬件 一般 包括底板、电源模块、 CPU 模块、通讯模块、光纤模块、离散量输入模 块、离散量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块等 ,应根据实际 功能 需求合理配置相应模块 。 各功能模块的配置原则 参见 附录 A。 5.2.2 应根据船闸 控制 对象 合理 确定 各功能模块 输入、输出 点数, 并预留不低于 10%的可扩展容量。 5.2.3 模块驱动能力应满足外部负载的要求, 并 带 有 隔离功能。 5.2.4 供电电源应与动力电源完全隔离,并具有防浪涌保护功能。供电电源应进行精密净化稳压,经 在线式 UPS 输入。 PLC 控制系统
10、 应单独接地,接地电阻应小于 1。 5.2.5 多线多梯级 流域 船闸 或统一管理的区域 船闸 PLC 控制系统 硬件配置应相对统一, 核心控制器 宜 选用同类型产品。 5.3 变频器 5.3.1 变频器功率应在现场 驱动 电机功率的基础上预留 不低于 15%的 富裕 量 。 5.3.2 变频器宜选配网络接口、 电抗器、滤波器。 5.3.3 变频器 安装不应对 PLC 控制 系统 正常运行 造成影响和干扰, 应安装于柜式结构,避免振动与电 磁干扰,并保证通风 ,接地良好 。 5.4 水位计 5.4.1 水位计选择应考虑可靠性好、维护方便,根据实际情况 可 采用 压阻 式 、超声波式、 激光式等
11、类 型。 5.4.2 测量 量程应 满足 船闸上、下游 设计最高、最低通航水位的要求 ,同时预留 不低于 10%的富裕量 。 5.4.3 测量精度不低于 1mm。 5.4.4 水位 实时 数据采集时间间隔不应大于 5s。 5.4.5 输出信号类型为 4 20mA。 5.5 限位开关 5.5.1 限位开关 选择应 考虑可靠性好、维护方便 ,根据实际 情况 可选择 机械结构接触式、光电开关等 。 5.5.2 同一 功能的 限位开关 配置数量不低于 2 个。 5.5.3 机械结构 接触式 限位开关 预期使用寿命不低于 10 万次 。 DB32/T 3823 2020 4 5.6 通航信号灯 5.6.
12、1 宜采用双色点阵式 LED 信号灯。 5.6.2 中心光强 应 不低于 400cd。 5.6.3 应 留有与 PLC 控制系统 离散量通讯接口 。 5.7 通讯光纤、控制电缆 5.7.1 通讯 光纤宜选用铠装 单模 光纤,光纤芯数应满足使用要求, 备芯 数 应 不低于 总芯数的 30%,且不 低 于 8芯 。 5.7.2 其余 参照 GB/T 9771与 GB/T 5023执行。 5.8 电气控制柜 5.8.1 控制柜安装位置应考虑方便维护及检修。 5.8.2 控制柜体应采用标准柜体,柜门面板开孔布置合理,柜体表面宜采用热镀锌加喷塑防腐,字体 采用宋体,颜色采用 RAL7035。 5.8.3
13、 柜内设备布置应遵循 “强弱分开、间隙合理、便于维护”的原则,符合人体工程学原理 , 摆放 整齐,标识 清晰 。 6 软件设计 6.1 一般规定 6.1.1 软件设计 应符合船闸安全运行的需要 ,满足不同通航模式过闸 流程 要求 。 6.1.2 软件 宜分功能块 进行 设计,并具有动作互锁功能。 6.1.3 软件 变量数据 应根据船闸运行和动作的关联性进行分类存储, 数据库表结构 参见 附录 B。 6.1.4 PLC控制系统 应为其他系统预留数据接口。 6.1.5 多线多梯级 流域船闸或统一管理的区域 船闸 PLC控制系统 软件 宜基于相同的平台进行开发。 6.1.6 软件 应有非易失电子介质
14、和纸质介质同时存档 。 6.2 过闸 流程 6.2.1 无 特殊要求 时 , 套 闸 模式 运行 流程如 图 1,通闸 模式 运行流程 如图 2。 DB32/T 3823 2020 5 00 . 初始状态 上 、 下游闸 / 阀门全部关闭 上游开阀门允许信号有效 01 . 上游开阀门 02 . 上游开闸门 04 . 上游关闸门 03 . 上游落阀门 05 . 下游开阀门 06 . 下游开闸门 08 . 下游关闸门 07 . 下游落阀门 上游水位与闸室水位平 闸室船舶按序出闸后 , 上游 进闸绿灯转换 , 上游引航道 船舶按序进闸停靠 下游水位与闸室水位平 闸室船舶按序出闸后 , 下游 进闸绿灯
15、转换 , 下游引航道 船舶按序进闸停靠 图 1 套闸 运行流程 图 00 . 初始状态 上游闸外 、 下游闸外水位水平 上 、 下游闸门 ( 闸门与阀门 ) 全部开启 01 . 上游进闸绿灯转换 , 上游引航道船 舶按序进闸 上游闸外 、 下游闸外水位差 是否满足通闸设计标准 ? 广播通知被调度船舶 , 同时上 、 下游闸门 ( 闸门与阀门 ) 同时关 闭 , 系统进入套闸流程 02 . 下游进闸绿灯转换 , 下游引航道船 舶按序进闸 上游闸外 、 下游闸外水位差 是否满足通闸设计标准 ? 闸室船舶按序出闸 后 , 驶入下游航道 闸室船舶按序出闸 后 , 驶入上游航道 N N Y Y 图 2
16、通闸 运行流程 图 6.2.2 暂停、 停机、 急停、强落阀等 应急处理 操作应具有较 高的操作权限等级。 现地 模式权限高于 集 中 模式, 分散 模式权限高于 程序 模式。 DB32/T 3823 2020 6 6.3 程序 设计 6.3.1 程序设计应 充分 考虑船闸运行的 流程 及工作特点, 熟悉 液压 启闭 系统 、机械启闭系统 、信号灯、 照明 等技术参数 及 逻辑关系。 6.3.2 功能块设计宜包含开闸功能块、关闸功能块、开阀功能块、自落功能块、强落功能块、运转计 数功能块、滤波功能块、模拟量处理功能块、变频器处理功能块 、进出闸功能块、故障报警功能块 等。 6.3.3 程序设计
17、必须遵守编程语言中的语法规定 ,并 应 简洁 、便于阅读 与 修改。 6.3.4 程序变量命名 应遵循唯一性及见名知义原则。变量名应包括单位编码、闸号、功能、位置等主 要信息,各信息之间采用下划线分隔。 变量名命名规则参见附录 C。 6.3.5 程序变量地址应做统一规划, 远程传输的变量宜集中部署 , 主要变量命名 具体参见 附录 D。 6.3.6 故障 宜 分为 停机类故障和 非停机类故障 两个等级 。 停机类故障 应 禁止系统运行 , 非停机类故障 仅做报警显示 。 故障类别 参见 附录 B。 7 控制网络 7.1 控制网络拓扑结构 应 依据系统功能需求、投资费用、 模拟量 数量、维修便捷
18、性等合理选择, 可采 用星型或环型架构 ,具体 参见 附录 E。 7.2 网 络通讯 应采用实时性强和可靠性高的工业级网络设备 , 在 PLC控制系统 通讯设备、现地监控主机、 中心服务器之间形成环网通讯链路,并具备冗余环网功能。 7.3 交换机宜选用单模、带工业级环网控制与冗余电源功能, 光口和电口数量应满足现场使用要求且 各保留不低于 2个的富裕量 ,带宽应不低于 100M/s。 7.4 控制网络安全应符合 GB/T 22239与 GB/T 25070的相关规定。 7.5 控制网络应遵循“专网专用”原则, 一般 禁止 外挂集成系统 直接与 PLC控制系统 进行通讯, 确有需 要的 应在 主
19、机终端、网络边界、区域隔离 等 方面做好 安全防护。 7.6 网络 安全设备应与系统功能设计同步规划、安装、调试、验收。 _ DB32/T 3823 2020 7 附录 A ( 规范 性 附录 ) 硬件 模块 配置原则 A.1 底板 A.1.1 底板应具备通用性,每个底板槽位的电气特性应相同,各模块理论上可被安装在底板任意槽位上, 但应相对固定。 A.1.2 底板槽位数应视控制系统模式及输入 、 输出点位数确定, 空槽位数 应不低于 1个,并安装空槽位 盖板 。 A.2 电源模块 A.2.1 电源模块应具有过电流和过电压保护 功能,发生意外掉电,电源模块应有足够时间来保证系统完 成有序停机。
20、A2.2 CPU主站 宜采用两个型号相同的累加型电源模块且在背板的两端槽位上安装。 远程站 可采用一块 累加型电源模块并 安装 在底板的第一个槽位上。 A.3 CPU模块 A.3.1 CPU模块是 PLC控制系统 的核心部件, 运算速度 应 大于 40K指令 /毫秒,内存应大于 16MB, 应集成 MODBUS/TCPIP和 USB外部通讯接口 。 根据船闸控制系统 CPU的历史使用情况, 并 结合船闸电气控制系统的 特点选择 CPU模块。 A.3.2 CPU模块宜配置在底板的第 2个槽 位上。 A.4 通讯模块 A.4.1 通讯模块应结合船闸电气控制系统和航道信息化需求进行选择, 具备与 上
21、位机、远程站通讯的功 能。 A.4.2 通讯模块应根据 CPU型号 具体 配置,一般宜配置在底板的第 3个槽位上。 A.5 光纤模块 A.5.1 光纤模块是主站和 远程 站光链路通讯的端口部件,具备环网链路功能。 A.5.2 光纤通讯模块宜配置在底板的第 4个槽位上。 A.6 离散量输入模块 DB32/T 3823 2020 8 A.6.1 宜采用直流 24V作为离散量输入模块标准化工作电压。 A.6.2 离散量输入模块宜根据现场离散量信号的输入设备数量 具 体 配置,同类的离散量输入模块宜连续 安装。 A.6.3 离散量输入模块位于底板的槽位应相对固定,每个离散量输入模块的输入信号位置应相对
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- DB32 3823-2020 船闸PLC控制系统设计规范 3823 2020 船闸 PLC 控制系统 设计规范
