本技術涉及一種基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，屬于水電站閘門遠程控制領域，包括：多個邊緣端遠程IO，其一端接入閘門現地控制PLC，另一端接入北斗終端；北斗指揮機，北斗指揮機和北斗終端通過北斗衛星雙向通信；北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺，其一端與北斗指揮機通信連接，另一端通信連接有中心端遠程IO；水電站公用LCU柜的PLC，一端接入中心端遠程IO，另一端通信連接有水電站計算機監控系統的交換機；無需改動水電站原有計算機監控系統的二次安防，通信改造難度低；無需以太網通信，有效提高了抗干擾和抗入侵能力，提升了通信的安全可靠性；有助于分層分布式監測水電站閘門及其運行過程，提升了閘門監控的可靠性。
1、水電站大壩側的溢洪道閘門、泄洪洞閘門、放空洞閘門等過水閘門一般遠離電站側控制室。在洪峰來臨、大壩檢修等必須開閘放水的特殊時段，閘門的啟閉往往需要專門的工作人員到現場實地操作現地控制單元。隨著通信技術的發展，一部分水電站通過敷設光纖實現了電站側控制室到閘門的遠程監控，方便了電站工作人員對大壩側各閘門的監管和運維，提升了全站的集中管控能力。
2、盡管光纖通信能夠滿足閘門狀態信號和控制信號的遠距離傳輸需求，但是該通信方式受站址周圍地質災害的影響較大。為保證應急情況下閘門狀態信號和控制信號的可靠傳輸，避免重大自然災害發生時光纖網絡中斷且應急人員無法第一時間趕到閘門現場，導致大壩閘門失控，危害水庫及下游居民的生產生活安全，應在閘門現地控制單元和電站側控制室之間另外增設一套安全可靠的無線通信鏈路作為備用。
3、另外，采用基于無線通信、服務器和以太網的一般方式構建水電站閘門應急控制裝置，需要改動水電站原有計算機監控系統的二次安防，增設隔離裝置和數據網關，通信改造難度大。因此，可采用無線通信、遠程io和硬接線相結合的方式構建水電站閘門應急控制裝置，避免改動二次安防。
1、有鑒于此，本技術為了解決現有水電站閘門應急控制裝置需要改動水電站原有計算機監控系統的二次安防，通信難度大以及通信可靠性低以及安全性差的問題，提供一種基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置。
>2、為達到上述目的，本技術提供如下技術方案：3、一種基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，包括：
4、多個邊緣端遠程io，其一端接入閘門現地控制plc，另一端接入北斗終端，邊緣端遠程io通過di和ai讀取閘門現地控制plc上的閘門狀態信號，并將其轉換成北斗短報文信號上送至北斗終端，同時接收來自北斗終端的閘門控制信號，并將其轉化為do和ao信號下發至閘門現地控制plc；
5、北斗指揮機，北斗指揮機和北斗終端通過北斗衛星雙向通信；
6、北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺，其一端與北斗指揮機通信連接，另一端通信連接有中心端遠程io，北斗指揮機和中心端遠程io通過北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺雙向通信；
7、水電站公用lcu柜的plc，一端接入中心端遠程io，另一端通信連接有水電站計算機監控系統的交換機，中心端遠程io和水電站計算機監控系統的交換機通過水電站公用lcu柜的plc雙向通信；
8、中心端遠程io通過di和ai接收來自水電站公用lcu柜的plc的閘門控制信號，并將其傳送至北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺，同時獲取來自北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺的閘門狀態信號，并將其轉化為do和ao信號上送至水電站公用lcu柜的plc。
9、進一步，邊緣端遠程io分別部署于溢洪道、泄洪洞和放空洞的閘門現地控制柜旁，其一端分別接入溢洪道、泄洪洞和放空洞的閘門現地控制plc。
10、進一步，北斗指揮機和北斗終端用于邊緣端遠程io和北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺直接的遠程無線通信，且北斗指揮機用于通過北斗衛星同時對多個北斗終端實現點對多點雙向北斗短報文通信。
11、進一步，北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺用于從北斗指揮機獲取閘門狀態信號對應的北斗短報文，解析出信號值顯示并傳送至中心端遠程io，從中心端遠程io獲取閘門控制信號，展示信號值并將信號轉換成北斗短報文傳送至北斗指揮機，同時北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺對北斗終端和北斗指揮機的設備狀態信息，以及北斗短報文通信狀況能夠在線監測。
12、進一步，中心端遠程io部署在水電站安全i區的水電站公用lcu柜旁。
13、進一步，水電站公用lcu柜的plc從中心端遠程io接收閘門狀態信號并上送至水電站計算機監控系統，并從水電站計算機監控系統接收閘門控制信號下發至中心端遠程io。
14、進一步，邊緣端遠程io和閘門現地控制plc之間通過硬接線連接，邊緣端遠程io的di、do、ai、ao分別連至閘門現地控制plc的do、di、ao、ai；邊緣端遠程io和北斗終端通過串口通信；北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和北斗指揮機通過串口通信；北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和中心端遠程io通過串口通信；中心端遠程io和水電站公用lcu柜的plc通過硬接線連接，中心端遠程io的di、do、ai、ao分別連至水電站公用lcu柜的plc的do、di、ao、ai；水電站公用lcu柜的plc通過以太網接入水電站計算機監控系統的交換機。
15、進一步，邊緣端遠程io、北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和中心端遠程io，逐級實時顯示和上傳閘門狀態信號，直至水電站計算機監控系統；在應急情況下，水電站計算機監控系統緊急發出閘門控制信號，中心端遠程io、北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和邊緣端遠程io逐級顯示和下送閘門控制信號，直至閘門現地控制plc，實現閘門遠程無線遙控。
16、進一步，邊緣端io和中心端遠程io均設置有用于閘門狀態信號、閘門控制信號顯示和傳送、北斗短報文的生成和解析的mcu以及用于給mcu供電的電源模塊。
17、進一步，mcu設置有中央處理單元、系統總線、mmi模塊、存儲模塊、定時中斷模塊、通信模塊、i/o模塊和時鐘模塊，中央處理單元、mmi模塊、存儲模塊、定時和中斷模塊、通信模塊、i/o模塊通過系統總線交換數據；時鐘模塊為中央處理單元提供準確的時間信號；mmi模塊顯示閘門狀態信號和閘門控制信號，同時實現人機交互；通信模塊具有串口，用于和串口設備通信；i/o模塊具有do、di、ao、ai，用于數字量和模擬量的輸入和輸出。
18、本技術的有益效果在于：
19、1、本技術所公開的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，不跨安全區通信，無需改動水電站原有計算機監控系統的二次安防，通信改造難度低。
20、2、本技術所公開的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，將電氣硬接線同基于串口和北斗衛星通信系統的通信鏈路相結合，無需以太網通信，有效提高了抗干擾和抗入侵能力，提升了通信的安全可靠性。
21、3、本技術所公開的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，邊緣端遠程io、北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和中心端遠程io逐級顯示及傳送閘門狀態信號和閘門控制信號，便于通信鏈路的分段調試和故障檢修，同時有助于分層分布式監測水電站閘門及其運行過程，提升了閘門監控的可靠性。
22、本技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本技術的實踐中得到教導。本技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，邊緣端遠程IO分別部署于溢洪道、泄洪洞和放空洞的閘門現地控制柜旁，其一端分別接入溢洪道、泄洪洞和放空洞的閘門現地控制PLC。
3.如權利要求1所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，北斗指揮機和北斗終端用于邊緣端遠程IO和北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺直接的遠程無線通信，且北斗指揮機用于通過北斗衛星同時對多個北斗終端實現點對多點雙向北斗短報文通信。
4.如權利要求1所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺用于從北斗指揮機獲取閘門狀態信號對應的北斗短報文，解析出信號值顯示并傳送至中心端遠程IO，從中心端遠程IO獲取閘門控制信號，展示信號值并將信號轉換成北斗短報文傳送至北斗指揮機，同時北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺對北斗終端和北斗指揮機的設備狀態信息，以及北斗短報文通信狀況能夠在線監測。
5.如權利要求1所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，中心端遠程IO部署在水電站安全I區的水電站公用LCU柜旁。
6.如權利要求5所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，水電站公用LCU柜的PLC從中心端遠程IO接收閘門狀態信號并上送至水電站計算機監控系統，并從水電站計算機監控系統接收閘門控制信號下發至中心端遠程IO。
7.如權利要求1所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，邊緣端遠程IO和閘門現地控制PLC之間通過硬接線連接，邊緣端遠程IO的DI、DO、AI、AO分別連至閘門現地控制PLC的DO、DI、AO、AI；邊緣端遠程IO和北斗終端通過串口通信；北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和北斗指揮機通過串口通信；北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和中心端遠程IO通過串口通信；中心端遠程IO和水電站公用LCU柜的PLC通過硬接線連接，中心端遠程IO的DI、DO、AI、AO分別連至水電站公用LCU柜的PLC的DO、DI、AO、AI；水電站公用LCU柜的PLC通過以太網接入水電站計算機監控系統的交換機。
8.如權利要求1所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，邊緣端遠程IO、北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和中心端遠程IO，逐級實時顯示和上傳閘門狀態信號，直至水電站計算機監控系統；在應急情況下，水電站計算機監控系統緊急發出閘門控制信號，中心端遠程IO、北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺和邊緣端遠程IO逐級顯示和下送閘門控制信號，直至閘門現地控制PLC，實現閘門遠程無線遙控。
9.如權利要求8所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，邊緣端IO和中心端遠程IO均設置有用于閘門狀態信號、閘門控制信號顯示和傳送、北斗短報文的生成和解析的MCU以及用于給MCU供電的電源模塊。
10.如權利要求9所述的基于遠程IO的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，MCU設置有中央處理單元、系統總線、MMI模塊、存儲模塊、定時中斷模塊、通信模塊、I/O模塊和時鐘模塊，中央處理單元、MMI模塊、存儲模塊、定時和中斷模塊、通信模塊、I/O模塊通過系統總線交換數據；時鐘模塊為中央處理單元提供準確的時間信號；MMI模塊顯示閘門狀態信號和閘門控制信號，同時實現人機交互；通信模塊具有串口，用于和串口設備通信；I/O模塊具有DO、DI、AO、AI，用于數字量和模擬量的輸入和輸出。
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【技術特征摘要】
1.一種基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，邊緣端遠程io分別部署于溢洪道、泄洪洞和放空洞的閘門現地控制柜旁，其一端分別接入溢洪道、泄洪洞和放空洞的閘門現地控制plc。
3.如權利要求1所述的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，北斗指揮機和北斗終端用于邊緣端遠程io和北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺直接的遠程無線通信，且北斗指揮機用于通過北斗衛星同時對多個北斗終端實現點對多點雙向北斗短報文通信。
4.如權利要求1所述的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺用于從北斗指揮機獲取閘門狀態信號對應的北斗短報文，解析出信號值顯示并傳送至中心端遠程io，從中心端遠程io獲取閘門控制信號，展示信號值并將信號轉換成北斗短報文傳送至北斗指揮機，同時北斗數據采集綜合分析管理系統及通訊平臺對北斗終端和北斗指揮機的設備狀態信息，以及北斗短報文通信狀況能夠在線監測。
5.如權利要求1所述的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，中心端遠程io部署在水電站安全i區的水電站公用lcu柜旁。
6.如權利要求5所述的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，水電站公用lcu柜的plc從中心端遠程io接收閘門狀態信號并上送至水電站計算機監控系統，并從水電站計算機監控系統接收閘門控制信號下發至中心端遠程io。
7.如權利要求1所述的基于遠程io的水電站閘門應急控制裝置，其特征在于，邊緣端遠程io和閘門現地控制plc之間通過硬接線連接，邊緣端遠程io的di、do、ai、ao分別連至閘門現地控制plc的do、di...
【專利技術屬性】
技術研發人員：童舟波，岳旭輝，李玉龍，劉加英，宋征祥，潘笑怡，
申請(專利權)人：中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：
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