三峡船闸管控一体化分布式控制系统分析和设计

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通航问题是三峡工程实施关键问题之一,通过设计论证:在三峡大坝建设大型双线五级连续船闸。三峡船闸是世界上规模最大、最复杂的船闸,由于上下游水位落差大,船闸必须适应多级数、大水位变幅运行的工况。要想提高船闸连续运行的安全性、可靠性,必须解决好水、机械设备和监控系统之间的关系。归纳起来,实现三峡五级船闸计算机监控系统较好地解决了三大核心技术问题。 首先,通过研究计算机技术,控制技术,通讯技术在船闸工程中的应用,采用“冗余、容错、集散、模块化、对象化”等先进的技术措施,在综合数字化,智能化和网络化的基础上提出三峡五级船闸计算机监控系统的总体结构及其功能模块,并对各层之间的数据接口进行研究,实现分层分布控制和实时分布数据管理功能。即解决大型计算机监控系统构建和软件开发是三峡船闸计算机监控关键技术之一。 其次,采用数学模型分析方法,设计级数判断、补水判断、动水关阀控制、水位采样等算法,通过计算机监控保证船闸连续运行时梯级水位关系的稳定,从根本上解决了判断多级船闸运用级数、是否补水运行和补水量的自动判断与控制问题,以及高水头船闸闸室输水过程中的大超灌超泄量抑制控制问题。 最后,采用逻辑控制模型分析方法,设计船闸运行的控制方式、逐级过闸流程、同步过闸流程、手动控制流程、逻辑闭锁关系、闸首控制流程等,通过计算机监控保证机械设备在船闸动态运行过程中的正确逻辑关系,解决了多级连续船闸整体运行控制问题,复杂运行工况、控制方式下的运行控制问题,大型机电设备运行故障保护问题,从而实现船舶连续、安全、高效过闸,是解决三峡船闸计算机监控自动连续运行又一关键技术之一。 三峡五级船闸计算机监控系统实施在世界上没有经验可借鉴,由于研究解决了上述关键技术,集合了解决困难问题的独特方法,从而使系统安全可靠、功能完善、技术先进、操作方便。所采用的研究方法对其它工程具有借鉴、使用和推广价值。
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