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摘要：随着内河货物运输需求的不断增长，人们开始关注内河水运的服务质量、通航便捷、运输效率等问题，安全可靠的船闸自动化控制系统是解决这些问题的关键。本文在分析影响船闸自动化控制系统可靠性因素的基础上，采取了闭锁设计、容错设计、抗干扰设计、布线技术、屏蔽技术、接地技术、采用高质量的硬件、简化操作方式、自动报警等措施来提高系统的可靠性，确保船闸安全可靠地运行。
关键词：船闸 硬件 软件 可靠性 设计
随着信息化在水运与水利行业的大力推广和浙江省“水运强省”战略的实施，作为内河航运和水利基础设施重要组成部分的船闸，其通航能力日益受到重视。而船闸的安全可靠运行对实现船闸的集中控制和管理、对防治水害、加强水资源统一管理、降低运行成本、保障水路运输畅通具有十分深远的意义。
1 蜀山船闸自动化控制系统概述
蜀山船闸位于余姚境内，是杭甬运河的组成部分。2003年9月该工程正式开工建设，船闸工程规模为500吨级（Ⅳ级航道）船闸、主要建筑物为Ⅲ级。闸室有效长度200米，有效宽度12米，上下游靠船墩长各200米，上下游引航道长均达465米（包括部分原航道），水位差为2-4米。上闸首为平板工作闸门，卷扬式启闭机启闭，下闸首为人字工作闸，液压启闭机启闭。上、下闸首左右墩体均设有输水廊道及闸门。
目前，国内市场上不乏船闸自动化控制系统，蜀山船闸自动化控制系统采用符合国际开放系统标准的Windows/NT开放式环境下的分层分布式计算机监控系统，采用100MB光纤星型工业以太网，网络介质采用光纤，通讯规约符合TCP/IP标准，按IEEE802.3设计，传输速率为10Omb/s，传输介质采用光缆。
船闸自动化控制系统运用先进的PLC系统控制技术、在线监测、智能管控技术，实现了船闸的运行监测、智能控制、远程监控、运行管理、业务管理等功能，中央控制室内布置有工业以太网络系统。控制系统的光纤交换机与上、下游闸首内左侧机房的PLC控制柜相连，通过主控计算机、WEB服务器、视频监视主机等形成了完整的监控系统。在中控室内布置办公系统的网络交换机，通过光纤与收费站相连。Web服务器连接办公系统与监控网络系统，可以实时了解船闸运行情况。通过中央控制室内的视频控制主机控制船闸内各个视频摄像机，为船闸远程自动化控制运行提供视频图像信息。
通过光纤交换机，现地PLC控制柜、主控制计算机、硬盘录像机和WEB服务器传送信息，提高了系统的可靠性。一旦某一路出现故障，也不会影响其他设备的运行。同时系统的可扩展性非常强：与上、下游远调之间留有接口；与其他船闸之间留有接口；与管理网络联网留有接口等；将来船闸运行系统需要增加控制单元或者计算机，只要接入相应接点即可。该控制系统的使用能够有助于改善航行表现和降低個人工作负担，还能通过简化训练和降低航行人员费用来节约可观的成本，采用开放式系统架构，应用非常广泛。
2 影响系统可靠性的因素
影响PLC控制系统可靠性的因素：
2.1 系统自身干扰
①电源波形畸变干扰：PLC控制系统本身或者电网其它设备一般采用IGBT、SCR、GTO等半导体器件，工作时会产生高次谐波、噪声、寄生振荡等，从而引起电网电源波形畸变，对PLC产生干扰。
②电路耦合干扰：PLC接地点选择不当或接地不良，会通过回路公共阻抗发生耦合而产生电流干扰。
③电容性、电感性干扰：在干扰源与PLC之间存在分布电容或电感性元件耦合所产生的干扰。
2.2 外界干扰
主要是雷达、电台、移动电话等空间电磁波的电磁场、传导波的传导电流和传导电压所产生的波干扰。
2.3 气候环境影响
PLC对于工作环境有着严格的要求，工作环境温度在0～55℃，并且不能发生急剧的变化，因为温度的变化直接影响元器件的寿命和可靠性；PLC工作相对湿度在30%～85%，过大或者过小都会导致内部元件性能恶化、短路和静电感应损坏等后果；在尘埃、导电粉末、有害气体、水分、有机溶剂、强碱性溶液等环境中，PLC工作时会产生误动作或元器件损坏。
2.4 软件原因
主要是由于PLC应用控制梯形图在编制过程中有漏洞，对于船闸运行的工艺流程没有完全掌握对各种可能出现的故障考虑不周使得系统在使用过程中存在隐患。
2.5 硬件原因
主要由于硬件性能不高，配置不合理，从而使其自身运行可靠性下降。
3 自动化控制系统可靠性设计
可靠性包括结构设计、制造、工厂验收、现场验收、运行和管理等环节，贯穿于自动化系统的整个开发和运行过程。
可靠性是船闸自动化控制系统的一个重要指标，为此在设计时必须加以重视。
3.1 系统硬件的可靠性设计
船闸自动化控制系统的硬件可靠性，一方面指硬件抗干扰能力，另一方面指自动化控制系统硬件本身可靠性以及质量的提高。可以从硬件着手来提高系统的可靠性。
3.1.1 抗干扰能力设计
所有设备具有足够的抗电磁辐射干扰能力和足够的抗雷电干扰措施，以保证所有设备能在余姚蜀山船闸现场环境下安全可靠运行。
3.1.1.1 电源的抗干扰能力设计
采用独立分散的电源，增强了整个系统的稳定运行，减少了各种干扰在电源系统上的耦合，增强了供电的可靠性；对所有就地供电的前端设备，设置500VA以上的高精度交流稳压电源与二次保护空开，以避免在长距离供电和与大电流用电设备共用电源的条件下产生的电压、电流和杂波扰动所导致的系统信号损伤及设备损坏。同时，也可以起到避免因本控制系统内部电源短路，而导致上一级空开跳脱，影响原有线路上用电设备安全的隐患发生。
3.1.1.2 抗电磁场干扰能力设计 船闸自动化控制系统可靠运行的重要保证是抗电磁场干扰能力设计，采用了以下技术和方法：
①屏蔽技术。
使用屏蔽技术防止电磁场干扰。
使用屏蔽电缆可以防止屏柜外部连接电缆产生的电磁场对输入、输出接口的干扰；使用金属外壳可以对一些计算机装置、设备等加以屏蔽。
②布线技术。
合理的布线可以大大降低干扰，提高系统的可靠性。
在船闸自动化控制系统屏柜内部布线时，尽量分开交流电源线、直流电源线、开关量输入输出信号线与模拟量输入信号线、继电器等感性负载控制线，降低各种线路相互之间的电磁场干扰。
在船闸自动化控制系统屏柜外部布线时，同一回路的线缆不允许捆扎在两束以上线缆中或不许放在两根以上的多芯电缆中；不同电压等级的各种信号线不许扎在一束线缆内或放在一束多芯电缆内。为减少动力电对信号电和通信的干扰，屏柜一次回路和二次回路分开绑扎，尽量保持一定距离，以减少干扰；电力电缆和控制电缆分开排列、留有距离；直流电源在可能的情况下尽量远离电力电缆和交流控制电缆。
动力电缆与控制电缆、通信光缆平行敷设间距符合相关规定。
③输入与输出接口的外部引线。
自动化控制系统中的信号导线一般使用双绞线，抗共模噪声的能力强、阻抗高，从而互相抵消电磁感应的干扰，对电磁干扰产生了不同程度的抑制。
④接地技术。
接地技术包括自动化控制系统计算机内部的接地及自动化控制系统屏柜与外部连接的屏蔽电缆的接地。
在本系统中，所有电气装置中，由于绝缘损坏而可能带电的电气装置，其金属部分设有保护接地；屏柜内部零线、地线与柜体可靠连接，并且留有与接地网相连的接线柱；信号线专门单独接地；机房供电系统接地，其接地电阻应满足GB50057-94的要求，即≤2Ω。
⑤防雷系统。
在本系统中，信号系统配置相应的防雷模块。对各段光缆的金属加强结构，特别是控制箱固定部分，采取单端接地防雷设计措施，不遗留系统结构中的外侵雷击隐患；将中控室的防雷分为多层保护系统，机房系统电源均先通过空开的防雷模块后才给机房系统供电。
3.1.2 设备可靠性设计
①液压启闭机系统可靠性的措施。
在液压系统中增加油压变送器。PLC通过实时采集液压启闭机系统上的系统油压传感器信号，在现地和集中控制室提供油压监测数据，并可根据船闸开/关闸、阀门运行时液压系统压力的变化规律，实现对液压启闭机系统的保护。
②水位计信号可靠性的措施。
本系统采用国外进口的高质量高精度的PTX-1830水位计（经多个船闸的使用）。设计了水位计的自动矫正及故障报警软件程序；设定时间间隔，实时采集水位數据进行记录；增加对水位计的诊断和平滑处理软件功能；采用静态调整和动态纠偏的方法，确保了水位计的准确、可靠，从而确保系统运行的可靠性。
③现地操作台与集中控制室的各种开关按钮，根据其作用采用人机交互式理论和相应标准规范，进行合理分类和组合，使用不同的颜色进行配置，防止误操作。
现地操作台与集中控制室均设有紧急停止按钮，在闸、阀门运行或其它的紧急情况出现时，能立即切断电动机的动力电源和控制电源，确保人身安全和设备安全。
3.2 软件的可靠性设计
软件设计是确保船闸监控系统可靠运行的关键。加强软件设计的阶段管理，对软件设计的每个阶段进行设计评审；加强软件设计的文档管理；加强软件的厂内测试，针对船闸特点建立智能模拟测试环境，均有利于提高软件的可靠性。本系统主要采取以下措施和方法：
3.2.1 采用组态王6.5组态软件
组态软件作为近年来新兴的软件开发技术，具有开发简便、开发周期短、通用性强的优点。组态软件可以简化安装进程，根据操作需要增添实时数据库，实现服务器的远程连接和配置。船闸控制系统要求组态软件能够对船闸中的数据进行采集和控制及数据处理，构成一个整体的控制系统。组态软件运行于船闸控室的计算机中，将所有工艺环节数据与控制数据进行采集，使用形象立体画面表现船闸的操作流程及各种数据，并对船闸进行相应的控制，同时实现对各种数据的分析处理。组态软件系统要能够与各种分析仪进行通讯，因此需要组态软件具有极强的通讯能力和兼容性，能够整合不同厂家、不同系列、不同通讯协议的产品。组态软件具有上千个设备驱动程序，提供了灵活的组态工具和模块，能够与各种控制设备进行通讯，同时组态软件作为独立的自动化软件厂商，能够为客户提供全面周到的产品和技术服务。
3.2.2 采用软件容错和抗干扰设计，增强软件强健性
对于船闸的自动化控制系统来说，确保系统的可靠性是至关重要的，只有高可靠性才能保证系统正常运行。船闸在运行的过程中由于周围工作环境复杂，干扰源较多，对于系统的可靠性要求也就更多。船闸的控制系统要求软件能够满足客户的需要，当停电时可以自动对数据进行保护；当系统上电恢复工作时又能将保存的数据准确地读出。在上电或掉电阶段，系统工作状态往往不够稳定，容易造成读写数据错误，需要在硬件和软件设计上采取抗干扰和容错措施。现阶段提高系统可靠性的容错和抗干扰技术一般分为两类，本系统硬件采用的是两套互为热备的工控计算机，软件采用容错设计。不仅如此，组态软件利用专业的工业数据库软件产品，可以有效解决过去商用数据库存在的问题，如存储数据慢、查询效率低、数据易丢失、数据应用必需专业人员等问题。同时由于数据库采用组态式的数据分析工具，降低了使用难度易于上手，有效提高船闸工作人员的工作效率。
3.2.3 防止闸门误动作的设计
①采集闸门开度、荷重、电动机运行时的电流、电压变化数据，实现动态监测和控制。对闸阀门的运行进行跟踪检测，当系统自动进入监控主视图或侧视图时，在CRT上实时动态显示闸门或阀门的运行情况和运行参数。 ②操作方式之间的闭锁设计。手动控制与PLC控制间进行互锁，手动控制优先；集中控制与现地分散控制间进行互锁，现地优先；严格禁止两种方式同时使用。控制软件的操作严格按船闸工艺流程进行，防止误操作发生；上下闸首之间除了采用软件闭锁外，同时采用硬闭锁连接，这样操作人员的误操作，不会造成设备的误动作；若在开阀过程中检测到另闸首闭锁信号丢失时，本闸首自动转为关阀，从而保证闸、阀门各项操作的互锁关系，决不允许发生通闸或通阀事故，确保船闸安全运行。
③系统操作简便、灵活和安全。在系统设计中将操作人员分为系统管理员、维修员和操作员，规定了各类人员不同的操作权限。
简便性：每步操作都有相应提示，全中文显示，使一般运行人员均可在较短的时间内掌握。
安全性：PLC能够根据故障情况进行分类报警，并自动紧急处理，同时各个机房都设有急停功能和紧急关阀功能：阀门提起后，随时都可以将其迅速关闭，以确保船闸运行安全。
灵活性：通过索引技术和自动切换技术，能够使操作人员灵活地完成操作方式之间的投入、退出或转换。
④控制回路的保护功能。系统控制回路具有过载、短路、过流、缺相等保护功能，同时PLC采集这些现场信息，进行处理并将结果送到集控室上位机，集控室上位机除进行实时记录外，还对故障进行报警。
4 结语
通过闭锁设计、容错设计、抗干扰设计、布线技术、屏蔽技术、接地技术、简化操作方式、采用高质量的硬件、自动报警等多方面的措施，大大提高了自动化控制系统的可靠性。蜀山船闸自2006年5月船闸开始放船运行至今，未发生因自动化控制系统的原因引发的停机事故。确保了杭甬运河的安全畅通、提高通航保证率、提升船闸运行管理和安全经济运行水平，创造了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]孙秋高.杭甬运河的改造对浙东地区物流的影响[J].浙江交通职业技术学院学报，2006，7（1）：31.
[2]徐立子.变电站自动化系统的可靠性分析[J].电网技术，2002，
26（8）：68.
[3]熊幸明.PLC控制系統的抗干扰研究[J].工业仪表与自动化装置，2004（1）：7-9.
[4]王晓.PLC控制系统可靠性的研究与设计[J].科技信息，2006（2）：67.
[5]张娟勇.水电站监控系统的抗干扰问题探讨[J].信息与电脑，2010（6）：116.
关键词：船闸 硬件 软件 可靠性 设计
随着信息化在水运与水利行业的大力推广和浙江省“水运强省”战略的实施，作为内河航运和水利基础设施重要组成部分的船闸，其通航能力日益受到重视。而船闸的安全可靠运行对实现船闸的集中控制和管理、对防治水害、加强水资源统一管理、降低运行成本、保障水路运输畅通具有十分深远的意义。
1 蜀山船闸自动化控制系统概述
蜀山船闸位于余姚境内，是杭甬运河的组成部分。2003年9月该工程正式开工建设，船闸工程规模为500吨级（Ⅳ级航道）船闸、主要建筑物为Ⅲ级。闸室有效长度200米，有效宽度12米，上下游靠船墩长各200米，上下游引航道长均达465米（包括部分原航道），水位差为2-4米。上闸首为平板工作闸门，卷扬式启闭机启闭，下闸首为人字工作闸，液压启闭机启闭。上、下闸首左右墩体均设有输水廊道及闸门。
目前，国内市场上不乏船闸自动化控制系统，蜀山船闸自动化控制系统采用符合国际开放系统标准的Windows/NT开放式环境下的分层分布式计算机监控系统，采用100MB光纤星型工业以太网，网络介质采用光纤，通讯规约符合TCP/IP标准，按IEEE802.3设计，传输速率为10Omb/s，传输介质采用光缆。
船闸自动化控制系统运用先进的PLC系统控制技术、在线监测、智能管控技术，实现了船闸的运行监测、智能控制、远程监控、运行管理、业务管理等功能，中央控制室内布置有工业以太网络系统。控制系统的光纤交换机与上、下游闸首内左侧机房的PLC控制柜相连，通过主控计算机、WEB服务器、视频监视主机等形成了完整的监控系统。在中控室内布置办公系统的网络交换机，通过光纤与收费站相连。Web服务器连接办公系统与监控网络系统，可以实时了解船闸运行情况。通过中央控制室内的视频控制主机控制船闸内各个视频摄像机，为船闸远程自动化控制运行提供视频图像信息。
通过光纤交换机，现地PLC控制柜、主控制计算机、硬盘录像机和WEB服务器传送信息，提高了系统的可靠性。一旦某一路出现故障，也不会影响其他设备的运行。同时系统的可扩展性非常强：与上、下游远调之间留有接口；与其他船闸之间留有接口；与管理网络联网留有接口等；将来船闸运行系统需要增加控制单元或者计算机，只要接入相应接点即可。该控制系统的使用能够有助于改善航行表现和降低個人工作负担，还能通过简化训练和降低航行人员费用来节约可观的成本，采用开放式系统架构，应用非常广泛。
2 影响系统可靠性的因素
影响PLC控制系统可靠性的因素：
2.1 系统自身干扰
①电源波形畸变干扰：PLC控制系统本身或者电网其它设备一般采用IGBT、SCR、GTO等半导体器件，工作时会产生高次谐波、噪声、寄生振荡等，从而引起电网电源波形畸变，对PLC产生干扰。
②电路耦合干扰：PLC接地点选择不当或接地不良，会通过回路公共阻抗发生耦合而产生电流干扰。
③电容性、电感性干扰：在干扰源与PLC之间存在分布电容或电感性元件耦合所产生的干扰。
2.2 外界干扰
主要是雷达、电台、移动电话等空间电磁波的电磁场、传导波的传导电流和传导电压所产生的波干扰。
2.3 气候环境影响
PLC对于工作环境有着严格的要求，工作环境温度在0～55℃，并且不能发生急剧的变化，因为温度的变化直接影响元器件的寿命和可靠性；PLC工作相对湿度在30%～85%，过大或者过小都会导致内部元件性能恶化、短路和静电感应损坏等后果；在尘埃、导电粉末、有害气体、水分、有机溶剂、强碱性溶液等环境中，PLC工作时会产生误动作或元器件损坏。
2.4 软件原因
主要是由于PLC应用控制梯形图在编制过程中有漏洞，对于船闸运行的工艺流程没有完全掌握对各种可能出现的故障考虑不周使得系统在使用过程中存在隐患。
2.5 硬件原因
主要由于硬件性能不高，配置不合理，从而使其自身运行可靠性下降。
3 自动化控制系统可靠性设计
可靠性包括结构设计、制造、工厂验收、现场验收、运行和管理等环节，贯穿于自动化系统的整个开发和运行过程。
可靠性是船闸自动化控制系统的一个重要指标，为此在设计时必须加以重视。
3.1 系统硬件的可靠性设计
船闸自动化控制系统的硬件可靠性，一方面指硬件抗干扰能力，另一方面指自动化控制系统硬件本身可靠性以及质量的提高。可以从硬件着手来提高系统的可靠性。
3.1.1 抗干扰能力设计
所有设备具有足够的抗电磁辐射干扰能力和足够的抗雷电干扰措施，以保证所有设备能在余姚蜀山船闸现场环境下安全可靠运行。
3.1.1.1 电源的抗干扰能力设计
采用独立分散的电源，增强了整个系统的稳定运行，减少了各种干扰在电源系统上的耦合，增强了供电的可靠性；对所有就地供电的前端设备，设置500VA以上的高精度交流稳压电源与二次保护空开，以避免在长距离供电和与大电流用电设备共用电源的条件下产生的电压、电流和杂波扰动所导致的系统信号损伤及设备损坏。同时，也可以起到避免因本控制系统内部电源短路，而导致上一级空开跳脱，影响原有线路上用电设备安全的隐患发生。
3.1.1.2 抗电磁场干扰能力设计 船闸自动化控制系统可靠运行的重要保证是抗电磁场干扰能力设计，采用了以下技术和方法：
①屏蔽技术。
使用屏蔽技术防止电磁场干扰。
使用屏蔽电缆可以防止屏柜外部连接电缆产生的电磁场对输入、输出接口的干扰；使用金属外壳可以对一些计算机装置、设备等加以屏蔽。
②布线技术。
合理的布线可以大大降低干扰，提高系统的可靠性。
在船闸自动化控制系统屏柜内部布线时，尽量分开交流电源线、直流电源线、开关量输入输出信号线与模拟量输入信号线、继电器等感性负载控制线，降低各种线路相互之间的电磁场干扰。
在船闸自动化控制系统屏柜外部布线时，同一回路的线缆不允许捆扎在两束以上线缆中或不许放在两根以上的多芯电缆中；不同电压等级的各种信号线不许扎在一束线缆内或放在一束多芯电缆内。为减少动力电对信号电和通信的干扰，屏柜一次回路和二次回路分开绑扎，尽量保持一定距离，以减少干扰；电力电缆和控制电缆分开排列、留有距离；直流电源在可能的情况下尽量远离电力电缆和交流控制电缆。
动力电缆与控制电缆、通信光缆平行敷设间距符合相关规定。
③输入与输出接口的外部引线。
自动化控制系统中的信号导线一般使用双绞线，抗共模噪声的能力强、阻抗高，从而互相抵消电磁感应的干扰，对电磁干扰产生了不同程度的抑制。
④接地技术。
接地技术包括自动化控制系统计算机内部的接地及自动化控制系统屏柜与外部连接的屏蔽电缆的接地。
在本系统中，所有电气装置中，由于绝缘损坏而可能带电的电气装置，其金属部分设有保护接地；屏柜内部零线、地线与柜体可靠连接，并且留有与接地网相连的接线柱；信号线专门单独接地；机房供电系统接地，其接地电阻应满足GB50057-94的要求，即≤2Ω。
⑤防雷系统。
在本系统中，信号系统配置相应的防雷模块。对各段光缆的金属加强结构，特别是控制箱固定部分，采取单端接地防雷设计措施，不遗留系统结构中的外侵雷击隐患；将中控室的防雷分为多层保护系统，机房系统电源均先通过空开的防雷模块后才给机房系统供电。
3.1.2 设备可靠性设计
①液压启闭机系统可靠性的措施。
在液压系统中增加油压变送器。PLC通过实时采集液压启闭机系统上的系统油压传感器信号，在现地和集中控制室提供油压监测数据，并可根据船闸开/关闸、阀门运行时液压系统压力的变化规律，实现对液压启闭机系统的保护。
②水位计信号可靠性的措施。
本系统采用国外进口的高质量高精度的PTX-1830水位计（经多个船闸的使用）。设计了水位计的自动矫正及故障报警软件程序；设定时间间隔，实时采集水位數据进行记录；增加对水位计的诊断和平滑处理软件功能；采用静态调整和动态纠偏的方法，确保了水位计的准确、可靠，从而确保系统运行的可靠性。
③现地操作台与集中控制室的各种开关按钮，根据其作用采用人机交互式理论和相应标准规范，进行合理分类和组合，使用不同的颜色进行配置，防止误操作。
现地操作台与集中控制室均设有紧急停止按钮，在闸、阀门运行或其它的紧急情况出现时，能立即切断电动机的动力电源和控制电源，确保人身安全和设备安全。
3.2 软件的可靠性设计
软件设计是确保船闸监控系统可靠运行的关键。加强软件设计的阶段管理，对软件设计的每个阶段进行设计评审；加强软件设计的文档管理；加强软件的厂内测试，针对船闸特点建立智能模拟测试环境，均有利于提高软件的可靠性。本系统主要采取以下措施和方法：
3.2.1 采用组态王6.5组态软件
组态软件作为近年来新兴的软件开发技术，具有开发简便、开发周期短、通用性强的优点。组态软件可以简化安装进程，根据操作需要增添实时数据库，实现服务器的远程连接和配置。船闸控制系统要求组态软件能够对船闸中的数据进行采集和控制及数据处理，构成一个整体的控制系统。组态软件运行于船闸控室的计算机中，将所有工艺环节数据与控制数据进行采集，使用形象立体画面表现船闸的操作流程及各种数据，并对船闸进行相应的控制，同时实现对各种数据的分析处理。组态软件系统要能够与各种分析仪进行通讯，因此需要组态软件具有极强的通讯能力和兼容性，能够整合不同厂家、不同系列、不同通讯协议的产品。组态软件具有上千个设备驱动程序，提供了灵活的组态工具和模块，能够与各种控制设备进行通讯，同时组态软件作为独立的自动化软件厂商，能够为客户提供全面周到的产品和技术服务。
3.2.2 采用软件容错和抗干扰设计，增强软件强健性
对于船闸的自动化控制系统来说，确保系统的可靠性是至关重要的，只有高可靠性才能保证系统正常运行。船闸在运行的过程中由于周围工作环境复杂，干扰源较多，对于系统的可靠性要求也就更多。船闸的控制系统要求软件能够满足客户的需要，当停电时可以自动对数据进行保护；当系统上电恢复工作时又能将保存的数据准确地读出。在上电或掉电阶段，系统工作状态往往不够稳定，容易造成读写数据错误，需要在硬件和软件设计上采取抗干扰和容错措施。现阶段提高系统可靠性的容错和抗干扰技术一般分为两类，本系统硬件采用的是两套互为热备的工控计算机，软件采用容错设计。不仅如此，组态软件利用专业的工业数据库软件产品，可以有效解决过去商用数据库存在的问题，如存储数据慢、查询效率低、数据易丢失、数据应用必需专业人员等问题。同时由于数据库采用组态式的数据分析工具，降低了使用难度易于上手，有效提高船闸工作人员的工作效率。
3.2.3 防止闸门误动作的设计
①采集闸门开度、荷重、电动机运行时的电流、电压变化数据，实现动态监测和控制。对闸阀门的运行进行跟踪检测，当系统自动进入监控主视图或侧视图时，在CRT上实时动态显示闸门或阀门的运行情况和运行参数。 ②操作方式之间的闭锁设计。手动控制与PLC控制间进行互锁，手动控制优先；集中控制与现地分散控制间进行互锁，现地优先；严格禁止两种方式同时使用。控制软件的操作严格按船闸工艺流程进行，防止误操作发生；上下闸首之间除了采用软件闭锁外，同时采用硬闭锁连接，这样操作人员的误操作，不会造成设备的误动作；若在开阀过程中检测到另闸首闭锁信号丢失时，本闸首自动转为关阀，从而保证闸、阀门各项操作的互锁关系，决不允许发生通闸或通阀事故，确保船闸安全运行。
③系统操作简便、灵活和安全。在系统设计中将操作人员分为系统管理员、维修员和操作员，规定了各类人员不同的操作权限。
简便性：每步操作都有相应提示，全中文显示，使一般运行人员均可在较短的时间内掌握。
安全性：PLC能够根据故障情况进行分类报警，并自动紧急处理，同时各个机房都设有急停功能和紧急关阀功能：阀门提起后，随时都可以将其迅速关闭，以确保船闸运行安全。
灵活性：通过索引技术和自动切换技术，能够使操作人员灵活地完成操作方式之间的投入、退出或转换。
④控制回路的保护功能。系统控制回路具有过载、短路、过流、缺相等保护功能，同时PLC采集这些现场信息，进行处理并将结果送到集控室上位机，集控室上位机除进行实时记录外，还对故障进行报警。
4 结语
通过闭锁设计、容错设计、抗干扰设计、布线技术、屏蔽技术、接地技术、简化操作方式、采用高质量的硬件、自动报警等多方面的措施，大大提高了自动化控制系统的可靠性。蜀山船闸自2006年5月船闸开始放船运行至今，未发生因自动化控制系统的原因引发的停机事故。确保了杭甬运河的安全畅通、提高通航保证率、提升船闸运行管理和安全经济运行水平，创造了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]孙秋高.杭甬运河的改造对浙东地区物流的影响[J].浙江交通职业技术学院学报，2006，7（1）：31.
[2]徐立子.变电站自动化系统的可靠性分析[J].电网技术，2002，
26（8）：68.
[3]熊幸明.PLC控制系統的抗干扰研究[J].工业仪表与自动化装置，2004（1）：7-9.
[4]王晓.PLC控制系统可靠性的研究与设计[J].科技信息，2006（2）：67.
[5]张娟勇.水电站监控系统的抗干扰问题探讨[J].信息与电脑，2010（6）：116.