菲尼克斯电气冗余控制系统在船闸项目上的应用

发布时间:2013-04-09

菲尼克斯电气为水利枢纽工程的船闸系统提供异地冗余控制系统解决方案,给水利行业注入了全新的控制理念。

2012年10月10日,湘江长沙综合枢纽工程正式蓄水通航,标志着菲尼克斯电气冗余控制系统在此项目上的成功应用。当天,湘海巡01号海事船和6艘千吨级货船陆续驶出船闸,湘江长沙综合枢纽工程正式通航。

湘江长沙综合枢纽工程于2009年12月6月开工建设,预计2014年全面建成,目前已完成投资34.06亿元。主要目的是改善湘江通航,同时兼具灌溉、公路交通、改善环境以及发电等多重功能。整个枢纽工程主要包括大桥、大坝、船闸、泄水闸以及各种围堰等。其中船闸装备的人字闸门单扇宽和高近20m、厚2.5m、重逾300t,是目前中国最大的内河船闸。

菲尼克斯电气为枢纽工程的船闸系统提供的异地冗余控制系统解决方案,包括整个船闸的数据采集与处理,实时控制和调节,数据显示与通信以及系统诊断,其中控制和调节部分包括人字闸门的开门与关门、输水阀门开门与关门以及现地控制的保护等。

冗余控制系统在船闸项目上的应用

整个船闸的应用对控制系统的各个方面都提出了很高的要求,如实时性、可靠性、可利用率及安全性等。菲尼克斯电气所提供的控制系统完全满足客户的以上需求,以面向未来的工业实时以太网Profinet为核心,提供了全方位支持Profinet的硬/软件解决方案,包括可编程序控制器(PLC)、远程I/O、交换机、操作面版、编程软件以及数据采集软件等。

整个控制系统的核心是菲尼克斯电气高端控制系统中的Profinet冗余控制器RFC460R。Profinet冗余控制器成对使用,采用AutoSync自动同步技术形成一主一备。主控制器可以同时控制两个闸门以及对应的设备,同时通过千兆光纤将数据传送到备用控制器,任一时刻如果主控制器发生故障而停机,备用控制器立即切换为主控制器,整个闸门控制和数据监控不受影响。

整个船闸控制系统采用了4套Profinet冗余控制器,每套控制一对闸门,客户将2个控制器分别安装在对岸船闸的两侧,借助菲尼克斯电气的千兆同步光纤口互联,这样既保证了整个控制器的高性能,还能将船闸控制系统的控制风险进一步分散并降到最低。

除此之外,菲尼克斯电气的GHS模块化千兆管理型交换机组成高速骨干网络。其中2个分别与分布在8个闸门的精巧型交换机形成冗余连接,大大提高了控制链路的可靠性。另外一个扩展了多个光口模块与航道中的各个视频设备连接,保证了大量视频信号的畅通。GHS千兆管理型交换机是菲尼克斯电气面向工业网络度身定制的管理型交换机。采用模块化设计,多达12个千兆端口,可扩展16个百兆端口,三层交换功能,PROFIenergy能效节省模式,多种接头类型,多模单模介质支持,全面覆盖工业场合对以太网的需求。

全新的Profinet控制系统的异地冗余解决方案给水利行业注入了全新的控制理念(如图),为湘江水利枢纽的运输畅通和后续建设提供了有力的保障。

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