基于B/S 网络架构实现船闸电气控制远程管理

贺新

摘要：该文介绍了不同网络架构下的船闸电气控制管理模式；利用B/S网络架构实现电气控制远程管理、数据汇聚；简单介绍使用的网络连接方法；并展望了未来船闸的电气控制管理发展趋势。

关键词：B/S模式；C/S模式；WebAccess组态软件；数据汇聚

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）27-0167-02

前言：为了进一步提升船闸综合养护管理的能力，使船闸主动养护模式得到更深更广的延伸，我所利用三线船闸扩容工程这个契机，通过内部局域网WEB平台，采用B/S网络架构配合Advantech WebAccess组态控制软件，实现我所三座船闸的电气控制集中管理，实时进行远程诊断和系统远程维护，使船闸养护管理实现了智能化、标准化、系统化。过去船闸电气控制系统犹如一个个信息孤岛，无法互连互通，信息无法做到共享，发生异常情况养护管理人员无法第一时间掌握现场信息，现在通过B/S网络架构平台的高效性和扩展性，给船闸养护管理人员日常维护提供了便利性，减轻了现场检查和维护工作量，极大地提高了故障处理效率，保证了船闸机电设备的正常运行，确保了船闸安全畅通，为苏北运河实现电气控制远程诊断系统的创新管理打下了良好的基础。现将有关情况介绍如下：

1 不同网络架构下的电气控制模式

1.1 改造前电气控制系统网络结构（见图1）

如图1所示，一、二线船闸控制系统采用PLC集中分散控制、C/S网络访问模式，位于闸首上左机房控制中心的PLC，通过工业以太网交换机与集控中心和上下游闸首调度亭的上位机形成星形连接，上下游闸首的上位机通过组态王控制软件配合运行版加密狗访问集控中心的控制服务器，实现数据的采集和共享。

1.2 改造后电气控制系统网络结构（见图2）

如图2所示，三线船闸控制系统采用分布式控制、B/S网络访问模式，上下游各有一套PLC，每套PLC系统由一个主站和一个远程站组成。其中，主站采用Schneider TSX Quantum平台PLC，远程站采用Schneider TSX Quantum平台RIO，两者之间通过专用电缆相连。另外，在船闸上、下游闸首机房设有用于现地分散控制操作的计算机和现地操作台，最后采用冗余光纤工业以太网交换机把控制系统网络组成环型结构， 网络通信协议采用TCP/IP+以太网协议，通过100Mbps全双工交换式单模光纤环网实现船闸监控中心监控主机和上、下游闸首机房现地PLC之间的网络通信。

综上所述，由于我所一、二线船闸与三线船闸的电气系统控制模式存在差异，现在三座船闸需要实现统一集中管理，实现核心数据的互访与共享，基于这个因素，我们采用了一台三层交换机，将一线、二线和三线船闸控制局域网进行联接，实现了不同控制网段的互访，满足了WebAccess组态控制软件远程管理时需要的数据和参数。（见图3）

2 WebAccess组态控制软件远程管理

Advantech WebAccess是一款基于IE浏览器实现人机界面（HMI）和 监控及资料采集（SCADA）的软体，可以很方便的以HTTP超链接的方式被管理系统調用，将WebAccess的监控页面嵌入管理系统当中，实现与上层管理控制系统的无缝链接。通过此控制软件后，我们可以在任何地方通过控制web平台，在PC终端上实现三座船闸的电气控制集中管理，达到远程诊断的目的。

举个例子，我们养护管理人员可以在养护中心电视大屏上，实时的监测三座船闸的电气设备运行状态，掌握历史运行数据和报警参数，实现远程控制和故障诊断的目的。（见图4）

3 电气控制远程管理的运行效果

我所自从将电气控制远程管理系统应用到实际工作中以来，对养护管理工作起到极大的帮助，使机电养护管理的工作效率和故障应急处理能力得到了大幅度提高，主要效果体现在如下几个方面：

1）易于维护，工作效率得到提高

过去C/S控制模式中客户端需要安装各种软件和程序，现在的控制管理系统采用了B/S网络架构模式，系统中只有一台数据服务器，所有客户端PC均采用浏览器访问，客户端不需要安装任何软件程序，这样就给日常系统维护提高了便利，可以更加合理科学的安排养护管理计划，提高了工作管理效率。

2）实时现场监控和远程管理

系统具有与监控节点同步的监控能力，所有的监控画面都拥有实时数据的显示，养护管理人员可以通过远程管理系统在养护管理中心第一时间掌握三座船闸的闸阀门、电气设备、高低压供配电等相关的数据信息；及时了解设备运行的状态；实现电气系统远程控制的管理。

3）快速诊断，提高应急处理能力

养护管理人员通过监控画面、故障报警代码、历史运行数据曲线图快速的判断机电设备的故障点，分析产生故障的原因，并且携带相关设备的备品备件第一时间赶往故障点，及时的修复好故障，避免了因机电故障造成船闸停航事件的发生，保证了船闸的安全畅通。

4）养护管理智能化

由于该系统通过B/S网络架构平台运行，系统全部的工程组态、数据库设置、画面制作和软件管理都可以在本地或异地使用浏览器完成。当现场出现异常状况或需要及时修改时，养护管理人员无论身在何处，都可以通过网络及时调整，让系统维护工作变得及时、高效，给养护管理工作提供了空间上的便利。

5）养护管理形式多样化

改变了过去只有到现场，才能解决问题的维护模式。将现场养护和远程集中维护有机地结合起来，丰富了养护管理模式；同时借助强大的网络平台实现数据信息的快速传输和集中处理，是被动养护向主动养护模式转变的直观表现。

4 船闸电气控制管理的未来发展趋势

电气系统远程控制管理是当前新形势下船闸养护管理的创新探索，符合将来监控中心统一集中管理模式的需要，为将来的集中管理值守模式进行了有效的尝试。目前我所实现的电气系统远程控制管理只是Advantech WebAccess组态控制软件的一些基本功能，该软件还具有后期开发的空间。

1）实现集成视频管理。WebAccess提供了一个网络视频设备的接口，通过ActiveX Control（OCX）使用网络摄像机传送设备现场实景，养护管理人员可以通过掌握的图像，结合设备运行显示的数据，完成远程管理工作，提高养护管理的准确性。

2）在某些重要、关键的设备上安装监测感应器。如变频器可以实现故障有源报警。即在变频器控制端安装无线信号传输看门狗，当设备有故障时，可以自动发出GSM信号传送至养护人员值班手机，第一时间掌握故障的信息，提高应急处理的效率。

3）研究设计开发一套适用于苏北运河船闸电气控制管理的系统，并将其设为标准化运行模式，方便日后养护管理。

4）在苏北运河上推广船闸电气控制远程管理系统，并结合苏北运河实施的运河信息化光缆工程，分配一条独立的信息通道，将苏北运河的十个现代化大型船闸电气控制信息数据传送到苏北运河监控中心，实施集中统一远程管理，促进苏北运河养护管理水平的全面提升。

参考文献：

[1]葛爱民.现代机电远程控制技术，黑龙江科技信息，2009（28）.

[2]张鹏.基于B/S模式的远程实时监控系统的实现，华北水利水电学院学报，2006（3）.