genesis64的三维闸门实时监控系统设计(附件)【字数：12303】
摘 要在现代自动化行业中，闸门的实时监控系统已经广泛应用于河道管理、水库监管等工作领域,已经成为了计算机监控系统中至关紧要的组成部分，闸门的主要作用是进行水库泄洪,所以闸门的运行是否正确无误,直接影响到大坝的安全,所以设备运行一定要安全、可靠，闸门的运行需要准确、没有偏差，因此就需要对闸门进行即时的监控。本系统介绍了一种闸门监控系统，该系统是基于Genesis64所构建的三维模型，Genesis64是一种三维组态软件，这一系统可以对闸门整个工作流程进行实时监控，并且当其运行指定参数时可以进行监控和管理，可以即时记录至关重要的运行参数和管理闸门的运行安全状态，并且可以对闸门报警讯息进行实时的显示和反馈。 Genesis64是一种不同于其他工具的组态软件，因为其特有的功能——3D可视化，可以与Windows的显示技术相辅相成，不同于传统的平面监控，三维闸门监控系统可以根据在现场记录的实时数据来进行闸门的三维建模的运行，通过对三维模型的虚拟监控达成了对现场设备的远程监控。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题意义和背景 1
1.2 课题研究主要内容 1
1.3 设计要求 2
1.3.1基本功能 2
1.3.2扩展功能 2
第二章 系统的设计要求 3
2.1计算机监控的配置原则 3
2.2系统设计原则 3
2.3 系统安全 3
2.4系统功能要求 4
2.4.1概述 4
2.4.2监视与报警 4
2.4.3控制与调节 5
2.5系统自诊断与恢复 5
2.6数据记录与存储 6
第三章 闸门监控系统的硬件设计 7
3.1系统结构及设备 7
3.2网络结构 8
3.3监控主计算机 8
3.4控制台 9
3.5可编程序控制器 9
3.6公用设备控制 9
3.7主机泵现地控制 9
3.8节制闸启闭控制 10
第四章 闸门监控系统的软件设计 11
4.1软件介绍 11
4.2 系统软件架 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
构和配置 12
4.3系统设计 13
4.3.1 收集和整理资料 13
4.3.2 静态模型设计 13
4.3.3 全景模型构建 14
4.3.4集成监控图形软件 14
4.3.5数据库软件 16
第五章 系统调试 18
结束语 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
材料清单 22
引言
1.1课题意义和背景
在水利工程中，传统的闸门系统是经过简单的手动开关来进行控制闸门的，只能在现场进行操作，但随着社会的进步，这种简单的闸门控制方式已经不足以满足现代社会发展的需求。因为在当下的社会中，经济不断的进步，科技技术高速发展，所以在水利管理的过程中也需要不断与高科技相融，因此传统的人力操作逐渐被计算机操作平台所替代。因为传统的闸门系统不再适用，所以必须改造传统的闸门系统，在其中添加自动化的元素，这样就构成了全新监控系统——闸门监控系统。与自动化和智能化相结合，闸门监控系统在很大的程度上提高了安全性和可靠性。闸门的安全运行不仅关系到水坝的安全和上下游城市的安全，而且对于严重缺水的地区，如果因地制宜有效使用水库可以达到节水的作用，从而创造一定的经济效益。大部分水库的溢洪坝段都比较长，一般排列十几个闸门甚至更多，这时闸门控制单位就与管理单位距离较远。当面临洪水时，人工操作就显得时间紧迫，无法及时操作且存在一定的失误，就不是十分可靠。此时实时闸门监控系统就十分有效，其操作迅速、可靠无误。实时闸门监控系统的设计原则是“安全、稳定、可靠、先进、实用”,以实现“无人值班，少人值守”的功能。
此次的基于Genesis64的三维闸门实时监控系统就是基于此而设计，它的最大优点在于这是一套三维闸门远程虚拟监控系统 ，通过模拟现场的情况来实现情景再现。系统收集和记录现场的数据，然后运用云服务技术进行上传和储存数据，位于远端的监控系统访问云服务，来获取储存的数据，基于组态软件Genesis64构建的3D模型根据数据进行运行，位于远端的监控中心能够实时看见闸门的运行状态，以此来管理和监控。经过这次系统设计，将我所学的知识与实践有效结合起来，加强了综合应用，提高了自己的独立操作能力和创新能力，使我明白系统的整体设计需要不断的研究和全面的考量，为我以后参与自动化方面的研究奠定了基础。
1.2 课题研究主要内容
当前，一些先进的技术已经在闸门监控系统中得以应用，本文围绕着基于Genesis64软件的闸门实时监控系统的方案设计及具体实现进行了详细的论述。首先设计一套计算机监控系统，供值班人员使用，能够进行全泵闸运行的监视和控制功能、发送操作控制指令、设定与变更工作方式。监控计算机通过以太网控制节制闸PLC进而控制节制闸的升降启动，并且通过以太网进行闸门运行状态的监控和数据的记录。
基于Genesis64组态软件设计计算机监控系统，包括操作系统软件、数据库软件、编程软件、控制应用软件和通讯软件等，设计3D监控界面，能进行更快捷更有效的实时监控。普通二维监控界面只有数据和参数，但是要将数值和对象相对应就很繁琐，与平面界面相比，此系统更加生动形象，通过现场情况再现的方式消除了二维监控系统的弊端，更加具有可读性，解决了传统平面展现方式带来的“不识闸门真面目”的认知盲区；通过直观的三维模型，位于远程监控中心的操作人员可以将反馈的实时数据与现场实际情况相结合，对于现场设备、闸门的运行状况、测量的参数有一个具体的了解。
1.3 设计要求
1.3.1基本功能
（1）建立基本的计算机监控系统
（2）能够实时监控和记录闸门
（3）提供科学智能的自控系统及程序方案和控制界面，建立动态的数据库
1.3.2扩展功能
（1）实现语音报警
（2）实现数据采集与处理功能
（3）能够进行远程监视和控制
系统的设计要求
实时闸门监控系统的设计原则是“安全、稳定、可靠、先进、实用”,以实现“无人值班，少人值守”的功能。应能吸收和引进计算机的发展技术，提供科学智能的自控系统及程序方案和控制界面，建立动态的数据库，通过对运行数据的积累、分析、归纳，建立完善的运行档案，使本泵站的计算机监控系统体现现代和智能控制理念并充分反映常浒河水利枢纽的特点。
2.1计算机监控的配置原则
（1）采用开放式分层分布结构。
（2）计算机监控系统与泵站的运行需要同步。
（3）系统有接口能与其他管理计算机系统相连。
2.2系统设计原则
所供应的设备能满足可靠性、可维护性、实用性、可变性等性能要求。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题意义和背景 1
1.2 课题研究主要内容 1
1.3 设计要求 2
1.3.1基本功能 2
1.3.2扩展功能 2
第二章 系统的设计要求 3
2.1计算机监控的配置原则 3
2.2系统设计原则 3
2.3 系统安全 3
2.4系统功能要求 4
2.4.1概述 4
2.4.2监视与报警 4
2.4.3控制与调节 5
2.5系统自诊断与恢复 5
2.6数据记录与存储 6
第三章 闸门监控系统的硬件设计 7
3.1系统结构及设备 7
3.2网络结构 8
3.3监控主计算机 8
3.4控制台 9
3.5可编程序控制器 9
3.6公用设备控制 9
3.7主机泵现地控制 9
3.8节制闸启闭控制 10
第四章 闸门监控系统的软件设计 11
4.1软件介绍 11
4.2 系统软件架 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
构和配置 12
4.3系统设计 13
4.3.1 收集和整理资料 13
4.3.2 静态模型设计 13
4.3.3 全景模型构建 14
4.3.4集成监控图形软件 14
4.3.5数据库软件 16
第五章 系统调试 18
结束语 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
材料清单 22
引言
1.1课题意义和背景
在水利工程中，传统的闸门系统是经过简单的手动开关来进行控制闸门的，只能在现场进行操作，但随着社会的进步，这种简单的闸门控制方式已经不足以满足现代社会发展的需求。因为在当下的社会中，经济不断的进步，科技技术高速发展，所以在水利管理的过程中也需要不断与高科技相融，因此传统的人力操作逐渐被计算机操作平台所替代。因为传统的闸门系统不再适用，所以必须改造传统的闸门系统，在其中添加自动化的元素，这样就构成了全新监控系统——闸门监控系统。与自动化和智能化相结合，闸门监控系统在很大的程度上提高了安全性和可靠性。闸门的安全运行不仅关系到水坝的安全和上下游城市的安全，而且对于严重缺水的地区，如果因地制宜有效使用水库可以达到节水的作用，从而创造一定的经济效益。大部分水库的溢洪坝段都比较长，一般排列十几个闸门甚至更多，这时闸门控制单位就与管理单位距离较远。当面临洪水时，人工操作就显得时间紧迫，无法及时操作且存在一定的失误，就不是十分可靠。此时实时闸门监控系统就十分有效，其操作迅速、可靠无误。实时闸门监控系统的设计原则是“安全、稳定、可靠、先进、实用”,以实现“无人值班，少人值守”的功能。
此次的基于Genesis64的三维闸门实时监控系统就是基于此而设计，它的最大优点在于这是一套三维闸门远程虚拟监控系统 ，通过模拟现场的情况来实现情景再现。系统收集和记录现场的数据，然后运用云服务技术进行上传和储存数据，位于远端的监控系统访问云服务，来获取储存的数据，基于组态软件Genesis64构建的3D模型根据数据进行运行，位于远端的监控中心能够实时看见闸门的运行状态，以此来管理和监控。经过这次系统设计，将我所学的知识与实践有效结合起来，加强了综合应用，提高了自己的独立操作能力和创新能力，使我明白系统的整体设计需要不断的研究和全面的考量，为我以后参与自动化方面的研究奠定了基础。
1.2 课题研究主要内容
当前，一些先进的技术已经在闸门监控系统中得以应用，本文围绕着基于Genesis64软件的闸门实时监控系统的方案设计及具体实现进行了详细的论述。首先设计一套计算机监控系统，供值班人员使用，能够进行全泵闸运行的监视和控制功能、发送操作控制指令、设定与变更工作方式。监控计算机通过以太网控制节制闸PLC进而控制节制闸的升降启动，并且通过以太网进行闸门运行状态的监控和数据的记录。
基于Genesis64组态软件设计计算机监控系统，包括操作系统软件、数据库软件、编程软件、控制应用软件和通讯软件等，设计3D监控界面，能进行更快捷更有效的实时监控。普通二维监控界面只有数据和参数，但是要将数值和对象相对应就很繁琐，与平面界面相比，此系统更加生动形象，通过现场情况再现的方式消除了二维监控系统的弊端，更加具有可读性，解决了传统平面展现方式带来的“不识闸门真面目”的认知盲区；通过直观的三维模型，位于远程监控中心的操作人员可以将反馈的实时数据与现场实际情况相结合，对于现场设备、闸门的运行状况、测量的参数有一个具体的了解。
1.3 设计要求
1.3.1基本功能
（1）建立基本的计算机监控系统
（2）能够实时监控和记录闸门
（3）提供科学智能的自控系统及程序方案和控制界面，建立动态的数据库
1.3.2扩展功能
（1）实现语音报警
（2）实现数据采集与处理功能
（3）能够进行远程监视和控制
系统的设计要求
实时闸门监控系统的设计原则是“安全、稳定、可靠、先进、实用”,以实现“无人值班，少人值守”的功能。应能吸收和引进计算机的发展技术，提供科学智能的自控系统及程序方案和控制界面，建立动态的数据库，通过对运行数据的积累、分析、归纳，建立完善的运行档案，使本泵站的计算机监控系统体现现代和智能控制理念并充分反映常浒河水利枢纽的特点。
2.1计算机监控的配置原则
（1）采用开放式分层分布结构。
（2）计算机监控系统与泵站的运行需要同步。
（3）系统有接口能与其他管理计算机系统相连。
2.2系统设计原则
所供应的设备能满足可靠性、可维护性、实用性、可变性等性能要求。
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