爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法与流程

本发明属于控制技术领域，涉及爬升式升船机驱动机构现场监控系统，具体涉及一种大型爬升式或其他升船机中的多点操作协同控制方法。

背景技术：

随着技术的发展，升船机规模越来越大，现场设备也越来越分散，作为升船机的监控系统，常常按照功能分为厢头、闸首、船厢等各个站点。即使是船厢一个站点，需要监控的设备也很多，尤其是驱动机构，有时由于设计的需要，控制设备需要分布在很多个区域，而且相距很远，当操作人员在进行设备操作，尤其是设备检修时，这就需要在各个区域设置多个操作面板。

现有的爬升式升船机监控系统操作面板应用通常有两种形式：

一种是一个操作面板负责全部的监控功能。由于现在的操作面板界面都不太大，因此一个操作面板界面显示内容有限；大中型监控项目中监控数据多，功能要求复杂，一个操作面板开发时程序界面数量多，操作复杂，导致操作面板运行很慢，操作人员操作也很累；在设备检修时，也将会面对距离设备太远的麻烦。因此无论是在界面显示上还是在操作控制上，一个现地站采用一个操作面板往往显得不够用。

另一种是采用两个操作面板，监视功能与控制功能分开，一个操作面板专门负责设备控制操作，另一个操作面板专门负责监视，该方式下减少了单个操作面板的负担，提高了操作面板的运行速度。但是由于操作面板的固化，不适合需要在多个地点进行操作的情况；有时需要监视大量数据，需要多个人员在多个面板幕同时配合设备操作人员进行监视，除了控制操作的面板外，能监视的也只有一个面板，与一个操作面板的情况类似，操作也不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，适用于爬升式升船机的控制系统中需要多点监控、多点操控，甚至需要边操作边监控大量数据的场合。

本发明的目的是这样实现的，爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，基于分散位于升船机驱动机构各个吊点处、挂载在同一个控制站点网络上的多个操作面板及其之间的安全互锁，包括如下步骤：

a），任选某一个区域的操作面板，通过该操作面板检测系统网络上的控制面板否已设置；若是，则在所有的操作面板中显示当前设置的控制面板的区域号；若否，则所有的操作面板中显示控制面板的区域号为0；

b），任选某一个区域的操作面板，通过该操作面板检测系统网络上是否存在高级用户登录的操作面板，若是，则保持所有操作面板的操作类型不变：监视面板加载监视功能，控制面板加载控制功能；

c），若不存在高级用户登录的操作面板，则任选某一个区域的操作面板进行登录并判断该登录用户是否为高级用户，若否，则保持操作面板的操作类型不变，若是，则禁止其他操作面板登录，并且根据用户需求设置操作面板的操作类型：若该操作面板被设置为控制面板，则将其他操作面板变更为监视面板。

所述的爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，所述的操作面板为电容式触摸屏，有n个且分散于n个隔离区域内（n≥2），其中任何时刻只有一个操作面板作为控制面板承担设备的运行操作，n-1个面板作为监视面板进行监视操作。

所述的爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，其每个操作面板与控制站点之间建立如下互锁控制变量：“操控类型设置”、“高级用户登录”、“操作类型反馈”、“操作类型设置可见”以及“其他高级用户已登录”。

所述的爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，当控制站点发现某个操作面板被高级用户登录时，向该操作面板发出“操作类型设置可见”变量，在操作面板切换操作类型改变“操控类型设置”变量。

所述的爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，控制站点发现某个区域内的操作面板被高级用户登录时，告知其余区域的操作面板存在高级用户已登录，同时限制其余区域操作面板的用户登录。

所述的爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，当某个操作面板被高级用户登录时，通过赋值该操作面板“操作类型设置”变量，将该操作面板设置为可运行操作的控制面板同时将其余操作面板更改为监视面板，或者将该操作面板设置为仅用于监视数据的监视面板。

本发明为爬升式升船机驱动机构监控系统提供了多位操作人员协同操控系统的功能，可以让多位操作人员共同执行升船机设备的运营，一个面板控制，多个面板监视，既保证系统的性能，又兼顾设备的安全。在设备进行现地检修时，操作人员又可以就近设置面板为操作面板进行设备控制，克服了距离远、区域隔离的障碍，为操作人员提供了方便的同时又避免操作安全隐患。

本发明实现仅限一个操作面板进行运行操作，其余操作面板只能进行监视功能，并且运行操作的控制面板可以根据用户需要进行更改的功能；彻底解决了多个操作面板带来的软件开发复杂、操作易混乱的情况，尤其是避免了操作安全隐患。

附图说明

图1是本发明系统总体框架图；

图2是本发明系统的控制方法流程图；

图3是应用本发明方法的三峡升船机驱动机构传动控制站的面板网络图；

图4是三峡升船机驱动机构传动控制站面板关联变量。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明涉及升船机监控站点的控制站中多操作面板安全控制技术，适用于升船机这种分布式控制系统中需要多点同时监控、多点操控的场合；为了适应设备分散、船厢结构区域隔离的情况，方便操作人员实现多区域运营操作、随时检修的功能，本发明在升船机驱动机构监控系统多个设备分布区域设置多个操作面板，并实现多点操作协调控制。

如图1所示，爬升式升船机驱动机构设备布置分散，为方便现场监控与现场调试，现场控制站采用一个操作面板往往显得不够用。本发明方法可实现仅限一个操作面板进行运行操作，其余操作面板只能进行监视功能，并且运行操作的控制面板可以根据用户需要进行更改的功能。该技术主要由挂载在同一个控制站点网络上的多个操作面板及其之间的安全互锁来实现，对全部操作面板的软件进行统一开发设计。

如图2所示，爬升式升船机驱动机构的多点操作协调控制方法，基于分散位于升船机各个吊点处、挂载在同一个控制站点网络上的多个面板及其之间的安全互锁，包括如下步骤：

a），任选某一个区域的面板，通过该面板可以显示是否存在其他区域面板为控制面板的情况；若存在某个区域的面板已经设置为控制面板的情况，则在所有区域的面板上将显示当前控制面板的区域号。

b），同时判断登录面板的用户是否高级用户，若是则未登录的面板都将不再允许登录（原先登录的面板只能退出，退出后将不再允许登录）。

c），若未设置任何区域的面板为控制面板或者已经设置某个区域的面板为控制面板的情况但是同时登录控制面板的用户不是高级用户，则允许在其他区域面板上进行登录。

d），在面板上进行用户登陆时，若是高级用户登录，则可以设置该面板为控制面板并配置控制功能，并将其余区域的面板强制为监视面板（仅配置监视功能）；不进行操作面板类型设置时，则保留原先的设置类型。

e），在面板上进行用户登陆时，若不是高级用户登录，若所登录区域的面板将保留为原先的设置（若原先是控制面板，则配置控制功能；若原先是监视面板，则仅配置监视功能）。

如图3所示，所述的多个操作面板通过光纤与两组plc装置连接，设于吊点处的远程i/o单元连接cnbr通讯模块后与对应的操作面板并联，所述的两组plc装置作为双冗余配置的主plc和备plc通过e-net网络同时与交换机连接，每组plc装置上分别配置有en2t模块和cn2r模块。

作为一种具体实施例，本发明控制方法用于三峡升船机驱动机构的传动控制站。三峡升船机驱动机构的传动控制站设备分布在船厢的四个吊点，在船厢的四个角，彼此隔离并且距离远，操作人员从一个吊点走到另一个吊点需要很长时间，在一个吊点操作另一个吊点的设备，反馈慢，不放心，为了方便运行人员在各个吊点都能实时监控升船机的运行状态，所以驱动机构传动控制系统在船厢四个吊点都设计了操作面板；驱动机构传动监控系统采用的是罗克韦尔公司的controllogix系列控制器和监控产品，现场通讯采用controlnet网络。四个面板同时对一个系统进行监控，是传动控制系统在升船机控制领域的首次尝试，由于四个区域相互隔离，监控人员互不知情，四个区域的操作面板虽然带来可随时监控操作的方便性，但也存在一个区域在监控操作时另一区域产生误操作的隐患。

三峡升船机驱动机构传动控制站首先在开发操作面板程序时设置监视面板/监控面板状态字，跟随状态字的变化操作面板上显示不同的内容，操作面板的功能类型随着变化。并且，每个操作面板与控制器建立“操作类型设置”、“高级用户登陆”、“类型反馈”、“其他高级用户已登陆”、“操作屏区域号”、“操作类型设置可见”等互锁控制变量，并在控制器中编辑逻辑实现如下功能。

一、当高级用户在某一个区域操作面板登陆后，通过“高级用户登陆”变量传递给控制器，控制器通过“其他高级用户已登陆”变量告知其余区域面板存在高级用户登录，此时控制器通过程序逻辑限制其余区域操作面板上用户的登陆及运行操作；同时通过赋值“操作类型设置可见”变量，用户可以根据需要更改操作面板的操作类型。

二、某一区域操作面板改变“操作类型设置”变量，切换操作方式为控制面板时，控制器通过“类型反馈”变量赋值该面板操作类型为控制面板，可进行运行控制操作，此时控制器通过程序逻辑限制其余面板为监视面板，仅用于监视数据；

三、在每个区域操作面板上通过变量“操作屏区域号”显示当前已经设置的控制面板的区域号，没有控制面板设置时显示0。以便于运行人员了解当前运行控制面板的位置。

由于在用户登陆每个操作面板时必须存在一个默认的控制面板，因此可以设置某一个操作面板为默认控制面板，其变量操作类型设置为与其他面板相反。

在操作面板上设置参数实现如下功能。

一、用户根据权限登陆，高级用户登陆后触发控制器变量“高级用户已登陆”。

二、设置用户无操作动作时，延时10分钟自动退出功能。

三、设置操作面板、监视面板切换按钮，并设置为在高级用户权限登录时按钮可见。

四、操作面板根据系统控制器更新时间。

多个操作面板还可以设置时间同步功能，保障多个操作面板上的故障报警记录一致。

多个操作面板通过该方式连接后，控制系统同一个时间只会有一个用户在一个操作面板上进行运行操作，同时其余人员可以在其余区域进行监视。无人运行操作时，用户第一个登陆后系统会默认该操作面板为控制面板。只有具有高级用户权限的人员才可以将控制面板在多个区域之间进行更换。并且，多个操作面板上的程序基本一致，可以批量开发，只需要在下载链接时稍微改动一下地址；而且在升船机驱动机构监控系统中保证了操作安全，不会导致多人操作同一个设备的情况。该方案对于用户与开发人员都具有实用价值。

多点操作协调控制是利用监控系统中控制器协调多个操作面板来实现的。在控制器中建立控制器与众多操作面板相互之间的关联，每个操作面板的变量包括普通用户登陆变量、高级用户登陆变量、其他用户登陆变量、其他高级用户登陆变量、控制面板选择命令、监视面板选择命令、操作面板设置可见变量、操作面板设置类型变量以及当前操作面板的区域反馈。通过这些变量在控制器中将这些面板进行逻辑互锁。每个面板的用户登陆变量、高级用户登陆变量限制其他面板的其他用户登陆变量、其他高级用户登陆变量；控制面板选择命令、监视面板选择命令限制所有面板的设置类型及其变量反馈，并显示控制面板所在的区域；其他高级用户登陆变量及当前面板设置类型控制操作面板的功能类型（控制面板或者监视面板）。

本发明在升船机驱动机构监控系统各个设备分布区域设置多个操作面板。该系统除了一套控制器外，为了实现各个区域设备的控制，采用远程io站点方式组成系统网络。为了现地监控设备运行，各远程io站点配备一个操作面板。操作面板共同存在一个控制系统网络上，这些面板共用一套软件程序，却可以行使不同的任务功能，操作人员可根据权限等级切换操作面板为控制面板或监视面板，操作面板上的程序软件会根据控制面板或监视面板显示不同的内容；为了保证系统控制安全，在控制器中进行了多面板的协同控制，当其中一个面板为控制面板时，其余操作面板只能提供监视功能，根据需要一个区域操作完毕退出后另一个区域才可登陆进行设备操作控制，这样任何时候有且仅有一个控制面板能进行操作，但其余区域均可进行监控。

上述实施例仅例示性说明本发明的一种应用，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，在不脱离本发明创造构思的前提下，可轻易想到的变化或替换，比如增加操作面板的类型，改变操作面板的程序结构等，这些都属于本发明的保护范围。