浅谈码头场站控制系统的组成和功能

【摘要】：笔者认为控制系统关系到码头场站的日后能否正常顺利运营的关键，

因此，控制系统如何合理的组成非常重要。

【关键词】：控制系统独立共享

中图分类号：U653.5文献标识码： A

控制系统组成和功能

一 . 主控制系统

由于大部分码头场站的控制范围比较大，所以整个的控制系统应采用多CPU的分布式控制网络系统。

控制系统的主CPU设在专用的控制室内，设置应包括一套可编程序控制器（PLC）、UPS电源、控制台、监控计算机。以实现对整个场区进行集中监控和管理，同时应设置预留网络通讯接口，以实现今后功能的扩展和向其它系统进行监控数据的传输。

总控室的功能应主要是：对整个场站的需要进行控制和监控的设备进行监控和控制操作，主要是通过操作台上的各种操作按钮完成的。另外，在总控室内的监控计算机上，也能够对各子系统进行监控和控制。

场站内的一些监控设备，包括：高杆灯、变电所、箱式变等，也应直接由总控室的主CPU进行控制和监控，其它子系统由自身的CPU进行控制，并通过网络和主CPU进行数据交换和共享。

总控室内的监控计算机具有图形监控功能，能详细的对各种设备的运行状态，故障情况进行实时的现实和报警，并具有数据存储和查询功能。

二.子系统

各个分控系统也应采用独立的CPU进行控制，并通过分布式控制网络实现数据的共享和交换，而且能够实现在控制网络故障或中断的情况下，各分控系统的CPU仍能够独立工作，使该子系统的正常工作。

1. 变电所和箱式变控制系统

变电所和箱式变的控制由总控室的主CPU完成，主要的功能应包括：各供电回路的状态监控和紧急情况下比如：火灾等情况下实现系统自动或总控室手动进行各供电回路的断电操作。

2. 场地照明控制系统

场地的照明控制由总控室的主CPU完成。主要的控制功能包括：每个高杆灯配电箱内的故障状态（短路、过热等）进行监控，并能够实现在总控室对各高杆灯和照明铁塔的照明灯具进行开关控制和分组控制。

3. 喷淋系统的控制

喷淋降温系统应采用独立的CPU进行控制。根据不同的工艺布置，将喷淋系统分为三部分，分别由3个独立的控制系统进行控制，在控制网络故障的情况下，每个控制系统仍能够正常工作，应能实现以下功能：根据现场温度传感器的测量数据、自动实现喷水降温的功能、并且具有现场本地手动启动喷水降温的功能。在控制网络正常的情况下，还可以实现总控室远程手动启动喷淋系统的功能。

4. 仓库控制系统

根据场站仓库数量和功能，每个仓库都应采用独立的CPU进行控制。保证在控制网络故障的情况下，每个控制系统仍能够正常工作，实现以下功能：根据仓库内有毒气体检测和可燃气体检测的数据，自动启动或停止相应的通风系统；在火灾发生的情况下，自动启动或停止相应的通风系统；根据仓库内湿度检测的数据，自动启动或停止除湿机；在控制网络正常的情况下，还应可以实现总控室远程手动启动或停止通风系统和除湿机的功能。

5. 泵房控制系统

泵房控制系统主要完成对消防泵的控制和对喷淋水泵的控制和监控。泵房也采用独立的CPU进行控制，并通过控制网络和总控室的主CPU进行数据交换和数据共享。主要功能包括：消防泵的强制启动和停止，喷淋水泵的自动压力恒定控制；喷淋水泵变频器的运行监控和故障监测；在控制网络正常的情况下，还可以实现总控室远程控制喷淋水泵和消防泵的功能。

三.PLC软件系统

1.PLC编程开发软件

编程开发软件应符合IEC1131-3国际标准，编程语言应具有梯形图、顺序功能流程图和指令表。

2.PLC系统程序软件

PLC系统程序软件是用编程开发软件开发的PLC程序。根据工艺及相关专业的软件功能需求书（含I/O表），进行编制和调试，直到通过功能考核。

四.监控系统

该系统应能够细化到每个单体内监控设备的工作状态，应该能够具有可以在监控画面上对设备进行远程启停操作，现场测量值阀值的设定，故障报警设备的动画显示，消防系统报警信号的动画显示，气体报警系统报警信号的动画显示，所有报警信号的实时数据记录和历史记录查询，所有测量数据的实时记录和历史查询，测量数报表的生成和打印以及历史报表的查询，数据的数据库存储的功能。

监控计算机启动后，应能够自动进入监控程序的运行。监控查询运行后直

接进入主画面。

主画面的内容主要有两部分：整个场站平面布置图和操作按钮。

整个场区的平面图内，应包含整个场站内建筑物的布局以及自控系统涉及到的相关设备，比如高杆灯、照明铁塔、喷淋头等。将鼠标移动到需要具体监控的建筑（比如仓库、泵房、变电所、箱式变等）或设备处，就可以进入到具体的单体或设备的详细监控画面。

同样的，点击平面图下方的对应的单体名称按钮或设备名称按钮，也应可进入到具体的单体或设备的详细监控画面，需要输入设备编号的话，系统会自动出现提示画面，要求操作人员输入需要监控的设备的编号。另外，在按钮区还应该有一些功能按钮，比如：报警记录、历史数据查询、实时数据查询、报表打印等按钮，点击相应按钮，就可以进入到相应的功能画面。

由于监控软件不但具有整个场站的很多设备的状态监测功能，而且还具有许多设备的远程操作功能和数据保存查阅功能等。这就需要中控室的不同的操作人员具有不同的操作权限，使得不同的操作人员只能完成自己权限内的工作，这样就能保证各个操作人员之间权限分明，责任清楚，避免出现不必要的误操作。

监控软件的权限可以分为四级，由高到低分别是：系统管理员、一级操作员、二级操作员、三级操作员，高权限管理员兼容低权限管理员的操作权限。每级权限所包允许进行的操作范围如下：

系统管理员：能够进行操作员

权限的分配；权限级别的增加

或减少；各级权限登陆用户名

和密码的修改；监控系统所有

的检测和操作动作；监控系统

所有的数据查询、打印功能。

一级管理员：可以进行报表打

印、消防泵的强制启动、各种

报警阀值和参数的设置、喷淋

头的分组控制、故障报警应

答、所有的数据查询操作等操

作。

二级管理员：可以进行变电所

和箱式变供电开关的单独分

励和全部分励、喷淋头的远程

手动操作、仓库通风机和除湿

机的远程手动操作、喷淋泵的

自动和手动操作、所有的数据

查询操作等。

三级管理员：可以进行照明设

备的远程开启操作，所有的数

据查询操作等。

NONE（无管理员登录）：只能

进行设备的状态监测和各种

数据的查询操作。

除NONE外，每种权限的管理员登录超时时间为10分钟为宜，登录10分钟后，系统应能够自动回到NONE状态，如果需要相应权限的操作，需要重新数据登录密码进行登录，然后再进行相应的操作。

控制系统的其它功能

1.和消防控制系统的连接和数据共享

场站控制系统通过串口通信应可以和消防控制主机进行友好连接，双方应能够实现数据共享和数据交换，控制系统可以根据消防主机的报警数据，在总控室进行报警信息的处理和显示，也可以通过控制系统，对消防控制系统进行必要的补充操作。

2.场站控制系统的每个控制箱内，均应设置温湿度检测功能，以保证各独立控制系统的工作环境满足要求。当控制箱内的工作环境条件无法满足正常工作要求时，在总控室能发出报警信息。

控制系统在码头场站的安全生产中也扮演身份重要的角色，码头场站控制系统的工作时间应能够保证为一年365天不间断工作制。它控制着许多对维护安全生产非常重要的设备。控制系统的完好，才能最大可能的把生产事故控制在萌芽中，也可以在发生安全事故后，最大限度的降低损失，保障工作人员的安全。

参考文献：【1】《危险废物处置场自控系统设计》中国市政工程华北设计研究院 蒋金明

【2】《变频自控系统控制器的工程设计》邵阳学院信息与电气工程林立

作者简介：徐莉（1965）女 工程师。从事港口工程建设管理