趙傳安 王 敏 宋宗偉

一、概況

復(fù)新河閘位于山東省魚臺(tái)縣，座落在南四湖支流復(fù)新河上，是南四湖邊界大型水利工程之一，以防洪、灌溉為主，兼有航運(yùn)綜合效益。該閘1980年11月開工，1981年12月竣工，2004～2007年淮委沂沭泗局對其進(jìn)行了加固改造。該閘設(shè)有23孔6m×3.2m平面工作鋼閘門，其中5孔是灌溉孔。

二、監(jiān)控系統(tǒng)配置情況

復(fù)新河閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由主控級和現(xiàn)地級設(shè)備組成。主控級的微機(jī)監(jiān)控設(shè)置兩套，一套布置在左橋頭堡二層配電室內(nèi)，另一套布置在管理區(qū)辦公樓的控制室；主控級的PLC柜只設(shè)一套，放在左橋頭堡二層配電室?，F(xiàn)地級設(shè)備每兩孔閘門設(shè)置一套，只有第23孔閘門單獨(dú)設(shè)置一套。

主控級設(shè)備主要由工控機(jī)、CRT彩顯、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)、UPS電源、PLC柜等組成；現(xiàn)地級設(shè)備主要由PLC測控單元、操作面板、有關(guān)非電量傳感器等組成。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信方式采用RS485總線。

啟閉機(jī)旁、配電室等均設(shè)有語音電話，以滿足運(yùn)行時(shí)通話的要求。

管理區(qū)辦公樓的主控級設(shè)備設(shè)有通訊接口，以滿足與上級管理部門數(shù)據(jù)通信的要求。

主控級設(shè)備主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的檢測顯示、控制、報(bào)警、運(yùn)行管理和報(bào)表打印等?，F(xiàn)地級設(shè)備包括12臺(tái)獨(dú)立的PLC控制系統(tǒng)。每兩個(gè)閘門PLC配置一塊現(xiàn)地操作屏，用于現(xiàn)地控制及設(shè)備實(shí)時(shí)工況監(jiān)視。閘門的控制方式有：手動(dòng)控制、閘門PLC屏操作面板控制和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)集中控制3種控制方式。在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)正常情況下，運(yùn)行監(jiān)控通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)集中控制來實(shí)現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下，運(yùn)行監(jiān)控可通過現(xiàn)地操作操作面板實(shí)現(xiàn)。

三、監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

（一）主控級設(shè)備的功能

1.數(shù)據(jù)采集。定時(shí)采集所需要的現(xiàn)地監(jiān)控單元的實(shí)時(shí)信息以及各種計(jì)算、綜合和統(tǒng)計(jì)信息，并存入數(shù)據(jù)庫。

2.數(shù)據(jù)處理。生成多種數(shù)據(jù)表，供顯示、打印和查詢用。

3.遠(yuǎn)方控制和操作控制的項(xiàng)目有：

（1）23孔閘門的監(jiān)控；

（2）12組測壓管的監(jiān)控和觀測。

4.人機(jī)交互接口。

5.生成報(bào)表。

（二）現(xiàn)地控制級設(shè)備的功能

1.接受集中控制層指令并向集中控制層傳送數(shù)據(jù)。

2.現(xiàn)地單元內(nèi)部自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，通過現(xiàn)地的操作面板，可以完成相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控。

（三）應(yīng)用軟件的功能

應(yīng)用軟件中閘門控制是核心部分。包括單孔和多孔2種模式。單孔控制可對單個(gè)閘門進(jìn)行任意開度的啟閉；多孔控制可對多個(gè)閘門進(jìn)行控制，用戶可自己選擇要啟閉的一組閘門。自動(dòng)控制則是根據(jù)要泄的水流量及當(dāng)時(shí)的庫水位，自動(dòng)計(jì)算出要啟閉的總開度，并根據(jù)閘門調(diào)度規(guī)程選擇一組可遠(yuǎn)程啟閉的閘門進(jìn)行自動(dòng)控制。

四、監(jiān)控系統(tǒng)的配置

（一）回路設(shè)置

低壓配電屏的所有饋電及進(jìn)線回路均設(shè)有自動(dòng)空氣開關(guān)作為短路和過載保護(hù)。其中主要回路三相自動(dòng)空氣開關(guān)選用電動(dòng)操作型，屏面設(shè)有按鈕及信號燈，可從屏前進(jìn)行控制，并將控制及信號接點(diǎn)引入PLC柜，從PLC柜和微機(jī)監(jiān)控裝置上均可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。配電屏的兩電源進(jìn)線回路設(shè)有主、備電源自動(dòng)切換的電動(dòng)操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，能在電網(wǎng)停電時(shí)，斷開變壓器回路，自動(dòng)合上柴油發(fā)電機(jī)回路，并發(fā)信號給PLC柜；當(dāng)電網(wǎng)來電時(shí)，又能自動(dòng)切換回變壓器回路，并發(fā)信號給PLC。配電屏的主要回路設(shè)有電流表，母線設(shè)有電壓表，可就地顯示電流電壓，表計(jì)能輸入4～20mA信號至PLC柜，通過PLC柜接入微機(jī)監(jiān)控裝置進(jìn)行顯示。

（二）微機(jī)監(jiān)控裝置

微機(jī)監(jiān)控裝置設(shè)置2套，分別布置在左橋頭堡二層的配電室和管理區(qū)辦公樓控制室。每套微機(jī)監(jiān)控裝置由工業(yè)控制主機(jī)、CRT、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、UPS 電源等組成。工業(yè)控制主機(jī)的CPU為TH-4U型，PenteiumⅣ3.2GHZ以上，內(nèi)存512MB，硬盤120G,光驅(qū)52XCD-ROM。打印機(jī)為激光式。UPS電源容量為1kVA，放電時(shí)間大于0.5小時(shí)，波形失真度不大于3%。

微機(jī)監(jiān)控裝置通過RS485總線與PLC屏連接。

管理區(qū)的監(jiān)控裝置預(yù)留兩個(gè)通信接口，通過MODEM與市話連接，即插即用。具備權(quán)限限制功能，有授權(quán)的上級調(diào)度部門及行政部門可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控及數(shù)據(jù)通訊。

在節(jié)制閘左橋頭堡二層配電室或管理區(qū)的控制室可用鍵盤、鼠標(biāo)在彩色監(jiān)視器上任意設(shè)定閘門提升（或下降）高度，發(fā)出開機(jī)指令啟閉機(jī)即可運(yùn)行，閘門提升（或下降）到設(shè)定高度時(shí)自動(dòng)停機(jī)，并發(fā)出信號。也可根據(jù)運(yùn)行管理的要求，通過程序設(shè)置自動(dòng)依次開啟或關(guān)閉所有閘門。

PLC控制柜柜體采用Pentair型工業(yè)柜。柜內(nèi)帶WK1型溫度控制器和通風(fēng)電扇。柜內(nèi)設(shè)安裝板和操作面板各一塊。上下游水位顯示儀和PLC的液晶顯示器等裝在操作面板上，PLC裝在安裝板上。柜內(nèi)PLC選用Compactlogix型可編程控制器，并配帶63色液晶觸摸顯示屏。PLC通過RS485總線與各機(jī)旁箱內(nèi)的PLC連接，可完成機(jī)旁箱內(nèi)PLC所有的功能。PLC通過RS485總線與上機(jī)位連接，將數(shù)據(jù)上傳，在上位機(jī)上可進(jìn)行遠(yuǎn)方控制和信號監(jiān)視。

五、監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通信

（一）與水位遙測系統(tǒng)通信

在上下游水流穩(wěn)定的地方設(shè)置水位監(jiān)測井，水位傳感器裝于測井內(nèi)，通過埋地信號電纜將信號送至橋頭堡配電室的水位顯示儀。水位顯示儀可就地顯示水位，并能輸出4～20mA信號至柜內(nèi)PLC進(jìn)行顯示或上傳。

（二）與揚(yáng)壓力傳感器通信

每兩孔設(shè)一處揚(yáng)壓力觀測點(diǎn)，一處裝設(shè)三套傳感器，裝于閘墩預(yù)埋的測壓管內(nèi)，通過信號電纜將信號送到機(jī)旁箱內(nèi)的揚(yáng)壓力顯示儀。顯示儀能就地顯示水位，并能輸出4～20mA信號至箱內(nèi)PLC進(jìn)行控制、顯示或上傳。

六、結(jié)語

復(fù)新河閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)投入使用的效果表明，系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求，對于提高閘門運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，保證復(fù)新河閘的安全管理起到了積極作用■