馬良霄 劉 平

（商丘市水利建筑勘測設計院，河南 商丘 476000）

水閘自動化系統(tǒng)通常采用分散式的控制系統(tǒng)，因為水閘所在的環(huán)境都比較惡劣，系統(tǒng)中的液壓還有傳感器設備等裝置都都會很快地老化，從而出現(xiàn)錯誤的移動或者拒絕移動的異常情況。所以，研究人員要克服其中的困難，建立一個較為可靠的水閘自動化系統(tǒng)，便于水利資源的合理管理，減少洪澇干旱，保證南水北調工程的順利進行，促進水利行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 水閘自動化系統(tǒng)設計中的關鍵環(huán)節(jié)

1.1 全自動與輔助手動相結合

在水閘自動化系統(tǒng)中，就目前的情況而言，船閘都是由電腦根據(jù)以往的實際經驗所積累的數(shù)據(jù)來編寫的程序，來進行遠程、智能控制的，它改變以往閘門的手動的操作方式，將工作地點由室外變成了室內，將原本需要較多人才能完成的水閘的開關，調整改進成在值班室內，集中地操作電腦進行遙控。但是，為了避免水閘自動化系統(tǒng)的損壞或者失靈，輔助性的手動操作方式不能被舍棄，即使不經常使用，但依然有必要在閘門自動化系統(tǒng)設計時考慮進去。

此外，有了先進的科學技術，相關的管理人員的知識水平和綜合素質也要迅速提高，否則，先進的科學技術無法與先進的管理水平很好的有機結合，也不能最大限度地發(fā)揮水閘自動化系統(tǒng)的優(yōu)點與效率。

1.2 信息的監(jiān)控與收集

在該系統(tǒng)中，有大量的數(shù)據(jù)需要監(jiān)控，大概分為三類：開關量、模擬量和數(shù)字量。開關量包含了閘門的開啟與閉合、閘門上下限位、電機的開啟與關閉等等；模擬量就是電源的電流、電壓和功率等；數(shù)字量涵括了不同閘門的閘位、上下游水位等等不同的參量。

以最簡單的閘門的開啟與閉合為例，由PLC不斷收集閘門開關閉合的狀態(tài)和設備的即時情況的各種參數(shù)，并且存儲到數(shù)據(jù)庫內，再通過通信接口和控制室內的計算機進行數(shù)據(jù)的鏈接和傳輸，同時按照控制室中計算機的命令采集相關的數(shù)據(jù)。將所采集的數(shù)據(jù)與實現(xiàn)設定的限值進行比較，一旦越限或者出現(xiàn)錯誤的數(shù)值，立即發(fā)出相應的警報，并按照程序預先設置的選項進行處理。

1.3 圖像監(jiān)控系統(tǒng)

為了及時了解水閘內外的水情和水閘室外的船只狀況等實時的動態(tài)情況，要對閘內的情況進行圖像監(jiān)控。圖像監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像機、解碼器、視頻切換器、數(shù)字硬盤機、高速球攝像機等設備組成。系統(tǒng)可以錄制單路或者多路的即時圖像，而且如果需要進行查詢，將會十分的便利，只需要輸入所要查詢的日期，就可以看到當時的影響資料。值班人員在值班室內就可以對水域和船只的的情況有全局性地掌控，有利于他們作出正確的判斷，通過電腦對水閘的開關閉合、大小進行遠程的控制，從而減少監(jiān)督管理人員的負擔，提高其工作效率。

1.4 實施遠程控制

目前，各個分站之間都是采用的網(wǎng)絡通信技術進行聯(lián)系，各個分站將收集到的數(shù)據(jù)通過計算機網(wǎng)絡發(fā)送到總站區(qū)的水閘管理中心的控制平臺和其他地區(qū)的分站進行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和水閘的調度，在網(wǎng)絡通信的幫助下，實現(xiàn)了對水閘的即時控制。一旦出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)，各地區(qū)的防汛辦也可以在第一時間對水情進行了解，從而疏導、減少洪澇災害的發(fā)生及所帶來的人民生命財產安全的損失。

2 水閘自動化系統(tǒng)的保護措施

2.1 雷電保護措施

在雷電頻繁發(fā)生的地區(qū)，雷電產生的瞬間將會產生極高的電壓，而暴露在外界的傳感器材或者電源等設備會將電壓引入到系統(tǒng)當中。水閘自動化系統(tǒng)的不同部分的電壓無法保持一定的平衡，進入系統(tǒng)的電壓將通過通訊線、地線和電源線等元件進行泄放，會對系統(tǒng)造成毀壞，造成水閘自動化系統(tǒng)無法正常運行。所以，應加強對水閘自動化系統(tǒng)的防雷保護，將儀器設備的箱體就近進入地網(wǎng)，平衡系統(tǒng)內部的電位差，減少損失。

2.2 觀測系統(tǒng)配備專用電源

由于自動化技術的迅速發(fā)展，對引張線的觀測也逐漸走向自動化的道路。定期的對自動化設備和引張線設施等進行檢測和維護可以確保觀測數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。在設計時就要對箱體本身及其兩端的密封性提出嚴格的要求，以防蛇或者老鼠等動物進入保護箱，從而影響線體的使用和自由。在定期對引張線的復位精度的檢測中，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時進行相應的處理，以免影響整個水閘自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。一旦電流過大時，就會影響閘門自動化系統(tǒng)的正常，因此觀測系統(tǒng)需要采用專用的電源采取穩(wěn)壓及過壓的保護措施。

3 結束語

水閘自動化系統(tǒng)能否良好的運行與設計的合理性、科學技術的先進性和施工建設的嚴格性有著密不可分的聯(lián)系。當水閘自動化系統(tǒng)投入運行后，可以改變過去手動控制的操作方式，降低相關的值班人員的需求量，并且明顯地提高調度控制的效率和精確度。同時，水閘自動化系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡通信系通完美結合，能夠很好地收集和分析水情的參數(shù)，從中總結規(guī)律，加強和上級調度部門或者同級部門的聯(lián)系和交流，可以更好地提高水情的統(tǒng)籌調度控制的效率，優(yōu)化工程建設，為社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展作出貢獻。

[1] 宋春杰，王輝水.閘自動化監(jiān)控系統(tǒng)的組成及關鍵設計[J].科技資訊，2012.