李建軍

摘要：水庫(kù)閘門(mén)是水利工程中必不可少也是極為重要組成部分，閘門(mén)控制著水流的輸送，掌控者水流的輸送量與輸送速度，在防洪與灌溉工程中起到至關(guān)重要的作用。在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，諸多水利工程都是靠著人力資源來(lái)完成水工閘門(mén)的監(jiān)控與控制，這種方式不僅浪費(fèi)了大量的人力還既有可能造成許多誤差。在科技飛速發(fā)展的今天閘門(mén)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)走進(jìn)了人們的視野，對(duì)我國(guó)水利工程的發(fā)展具有重大意義。

關(guān)鍵詞：閘門(mén)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控；現(xiàn)場(chǎng)控制；應(yīng)用管理

隨著科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相結(jié)合的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)水利工程的閘門(mén)進(jìn)行監(jiān)控，已經(jīng)被越來(lái)越多的水利工程技術(shù)人員所接納并應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助下，水庫(kù)閘門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)得到了現(xiàn)代化的改造變得愈來(lái)愈趨于智能化。智能化的水庫(kù)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)具備敏捷性，能夠快速地根據(jù)操作人員的技術(shù)指令以及水庫(kù)水位的變化做出判斷并執(zhí)行命令。水庫(kù)閘門(mén)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)還具有可靠性與穩(wěn)定性，提高水利工程的運(yùn)作效率。應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)并結(jié)合以太網(wǎng)科技，就可以對(duì)水庫(kù)的水位以及閘門(mén)狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控。

1.水利自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)國(guó)土遼闊，所蘊(yùn)含的水資源也極其豐富，但中國(guó)水資源的分布卻極不均勻，又由于地形氣候或者其他人為因素，在每年的夏季，總會(huì)有些地區(qū)出現(xiàn)旱情，與此同時(shí)也會(huì)有某些地區(qū)會(huì)發(fā)生洪澇災(zāi)害。這種時(shí)候，就要靠水利工程來(lái)進(jìn)行灌溉或是防洪，以減少自然災(zāi)害為人民群眾帶來(lái)的損失。無(wú)論在哪種水利工程中，閘門(mén)都是不可或缺的重要組成。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)的發(fā)展，水利工程逐步采用了閘門(mén)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，閘門(mén)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)為水利工程節(jié)省了大量的勞動(dòng)力，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)渠道來(lái)完成信息的傳輸，加快了信息傳輸?shù)乃俣?，提高了水利工程的?gòu)建效率。通過(guò)智能化的操作系統(tǒng)，完成對(duì)閘門(mén)的監(jiān)控與控制，可以及時(shí)地對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，做出可靠的判斷，完成技術(shù)人員的控制指令，甚至能夠檢測(cè)出水利工程中隱藏的故障，以便技術(shù)人員能夠及時(shí)采取措施，排除故障，保障水利工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.閘門(mén)自動(dòng)化系統(tǒng)

2.1概述

水庫(kù)為實(shí)現(xiàn)水庫(kù)管理現(xiàn)代化、充分發(fā)揮工程的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了一種新型閘門(mén)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)閘門(mén)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地、集中和遠(yuǎn)程控制，為水庫(kù)水資源的科學(xué)調(diào)度提供了技術(shù)支撐，為后期運(yùn)行管理規(guī)范化和現(xiàn)代化奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)由管理處計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、閘門(mén)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)組成。管理處局域網(wǎng)由服務(wù)器、交換機(jī)、閘門(mén)雙機(jī)熱備監(jiān)控工作站、圖像監(jiān)控工作站以及各類(lèi)查詢工作站、辦公自動(dòng)化工作站等組成。局域網(wǎng)與省水利廳計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間通過(guò) 2M帶寬的光纖專(zhuān)用通道相聯(lián)，構(gòu)成廣域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。閘門(mén)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)負(fù)責(zé)閘門(mén)的自動(dòng)啟閉和實(shí)時(shí)信息采集，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包含閘門(mén)相關(guān)數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、揚(yáng)壓力等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用圖像監(jiān)視系統(tǒng)的屏幕，還可以進(jìn)行防汛會(huì)商與展示。在與省網(wǎng)聯(lián)接后，可在省水利廳遠(yuǎn)程操作現(xiàn)場(chǎng)閘門(mén)控制系統(tǒng)。

2.2系統(tǒng)工作原理

水庫(kù)閘門(mén)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)組成。該水庫(kù)閘門(mén)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)結(jié)合了軟件和硬件集成系統(tǒng)，所涉及的技術(shù)，包括自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和信息管理技術(shù)等等。其工作原理為：使用現(xiàn)場(chǎng)安裝的各種傳感器實(shí)時(shí)采集水位、閘位等相關(guān)信息，通過(guò)集中處理后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，監(jiān)控中心實(shí)時(shí)分析這些數(shù)據(jù)、查詢，然后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布實(shí)時(shí)控制指令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)的控制。

2.3系統(tǒng)特點(diǎn)

2.3.1無(wú)人值班運(yùn)行

針對(duì)沿線排水閘運(yùn)行次數(shù)較少、分布散的特點(diǎn)，在自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控的技術(shù)上，通過(guò)水位監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)圖像傳輸、電源遠(yuǎn)程控制等現(xiàn)代化手段，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守運(yùn)行。

2.3.2遠(yuǎn)程控制直觀

中控室是整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度中心，主控機(jī)作為上位機(jī)對(duì)閘門(mén)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程監(jiān)視功能主要就是技術(shù)人員可以從各級(jí)的監(jiān)控終端中實(shí)時(shí)的看到各監(jiān)視點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像，同時(shí)還可以通過(guò)軟件控制現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)鏡頭以及云臺(tái)，使其根據(jù)需要調(diào)整光圈大小、焦距遠(yuǎn)近、變倍高低以及圖像角度等，滿足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多方位視頻圖像的監(jiān)控需要。

2.3.3混合網(wǎng)絡(luò)傳輸

針對(duì)不同的物理位置分布，選擇合理經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，為閘門(mén)遠(yuǎn)程控制提供傳輸通道，同時(shí)保證傳輸?shù)目煽啃院统渥愕木W(wǎng)絡(luò)帶寬要求。

2.4電源遠(yuǎn)程控制

沿線閘門(mén)為排水閘，平時(shí)水位低于內(nèi)河水位，均為自流排水，閘門(mén)常開(kāi)，只在汛期水位高時(shí)關(guān)閉閘門(mén)。故閘門(mén)運(yùn)行次數(shù)較少，設(shè)備無(wú)需長(zhǎng)期供電，我們?cè)O(shè)計(jì)了電源遠(yuǎn)程控制，只要保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和PLC供電，其他設(shè)備的供電均由上位機(jī)遠(yuǎn)程控制PLC投入電源，延長(zhǎng)了各設(shè)備的使用壽命，保證了各設(shè)備的安全。

2.5遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器軟件和網(wǎng)絡(luò)瀏覽用戶軟件，可以實(shí)現(xiàn)異地的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在遙遠(yuǎn)的地方，可方便地監(jiān)控遠(yuǎn)方的設(shè)備。遠(yuǎn)程監(jiān)控站的操作人員在輸入正確的注冊(cè)和密碼檢驗(yàn)后，可進(jìn)入與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控上位機(jī)相同的監(jiān)視畫(huà)面，可發(fā)出操作指令通過(guò)現(xiàn)地監(jiān)控上位機(jī)的I/OS-ERVER直接與現(xiàn)地監(jiān)控單元的PLC聯(lián)系，完成遠(yuǎn)程監(jiān)控的任務(wù)。上級(jí)有關(guān)部門(mén)可利用遠(yuǎn)程客戶機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。閘門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控信息接入局域網(wǎng)或Interne，t通過(guò)授權(quán)，上級(jí)部門(mén)就可以通過(guò)局域網(wǎng)或Internet監(jiān)視和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而不必親臨現(xiàn)場(chǎng)操作，就可以控制工程運(yùn)行和監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情況。

3.結(jié)束語(yǔ)

水閘自動(dòng)化系統(tǒng)作為水閘業(yè)務(wù)系統(tǒng)中不可缺少的一部分，為水閘運(yùn)行調(diào)度提供決策依據(jù)，進(jìn)一步發(fā)揮水閘在服務(wù)社會(huì)、服務(wù)民生，保障新區(qū)水環(huán)境安全等方面的重要作用。今后，我們應(yīng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)籌規(guī)劃，朝著“建設(shè)好、使用好、養(yǎng)護(hù)好”的方向，讓水閘自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更好的發(fā)揮作用，為水利事業(yè)添磚加瓦。

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