朱元彩,渠慎超,陳 蔚,趙雪蓮

（1.徐州凌特自動化工程有限公司,江蘇 徐州 221009; 2.淮北職業(yè)技術(shù)學院計算機系,安徽 淮北 235000）

1 閘門群集中控制軟件現(xiàn)狀及研發(fā)新一代軟件的必要

目前在水庫、水電站、船閘、攔河壩等水利工程中，均設有數(shù)孔至幾十孔的閘門，這些閘門起到調(diào)洪、泄洪、蓄水等作用，其測控功能的實現(xiàn)更是影響到相關(guān)水利工程功能能否實現(xiàn)，因此作為操作靈魂的閘門群集中控制軟件（以下簡稱軟件），就需要既實現(xiàn)科學合理的控制流程，又需要為使用者提供友好快捷的操作界面。

當前大多國內(nèi)外閘門群集中控制軟件仍存在著一些弊端，如：

（1）實現(xiàn)的操作界面單一，雖然操作便利性能保證，但不能友好地模塊現(xiàn)場情況，無法與軟件界面產(chǎn)生共鳴；

（2）軟件提供的管理功能較弱。只能提供較少的報表、沒有或僅具備一些簡單的數(shù)據(jù)分析功能；

（3）對權(quán)限的管理簡單，一般就是分成固定的幾級權(quán)限，不利權(quán)限細化。同時日志管理簡單，對事后追憶造成一定的困難；

（4）功能人性化不足，不能為用戶提供良好的操作體驗。

筆者在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)軟件技術(shù)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設計并實現(xiàn)了全新的閘門群集中控制軟件，全面解決了舊版軟件的弊端。

2 主要功能

為簡便起見，本文敘述的控制對像設定為卷楊式啟閉機。對液壓式啟閉機，控制流程一致，但需對液壓啟閉機的油溫、油壓等參量進行額外的監(jiān)測及報警處理。

作為閘門群的集中控制軟件，以下功能是必須實現(xiàn)的主要功能：

（1）閘門啟閉機控制功能：軟件需要在界面上設置啟閉機的控制按鈕，以實現(xiàn)對閘門的開、關(guān)、停操作。這個操作的完成可以通過通訊將計算機得到的操作命令傳遞給現(xiàn)地控制柜中的PLC或智能儀表，通過PLC或智能儀表的觸點輸出引發(fā)相應繼電器動作，實現(xiàn)閘門啟閉機的正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)及停轉(zhuǎn)，也就實現(xiàn)了閘門的開、關(guān)、停操作。

（2）閘位開度檢測、荷重檢測及相應數(shù)據(jù)處理功能：現(xiàn)場設置有與啟閉機聯(lián)動的開度傳感器，常規(guī)采用旋轉(zhuǎn)編碼器安裝與啟閉機卷筒同軸轉(zhuǎn)動，開度傳感器輸出到PLC或智能儀表中。荷重的檢測是通過荷重傳感器來取得。荷重傳感器一般輸出為mV級模擬信號，加上變送器可以轉(zhuǎn)換為4－20mA電流信號，可直接輸入到PLC或智能儀表。閘門開度及荷重數(shù)據(jù)在PLC或智能儀表中解析出來以后，即可通過通訊傳遞給閘門群集中控制軟件，完成界面模擬與顯示以及數(shù)據(jù)的相應處理與保存工作。

（3）報警及保護功能：軟件主流程中必須時時檢測系統(tǒng)各部件狀態(tài)及各類測量數(shù)據(jù)的有效性。異常情況下，應該根據(jù)預定流程，完成對數(shù)據(jù)正常性的判斷，以在異常時觸發(fā)聲光報警及急停等操作。

（4）多種閘門控制模式支持。在通訊與現(xiàn)地控制柜的支持下，軟件可能實現(xiàn)多種閘門的控制模式，包括：1）按開度或流量預置控制閘門開啟開度。軟件通過閘門控制界面中的開度預置輸入框來獲得開度預置數(shù)據(jù)，通過通訊傳遞給現(xiàn)地控制柜中的PLC或智能儀表，這樣在閘門動作開始后，現(xiàn)地的PLC或智能儀表即可判定閘門是否運行到預置的開度值并決定是否停閘。流量預置要稍微復雜一些，需要根據(jù)閘門的具體設計來建立相應閘門的流量模型，然后根據(jù)這個模型得到開度關(guān)于流量的反函數(shù)，即可按開度預置的控制方式實現(xiàn)控制；2）全閘門監(jiān)視、單閘門控制、雙閘門控制、多孔任意組合控制。測控中，需要用一個界面將全部閘門的升降狀態(tài)、開度值及荷重值等參量直觀地顯示出來，這個界面稱之為全閘門監(jiān)視?？梢詥为毑僮饕豢组l門，并會將當前所選閘門的信息詳細顯示出來，這個界面為單閘門控制界面。閘門控制中，一般為了平衡閘門底坎壓力，會按照對稱的原則來進行閘門操作，這時就需要用到雙閘門監(jiān)控界面，這個界面下，可以選取預定分組來進行同時開、關(guān)操作。另外，在需要大批量地進行閘門操作時，可以通過一個任意閘測控界面來進行。任意閘測控時，可以先選擇操作的范圍，然后設置開度預置值或者流量預置值；3）急停支持：急停在硬件上，是通過控制控制回路上的一個電可操斷路器來實現(xiàn)的。軟件發(fā)出急停命令后，通過通訊到達現(xiàn)地柜，PLC或智能儀表即可輸出控制觸點，操作電可操斷路器動作。

（5）自動控制功能。這個功能包括中控室集中控制和遠程監(jiān)控。其中遠程監(jiān)控是通過以太網(wǎng)來完成，可以是局域網(wǎng)，也可是廣域網(wǎng)。軟件支持花生殼等動態(tài)域名解析，也支持靜態(tài)IP直接測控。當然，對于網(wǎng)絡遠程監(jiān)控，實現(xiàn)較強的安全驗證機制是保證安全測控的前提條件和必要實施內(nèi)容。

3 輔助功能

（1）部分重要監(jiān)控對像支持數(shù)字監(jiān)控與視頻監(jiān)控同畫面顯示。軟件支持通過視頻卡將現(xiàn)場視頻與測控的數(shù)字參數(shù)一同顯示的效果，這樣能保證操作員操作與閘門響應一致。

（2）多媒體人機界面及語音廣播提示操作導航功能。軟件中采用了大量Flash動畫來模擬閘門動作、指示燈變色等，并且采用了現(xiàn)場照片作為底圖，加上多媒體語音提示，即增強了界面友好，又提高操作人員的認知感。

（3）安全及權(quán)限管理方面，筆者實現(xiàn)的閘門群集中控制軟件將軟件中所有操作均設立為獨立的權(quán)限。

（4）數(shù)據(jù)管理功能主要有日志記錄與分析查看、報表生成與打印、自定義報表編輯、歷史數(shù)據(jù)曲線描繪與打印、數(shù)據(jù)庫管理等，均為系統(tǒng)必要的管理功能。

4 結(jié)束語

筆者采用VB.Net語言結(jié)合WindowsDNA架構(gòu)實現(xiàn)了新閘門群集中控制軟件，軟件解決了當前大多數(shù)國內(nèi)外閘門群集中控制軟件的弊端，提高了界面友好程度，實時性高、管理功能強大，能為用戶帶來極好的操作體驗。目前，本系統(tǒng)已經(jīng)用于國內(nèi)十余個水利工程，包括水庫、船閘、水電站等，受到業(yè)主的極大歡迎，取得了非常大的社會效益。

[1]李振,朱元彩,張超,陳蔚.數(shù)字化測控與視頻監(jiān)視結(jié)合實現(xiàn)閘門的安全監(jiān)控[J].宿州學院學報,2010,25(08).

[2]王言鋒,朱元彩,石琳.Flash動畫在工控軟件中的應用[J].電腦編程技巧與維護,2011(08).