摘 要：文章闡述了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的目的為實(shí)現(xiàn)海珠區(qū)群閘聯(lián)控，建設(shè)海珠區(qū)水利信息化的基礎(chǔ)部分，實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)水利工程工情、水文數(shù)據(jù)采集和閘門快速有效控制的任務(wù)。為水資源調(diào)度和防汛決策指揮提供了有力的支撐。

關(guān)鍵詞：群閘聯(lián)控；水利信息化；調(diào)度

前言

海珠區(qū)閘群自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是在城市建設(shè)飛速發(fā)展、珠江堤岸和河涌整治進(jìn)展順利、水利信息化建設(shè)迫切要求的背景下提出的。海珠閘群自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控對象為全區(qū)的水閘和泵站，配合河涌整治和水環(huán)境改善計(jì)劃，對水閘、泵站進(jìn)行站控子系統(tǒng)的建設(shè)。

1 總體功能

海珠區(qū)閘群自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)要求功能全面、實(shí)用、可靠、先進(jìn)。系統(tǒng)目標(biāo)功能歸納為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、操作控制、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、實(shí)用的業(yè)務(wù)管理、實(shí)時(shí)雙向語音通話及廣播、通信網(wǎng)絡(luò)管理、信息發(fā)布及共享、設(shè)施防盜及報(bào)警處理、系統(tǒng)維護(hù)等九種類型的功能。

2 功能實(shí)現(xiàn)

由于整個(gè)項(xiàng)目涉及到功能內(nèi)容較多、此文主要闡述數(shù)據(jù)采集和操作控制部分的軟件功能實(shí)現(xiàn)。包含了三個(gè)層次的軟件應(yīng)用，底層執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、指令驅(qū)動(dòng)、狀態(tài)檢測等功能的設(shè)備層應(yīng)用軟件；中間層執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取、指令發(fā)布、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等任務(wù)的控制層組態(tài)軟件；上層Web發(fā)布、遠(yuǎn)程調(diào)控軟件。

2.1 設(shè)備層應(yīng)用軟件

底層執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、指令驅(qū)動(dòng)、狀態(tài)檢測等功能的設(shè)備層應(yīng)用軟件，其中UNITY PRO/PL7 Pro V 4.5應(yīng)用于PLC 硬件平臺的工控程序開發(fā)，用于閘站、泵站的運(yùn)行監(jiān)控。由于PLC需要直接與電氣控制柜、智能儀表、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)系，該部分應(yīng)用程序要進(jìn)行底層數(shù)據(jù)采集及機(jī)械動(dòng)作驅(qū)動(dòng)。

主程序包括閘門控制、工情采集（上下游水位信息、雨量等）、錯(cuò)誤報(bào)警、水泵及清污機(jī)控制等部分。按照閘的類別分別對閘門實(shí)現(xiàn)不同方式的操作控制，海珠區(qū)水閘40座，一部分啟閉機(jī)平板閘、一部分液壓閘。

因水位計(jì)輸出格雷碼信號，需經(jīng)過PLC轉(zhuǎn)換成BCD格式數(shù)據(jù)，取11位信號可滿足量程需要。雨量計(jì)以每半毫米增量自動(dòng)累計(jì)，每日8時(shí)自動(dòng)清零。現(xiàn)場PLC采集程序每日實(shí)時(shí)向監(jiān)控中發(fā)送當(dāng)時(shí)的降雨量和水位。

2.2 控制層組態(tài)軟件

中間層執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取、指令發(fā)布、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等任務(wù)的控制層組態(tài)軟件。采用VijeoCitect開發(fā)現(xiàn)場監(jiān)控軟件，其主要任務(wù)就是提供了與I/O設(shè)備的安全可靠的接口，也提供了與其他數(shù)據(jù)源，Windows應(yīng)用程序，以及外部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口。實(shí)現(xiàn)內(nèi)容包括建立集群、劃分新 圍、琶洲共和圍等片區(qū)。設(shè)置I/O服務(wù)器XJWIOServer，添加40個(gè)閘站對應(yīng)的I/O設(shè)備。添加變量標(biāo)簽、本地變量。

石榴崗閘開發(fā)過程添加的部分變量標(biāo)簽如下：

HMI設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有信息顯示、操作按鈕、狀態(tài)指示、信息輸入框，信息顯示主要包括閘門開度、水位信息、過閘流量等等。操作按鈕包括方式選擇、開關(guān)閘、入卡位等操作。狀態(tài)指示有遠(yuǎn)程/現(xiàn)場指示、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示、閘門升降指示等。

編輯的部分人機(jī)操作頁面如下：

2.3 綜合應(yīng)用軟件

在Schneider-Electric系列軟件平臺上將充分利用Microsoft Visual Studio 2010等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、控制過程監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算、群閘聯(lián)控優(yōu)化調(diào)度等具體業(yè)務(wù)功能；開發(fā)出一種符合需求的群閘泵聯(lián)合調(diào)度實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)——基于B/S/C（Browse/Sever/Collection）模型的Web發(fā)布應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，將遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備管理、優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行有效集成，形成管控一體的綜合應(yīng)用軟件。

在線監(jiān)控計(jì)算機(jī)將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如：水位、雨量、閘門開度等按照每分鐘頻率寫進(jìn)SQL server實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表、并每個(gè)月對實(shí)時(shí)表進(jìn)行數(shù)據(jù)刪除釋放空間，按照每小時(shí)的頻率寫進(jìn)歷史數(shù)據(jù)表、并永久保留歷史數(shù)據(jù)。

功能實(shí)現(xiàn)過程對數(shù)據(jù)庫的操作包括定義數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)連接字符、選擇字符定義等。Graphics提供了以下重載的DrawLine（）方法繪制直線，用DrawString方法輸出文本。

3 結(jié)束語

海珠區(qū)是廣州市河涌水網(wǎng)最發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的行政區(qū)，根據(jù)海珠區(qū)水利信息化現(xiàn)狀，建成以區(qū)內(nèi)各水閘構(gòu)成的閘群自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)為核心的水利信息系統(tǒng)具有重要示范意義和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。海珠區(qū)閘群自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目建成后，在滿足水利工程防洪、排澇、擋潮的基本前提下，達(dá)到對河涌補(bǔ)水、更換水體、改善水環(huán)境的目的。

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作者簡介：鐘健波（1984-），男，廣東，碩士，工程師，研究方向：水利信息化。