摘?要：閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是水利工程中不可或缺的一部分，在船閘、大壩的安全運(yùn)行過程中，更是起到了非常重要的作用。閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)具有較多的優(yōu)勢，例如數(shù)據(jù)測量精確度高;系統(tǒng)便于操作和維護(hù);可實(shí)現(xiàn)無人值班、少人值守;提升閘站的運(yùn)行管理效率，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本文主要是對閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的工程應(yīng)用進(jìn)行簡要的分析與探討。

關(guān)鍵詞：閘門自動(dòng)控制;監(jiān)控系統(tǒng);工程應(yīng)用

一、 閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的控制層級

閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，主要是通過與當(dāng)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的通信設(shè)備和線路進(jìn)行充分應(yīng)用的過程，這樣就可以使不同地理位置或者功能對多個(gè)控制信息設(shè)備采取互聯(lián)的模式。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用開放的、分層分布式體系結(jié)構(gòu)，通常自下而上分成現(xiàn)地級、站控級，有的工程中會在站控級之上再設(shè)置管理級。新溝河延伸拓浚工程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)具備現(xiàn)地級、站控級、管理級。

（一）站控級

站控級即計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，由控制室內(nèi)的多臺計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等組成，負(fù)責(zé)全站性運(yùn)行監(jiān)控事務(wù)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各計(jì)算機(jī)設(shè)備可以采集現(xiàn)地級設(shè)備上傳的各類數(shù)據(jù)，并在顯示設(shè)備上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，使工作人員在中控室內(nèi)即可監(jiān)視站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并對現(xiàn)地設(shè)備進(jìn)行操作。系統(tǒng)具備報(bào)警功能，可以通過顯示設(shè)備進(jìn)行圖像報(bào)警，也可以通過音響進(jìn)行語音報(bào)警，使工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常并進(jìn)行處理。系統(tǒng)可對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、存儲。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還可以通過專用的通信網(wǎng)絡(luò)與管理級通信，將站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)送給管理級，實(shí)現(xiàn)了上級管理部門對閘站的遠(yuǎn)程管理。

（二）現(xiàn)地級

現(xiàn)地級通常根據(jù)其監(jiān)控的對象種類劃分為不同的現(xiàn)地控制單元，現(xiàn)地控制單元既可以自動(dòng)監(jiān)控站內(nèi)設(shè)備，也可以由工作人員通過手動(dòng)操作來監(jiān)控站內(nèi)設(shè)備。各現(xiàn)地控制單元分散安裝于現(xiàn)地或者控制室內(nèi)。現(xiàn)地控制單元主要通過各種測量和控制裝置就地對站內(nèi)各機(jī)組、輔機(jī)設(shè)備、配電設(shè)備、閘門開度荷重、水位等對象進(jìn)行測量、監(jiān)視和控制?，F(xiàn)地控制單元的核心控制設(shè)備為PLC，新溝河延伸拓浚工程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的PLC總共配置了992點(diǎn)開入、448點(diǎn)開出、120點(diǎn)模入、64點(diǎn)溫度輸入以及CPU和通信模塊，可以采集監(jiān)控對象的信號，并按照CPU內(nèi)置的控制邏輯，分析判斷輸入信號，發(fā)出控制命令。PLC自成系統(tǒng)，既可自主運(yùn)行，也可接受站控級下發(fā)的控制命令。現(xiàn)地控制單元通常還配備觸摸屏作為現(xiàn)地級的人機(jī)界面，以便工作人員在LCU屏前進(jìn)行操作。

（三）管理級

管理級是閘站管理單位實(shí)施信息管理的平臺，它與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)相連，獲取閘站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)和信息，向外通過Internet網(wǎng)與上級管理部門連接，對外提供經(jīng)授權(quán)可查詢的閘站運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)。管理級通常由計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備、信息管理系統(tǒng)等軟硬件構(gòu)成。近年來隨著無線網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)終端的飛速發(fā)展，信息管理系統(tǒng)也開始以App的形式部署到移動(dòng)終端上，進(jìn)一步方便了管理人員對閘站信息的調(diào)閱，提升了管理效率。

二、 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

站控級與現(xiàn)地級之間通常采用以太網(wǎng)連接。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為星型網(wǎng)絡(luò)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)冗余可以分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)。將這兩種分類相結(jié)合則可以組合出單星型、雙星型、單環(huán)形、雙環(huán)形四種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)在設(shè)備成本、布線繁簡程度、施工成本、可靠性、故障率等維度上都有差異，應(yīng)綜合考慮選擇合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。站控級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般配置千兆級帶寬，現(xiàn)地級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般配置百兆級帶寬，如果數(shù)據(jù)量很大，或者對通信速率要求很高，可以全部配置千兆級帶寬。新溝河延伸拓浚工程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是千兆級帶寬的單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具有較高的可靠性，在某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障的情況下，依然能保證數(shù)據(jù)通過正常鏈路傳輸。

三、 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)視系統(tǒng)由前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、控制設(shè)備、顯示設(shè)備、控制軟件等部分組成。視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通常獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，以保證視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸速率。視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件是與視頻硬件配套的專用軟件，安裝在專用的視頻監(jiān)控服務(wù)器上。可以實(shí)時(shí)監(jiān)視各監(jiān)視點(diǎn)的情況，具有圖像切換、分割顯示功能;具有圖像參數(shù)調(diào)整功能;具有音視頻錄像、檢索和回放功能;具有快放、慢放、單幀播放功能，可實(shí)現(xiàn)圖像抓拍，放大等功能;具有開放的數(shù)據(jù)接口，可實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布、報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能;具有多個(gè)操作員密碼，多個(gè)操作等級。具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的以太網(wǎng)軟件接口，支持Web瀏覽功能，允許多客戶同時(shí)登錄。

四、 結(jié)束語

綜上所述，閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)通過對現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息技術(shù)的高效利用，實(shí)現(xiàn)了對水利工程的相關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)性的監(jiān)控，提升了水利工程運(yùn)行管理的效率，很好地體現(xiàn)了自身的價(jià)值。隨著水利工程對自動(dòng)控制需求的不斷升級、對智能化以及信息化需求的跟進(jìn)，閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)將起到越來越重要的作用，而未來對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及無線通信技術(shù)的利用，將使閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠更好地服務(wù)于水利工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷琛.遠(yuǎn)程控制閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用初探[J].陜西水利，2018（z1）：181-182，185.

[2]劉國敏，張百敏，劉玨.南水北調(diào)東線工程泵站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測，2014（3）：52-56.

作者簡介：周瑞平，南京河海南自水電自動(dòng)化有限公司。