石佛寺水庫泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)

任中琪

（遼寧省石佛寺水庫管理局，沈陽 110129）

石佛寺水庫泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)

任中琪

（遼寧省石佛寺水庫管理局，沈陽 110129）

石佛寺水庫樞紐工程為遼河干流唯一一座大型水利工程，總庫容1.65億 m3。水庫泄

洪閘啟閉機(jī)集中控制系統(tǒng)采用了兩層分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。文章介紹了該水庫泄洪閘啟閉機(jī)

集中監(jiān)控系統(tǒng)的組成、功能，系統(tǒng)的硬、軟件配置以及實(shí)際的應(yīng)用。

泄洪閘；啟閉機(jī)；集中監(jiān)控系統(tǒng)；組成；功能；應(yīng)用

1 工程特性

石佛寺水庫樞紐一期工程是遼河干流上唯一一座大型控制性水利工程，屬河道型平原水庫。水庫主副壩全長42.6 km，攔河主壩為均質(zhì)土壩，泄洪閘布置在右岸的主河道上，總庫容1.65億m3，泄洪閘總寬248.5 m，凈寬200 m，共設(shè)平面雙扉工作閘門16孔，每孔凈寬12.5 m，門高10 m。16孔泄洪閘由1套泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)和 16套現(xiàn)地控制設(shè)備控制。啟閉機(jī)采用一對一控制，實(shí)現(xiàn)手動常規(guī)繼電器邏輯控制和現(xiàn)地可編程（PLC）自動控制，以及遠(yuǎn)程集中控制。

2 泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

石佛寺水庫泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)采用了兩層分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1所示。

第一層為現(xiàn)地控制系統(tǒng)，主要指分布在控制機(jī)房內(nèi)的16個現(xiàn)地控制站，它包括了現(xiàn)地常規(guī)繼電器手動控制和現(xiàn)地 PLC自動控制設(shè)備，第一層的網(wǎng)絡(luò)部分采用西門子 profibus總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

第二層為集中控制系統(tǒng)，泄洪閘集中監(jiān)控系統(tǒng)分布在壩頂調(diào)度樓二樓的集中控制室內(nèi)，采用服務(wù)器、集中控制操作員工作站（IPC）、集中控制工程師工作站和遠(yuǎn)程控制操作員工作站構(gòu)成 C／S控制單元，第二層的網(wǎng)絡(luò)部分采用以太網(wǎng)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3 泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置及其功能

每一個現(xiàn)地站設(shè) 1面動力柜、1面控制柜，本系統(tǒng)16個現(xiàn)地站共16面動力柜、16面控制柜，另外每個現(xiàn)地站還設(shè)有傳感器1套（包含1個荷重開度儀、荷重開度儀顯示儀表 1塊、2個位置開關(guān)、1個開度傳感器、2個荷重傳感器等）、電線電纜，接線端子等。在每個控制柜內(nèi)裝有西門子S7—300可編程控制器1套（包括 CPU、數(shù)字量輸入模塊 DI：SM321、數(shù)字量輸出模塊 DO：SM322、模擬量傳輸CP340網(wǎng)卡）。實(shí)現(xiàn)泄洪閘現(xiàn)地啟閉操作、狀態(tài)監(jiān)事和故障保護(hù)功能，并通過西門子profibus總線網(wǎng)絡(luò)完成集控系統(tǒng)服務(wù)器與現(xiàn)地站之間的信息交換［1］。

圖1 石佛寺水庫泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置 1個操作臺、1臺服務(wù)器、1臺集控操作員站、1臺工程師站、1臺遠(yuǎn)程操作員站、3套讀卡器、1臺打印機(jī)、一臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及其它附屬設(shè)備。集中監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與本地操作員站、工程師站、遠(yuǎn)程操作員站的信息交換，并在集中控制操作員站、工程師站及遠(yuǎn)程控制操作員站可以實(shí)現(xiàn)泄洪閘的遠(yuǎn)程操作控制，操作指令及參數(shù)信息由集中監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器通過 profibus現(xiàn)場總線傳輸給現(xiàn)地控制站，現(xiàn)場控制站接受到信號后，直接驅(qū)動現(xiàn)地設(shè)備，實(shí)現(xiàn)泄洪閘的啟閉遠(yuǎn)程控制，同時閘門運(yùn)行過程實(shí)時狀態(tài)信息上行至服務(wù)器，由各操作站顯示出來，便于操作員及監(jiān)控員實(shí)時掌控閘門運(yùn)行過程及狀態(tài)。此外集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件還能完成系統(tǒng)保護(hù)及應(yīng)急處理功能、運(yùn)行管理及各種數(shù)據(jù)報表生成與打印服務(wù)，以及具有操作培訓(xùn)功能的系統(tǒng)仿真功能。3套讀卡器分別配置于集中控制操作員站、工程師站及遠(yuǎn)程控制操作員站，套讀卡器的應(yīng)用限制了系統(tǒng)操作權(quán)限，從而確保了水庫泄洪閘調(diào)度運(yùn)行的安全權(quán)限。

4 泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)工作過程

在遠(yuǎn)程控制狀態(tài)下 ，當(dāng)集中控制操作員站或遠(yuǎn)方操作員站通過人機(jī)界面將所要操作閘門的編號、運(yùn)行方式、參數(shù)修改、操作指令等信息由網(wǎng)絡(luò)上行至服務(wù)器，由服務(wù)器實(shí)時傳送操作員站、工程師站的各種操作信息下行給現(xiàn)地控制層的現(xiàn)地控制系統(tǒng)相對應(yīng)的閘門控制屏，控制屏接收到本地的控制指令，為遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)提供對本地啟閉機(jī)的遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)閘門的遠(yuǎn)程啟閉自動控制。同時閘門現(xiàn)地站檢測現(xiàn)場信息，并向遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)傳送閘門到位信號、行程信號、荷重信號、運(yùn)行信號、故障信號等，供現(xiàn)地和集中控制系統(tǒng)顯示和數(shù)據(jù)處理。

5 泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)軟件配置

5.1 操作系統(tǒng)

在操作系統(tǒng)方面，操作員站、遠(yuǎn)程操作員站和工程師站上安裝Windows 2000 Professional（中文版）操作系統(tǒng)軟件，補(bǔ)丁程序至少為 Service Pack 2；服務(wù)器上安裝Windows 2000 Server操作系統(tǒng)軟件，補(bǔ)丁程序至少為 Service Pack 2。

5.2 組態(tài)應(yīng)用功能

組態(tài)應(yīng)用軟件方面，服務(wù)器端配置了 1套WinCC RC 64K（64K POWER TAGS）完全版和服務(wù)器套件；在操作員站（含遠(yuǎn)程操作站）和工程師站共配置3套WinCC RT128（128 POWER TAGS）運(yùn)行版軟件。

5.3 數(shù)據(jù)庫軟件

數(shù)據(jù)庫軟件方面，在服務(wù)器上安裝了SQL Server 2000。在操作員站、遠(yuǎn)程操作員站和工程師站上均安裝有計(jì)算機(jī)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、模擬仿真、IC卡登錄系統(tǒng)等軟件。IC卡用戶管理軟件安裝在工程師站。

6 結(jié) 語

石佛寺水庫泄洪閘啟閉機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了泄洪閘啟閉機(jī)現(xiàn)地、集中、遠(yuǎn)程的實(shí)時控制，控制精度達(dá)到1cm，完成了啟閉機(jī)運(yùn)行過程的監(jiān)控和管理。在實(shí)際水庫調(diào)度運(yùn)行應(yīng)用中，不但能夠快速、穩(wěn)定、精確地完成閘門調(diào)度工作，而且還為完善水庫泄洪閘水位 ～泄量關(guān)系曲線率定提供了數(shù)據(jù)補(bǔ)充。為水庫更科學(xué)、更精確的調(diào)度工作和安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

［1］楊云華.石佛寺水庫泄洪閘動力電源的自動切換［J］.黑龍江水利科技，2009，37（03）：31.

Centralized M onitoring System of Release Flood W aters Gate Hoist in Shifosi Reservoir

REN Zhong-qi

（Liaoning Province Shifosi Reservoir Management Bureau，Shenyang 110129，China）

ShifosiReservoir Project is an only large-scalewater conservancy projecton the Liaohe River，total capacity of1.65×108m3.Two-layer distributed control system structure is adopted for the reservoir release flood waters gate hoist centralized control system.This paper introduces the composition of release flood waters gate hoist centralized control system，function of the system，system hardware，software configuration and its practical application.

release flood waters gate；hoist；centralized monitoring system；composition；function；application

TV664.2

B

1007-7596（2015）02-0031-02

2014-04-12

任中琪（1967-），男，遼寧沈陽人，高級工程師，從事水庫工程管理工作。