弧形閘門(mén)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王小峰++李炳源++姚源++周文輝、

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.005

摘 要：弧形閘門(mén)在各類(lèi)水道上的運(yùn)用非常廣泛，對(duì)于水力調(diào)節(jié)、船只通航等發(fā)揮出了重要的管控作用。由于弧形閘門(mén)會(huì)受到水流的影響，因此需要對(duì)其實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并予以處理。針對(duì)弧形閘門(mén)設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，也便有了非常重要的意義。該文針對(duì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于弧形閘門(mén)的意義做出了分析，在此基礎(chǔ)上探究了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，然后就其具體實(shí)施應(yīng)用以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)做出了討論，以期為業(yè)界人士提供一定參考。

關(guān)鍵詞：弧形閘門(mén) 實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 功能設(shè)計(jì) 實(shí)施應(yīng)用 運(yùn)營(yíng)維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0005-02

在各類(lèi)水道以及水利工程中，弧形閘門(mén)的應(yīng)用廣泛，體現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。但是由于弧形閘門(mén)運(yùn)作環(huán)境的限制，導(dǎo)致對(duì)于閘門(mén)的監(jiān)測(cè)工作存在一定的難度，在數(shù)據(jù)獲取上的及時(shí)性和精準(zhǔn)性得不到有效保障。設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以為弧形閘門(mén)的監(jiān)測(cè)控制提供可靠的保障，確保監(jiān)測(cè)活動(dòng)高效。

1 實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于弧形閘門(mén)的積極意義

弧形閘門(mén)的分類(lèi)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還有一些埋設(shè)構(gòu)件，這為閘門(mén)的監(jiān)測(cè)制造了一定的困難。在以往的監(jiān)測(cè)工作中，依靠人力進(jìn)行不定時(shí)的監(jiān)測(cè)，往往難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的某些問(wèn)題，進(jìn)而給閘門(mén)造成了一定的負(fù)面影響，干擾到其功能的正常發(fā)揮。近些年，在役弧形閘門(mén)出現(xiàn)事故和失效的情況時(shí)有發(fā)生，這一系列問(wèn)題的出現(xiàn)，敲響了設(shè)備安全巡檢的警鐘，要求相關(guān)單位必須加強(qiáng)對(duì)弧形閘門(mén)的監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并將其運(yùn)用到弧形閘門(mén)的監(jiān)測(cè)工作之中，可以對(duì)弧形閘門(mén)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的連續(xù)性監(jiān)測(cè)，對(duì)于閘門(mén)出現(xiàn)的異常情況及時(shí)做出預(yù)警，方便工作人員及時(shí)消除故障。不僅如此，還可以將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)銜接起來(lái)，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)情況，將信息傳遞給控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)自動(dòng)做出指揮調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)化處理，如此不僅可以大大節(jié)省人力工作，還能提高閘門(mén)的安全性，保證其功能的發(fā)揮。

2 弧形閘門(mén)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，而不同的領(lǐng)域?qū)τ诒O(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體功能要求也不一樣。對(duì)于弧形閘門(mén)而言，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在功能設(shè)計(jì)上就需要包括以下幾個(gè)方面。

（1）應(yīng)力監(jiān)測(cè)。閘門(mén)在運(yùn)行中，許多構(gòu)建都會(huì)承受一定的應(yīng)力。而一旦應(yīng)力超出允許范圍，則必然會(huì)造成閘門(mén)的破壞與失效。比如：閘門(mén)的支臂、主梁、邊梁、面板等部位，都是應(yīng)力較大的區(qū)域，在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)就需要對(duì)這些部位的應(yīng)力實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè)，從而評(píng)估這些構(gòu)件的應(yīng)力情況和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（2）流激振動(dòng)監(jiān)測(cè)?；⌒伍l門(mén)的支臂等構(gòu)件會(huì)受到水流的沖擊，進(jìn)而產(chǎn)生流激振動(dòng)，若是超出一定范圍，必然影響到閘門(mén)的安全。因此需要通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)時(shí)域和頻域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此評(píng)定閘門(mén)啟閉過(guò)程的流激振動(dòng)安全性。

（3）運(yùn)行姿態(tài)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)閘門(mén)的運(yùn)行姿態(tài)，可以隨時(shí)掌握其具體運(yùn)行情況，進(jìn)而隨時(shí)做出調(diào)整。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，也就需要融入這方面的監(jiān)測(cè)功能。

（4）支鉸軸監(jiān)測(cè)。支鉸軸的安全狀態(tài)關(guān)系到弧形閘門(mén)運(yùn)行的可靠性，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中需要設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)支鉸軸的功能，對(duì)其運(yùn)行扭矩實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)評(píng)估其安全性，為弧形閘門(mén)的正常運(yùn)作提供保障。

3 弧形閘門(mén)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施應(yīng)用和運(yùn)行維護(hù)

3.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施應(yīng)用

在弧形閘門(mén)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，基于上述基本功能，還需要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的數(shù)據(jù)記錄、異常情況警報(bào)和短息提示，憑借ICS智能手機(jī)終端對(duì)閘門(mén)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示、請(qǐng)求診斷和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)單位而言，需要具備專(zhuān)業(yè)的遠(yuǎn)程診斷中心，能夠達(dá)到24 h不間斷實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程看護(hù)以及故障功能診斷的目標(biāo)。對(duì)于看護(hù)人員而言，需要在系統(tǒng)發(fā)出三級(jí)以上警報(bào)時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)故障診斷程序，通過(guò)科學(xué)的數(shù)據(jù)分析方法對(duì)故障問(wèn)題做出定性分析和定量分析，同時(shí)將分析結(jié)果以書(shū)面或郵件的方式發(fā)送給用戶(hù)，為用戶(hù)及時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)處理故障提供可靠的保障。比如成都眾柴科技，其就具備遠(yuǎn)程云數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能夠?yàn)橛脩?hù)提供接入服務(wù)，可以讓用戶(hù)自主選擇是否接入。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)程診斷、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)免費(fèi)升級(jí)、設(shè)備年度運(yùn)行報(bào)告以及應(yīng)急遠(yuǎn)程通報(bào)等多元化的服務(wù)。

而在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施上，需要業(yè)主或是閘門(mén)安裝單位予以配合，給予一些數(shù)據(jù)資料的支持，或是施工現(xiàn)場(chǎng)的便利，如提供電力、其他服務(wù)等。在實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝時(shí)，其是在弧形閘門(mén)施工完畢之后進(jìn)行的，將傳感器安裝在基座上，而基座又通過(guò)焊接的形式安裝在閘門(mén)上。傳感器的電纜于鋼管內(nèi)部進(jìn)行鋪設(shè)，并且通過(guò)點(diǎn)焊將鋼管和閘門(mén)局部連接起來(lái)。在安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，難免會(huì)對(duì)閘門(mén)造成表面破壞，因此需要對(duì)破壞部位涂刷油漆進(jìn)行修復(fù)。而對(duì)于具體的安裝流程，可以按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行。

（1）基座安裝。在安裝基座時(shí)，需要依照施工設(shè)計(jì)將各個(gè)部件組裝起來(lái)，然后做好緊固，確?；姆€(wěn)定，為傳感器的安裝創(chuàng)造條件。

（2）應(yīng)變計(jì)安裝。在安裝應(yīng)變計(jì)的時(shí)候，需要按照?qǐng)D1所示的方法將安裝塊直接焊接在安裝區(qū)域。待安裝塊焊好后，取下安裝夾具，放置一段時(shí)間，使焊接時(shí)產(chǎn)生的殘余熱量完全散失后，再裝上傳感器。

（3）元器件布置。在進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝的時(shí)候，需要在閘門(mén)上對(duì)各類(lèi)監(jiān)測(cè)元器件進(jìn)行布置，由于弧形閘門(mén)需要在水環(huán)境下運(yùn)作，因此，布置在閘門(mén)上的監(jiān)測(cè)元器件需要具備水下運(yùn)行的能力，具體防水能力要達(dá)到IP68以上。對(duì)于控制柜，需要通過(guò)有線(xiàn)連接的方式將其接入。實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與啟閉機(jī)控制系統(tǒng)互相獨(dú)立，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)既可以現(xiàn)地顯示，也可以傳輸至中控室，從而最大程度提高弧形閘門(mén)控制的靈活性與高效性。

3.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

在弧形閘門(mén)上安裝好實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之后，還需要對(duì)運(yùn)行階段的維護(hù)工作加強(qiáng)重視，確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠發(fā)揮出基本的監(jiān)測(cè)功能。具體而言，對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單位，其應(yīng)該承擔(dān)以下方面的運(yùn)行維護(hù)責(zé)任：對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能發(fā)揮所涉及到的全部元器件進(jìn)行故障處理和更換，對(duì)控制單元出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理以及更換元器件，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)的程序故障問(wèn)題進(jìn)行處理，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行功能升級(jí)。需要注意的是，設(shè)計(jì)單位所承擔(dān)的這些運(yùn)行維護(hù)責(zé)任具有一定的免費(fèi)時(shí)限，一般為期一年。超出時(shí)限后，這需要用戶(hù)繳納相應(yīng)的服務(wù)費(fèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在很多行業(yè)的運(yùn)用均顯示出了較高的性能，對(duì)于保證作業(yè)安全具有重要的作用。由于弧形閘門(mén)長(zhǎng)期處在水環(huán)境中運(yùn)行，因此，不可避免會(huì)受到水力的影響，進(jìn)而出現(xiàn)內(nèi)部或是外部的一些問(wèn)題。通過(guò)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)弧形閘門(mén)實(shí)現(xiàn)全天候、遠(yuǎn)程化監(jiān)測(cè)，大大縮減人力，提高閘門(mén)控制水平。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，需要滿(mǎn)足應(yīng)力監(jiān)測(cè)、流激振動(dòng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行姿態(tài)監(jiān)測(cè)等功能，為弧形閘門(mén)的運(yùn)行提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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