閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的實際應(yīng)用

王欣

河北省崗南水庫管理局 河北石家莊 050000

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，閘門啟閉機(jī)的自動化控制與監(jiān)控已經(jīng)在大型水利工程中得以普遍的應(yīng)用。這也有效地提升了大型水利工程施工效率與質(zhì)量。但是，在小型湖泊及水電站的建設(shè)中，受條件的限制，這種方法并沒有得到全面的普及。因此，用針對閘門啟閉機(jī)自動化控制與監(jiān)控進(jìn)行進(jìn)一步深入探究，使其更好的為優(yōu)化水資源而服務(wù)[1]。

1 閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

首先，具有完善的控制功能，能實現(xiàn)對整個水利工程所有閘門的精準(zhǔn)控制，比如對所有閘門的啟閉、應(yīng)急處理等進(jìn)行控制。其次，還能及時采集閘門運行參數(shù)和狀態(tài)信號，完善的閘門檢測系統(tǒng)必須要做好對閘門運行與狀態(tài)的及時監(jiān)控，控制閘門開度，采集電度量，及時采集和控制閘門運行參數(shù)和狀態(tài)信號。第三，該系統(tǒng)具有人機(jī)聯(lián)系的功能，操作人員可通過人機(jī)界面獲取各個閘門工作狀態(tài)等關(guān)鍵信息，且操作簡單。第四，具有自我診斷、檢測的功能，即該系統(tǒng)在日常工作中可以對常見的問題進(jìn)行自我診斷，判斷具體故障出現(xiàn)的位置并發(fā)出相應(yīng)報警信號。同時自我診斷還能實現(xiàn)對閘門系統(tǒng)各個軟件的實時監(jiān)控，可將起不到功能的軟件自動切換到其他備用軟件。

2 閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的實際應(yīng)用

2.1 推進(jìn)智能應(yīng)用與實現(xiàn)信息共享

針對行業(yè)內(nèi)對新技術(shù)應(yīng)用不夠的問題，在智慧水利建設(shè)中大力推進(jìn)信息新技術(shù)的廣泛應(yīng)用。通過統(tǒng)一平臺、一網(wǎng)調(diào)度和智慧管理模式，實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)全過程、全覆蓋、全天候信息化建設(shè)，構(gòu)成智慧水利體系。依托全市水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施信息資源，結(jié)合行業(yè)特點進(jìn)行個性化發(fā)展，依托“水之云”“政務(wù)云”等智慧水網(wǎng)，實現(xiàn)水利部門不同專業(yè)的信息共享，提高行業(yè)管理和公共服務(wù)水平。

2.2 控制方案的確定

（1）控制器的選擇。在閘口啟閉機(jī)控制器上，最常見的兩種選擇，一是利用PLC 完成控制，二是利用單片機(jī)完成控制。但由于水利工程中，閘口啟閉機(jī)存在諸多輸入/輸出口。為了保證控制與監(jiān)測的精準(zhǔn)性，并且提高其便捷性，在控制器的選擇上，更加傾向于利用PLC 完成控制。（2）控制方案。在確定選擇利用PLC 進(jìn)行控制后，應(yīng)圍繞其展開控制方案設(shè)計?？刂品桨傅闹饕笫且獫M足閘門啟閉機(jī)在正式運行后對電氣控制的需求。而在控制方案中，PLC 的意義在于有效地采集外部設(shè)備所傳達(dá)出的狀態(tài)信息，同時采集外界的模擬信號。另外，PLC 應(yīng)做到結(jié)合實際情況完成設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)對啟閉機(jī)的實時控制，第一時間對其故障進(jìn)行報警。除此之外，PLC 在接受到現(xiàn)場紛雜的信息與信號后，應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為操縱指令，實現(xiàn)對閘門啟閉的控制。同時，PLC 應(yīng)實時監(jiān)控閘門啟閉機(jī)的狀態(tài)，確保其運行過程中一直維持在安全、穩(wěn)定的狀態(tài)[2]。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置

水閘工程計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是以分層分布式結(jié)構(gòu)為主實現(xiàn)有效控制?，F(xiàn)代化計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由一套現(xiàn)地單元控制級別的PLC 和閘門控制PLC 構(gòu)成，同時在控制室中安裝一套PLC，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的有效控制。現(xiàn)地單元控制級PLC 主要采用現(xiàn)場總線的方式控制現(xiàn)場設(shè)備，包括多功能儀表等，更好地滿足實際需求?，F(xiàn)地單元控制級PLC 主要是以環(huán)形工業(yè)級光纖以太網(wǎng)為主。一般情況下，主控室內(nèi)會布置一臺服務(wù)器和兩臺監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)用于傳達(dá)相關(guān)的控制命令，起到對閘門狀態(tài)進(jìn)行實時、有效控制的作用。PLC 的靈活運用可以實現(xiàn)對閘門、水位、水流等科學(xué)、合理的控制，保證數(shù)據(jù)的有效性。為更好地完成監(jiān)測工作，還可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如將水位信號接入管理區(qū)域，確保水閘管理人員適時掌握水情信息。

3.4 完善自動化系統(tǒng)不足

當(dāng)前水閘自動化檢測方面仍然存在不足，應(yīng)該根據(jù)此種情況來對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整與創(chuàng)新，創(chuàng)建水庫的綜合監(jiān)管和調(diào)度系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)存資源來對調(diào)度指令和閘門啟閉的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，以提高系統(tǒng)信息的創(chuàng)建水平，為抗洪防汛、科學(xué)調(diào)度提供重要的基礎(chǔ)支撐。對于系統(tǒng)已經(jīng)明顯呈現(xiàn)老化的情況，要根據(jù)電子設(shè)備的實際特征來進(jìn)行優(yōu)化或者更換。目前很多的水閘系統(tǒng)都是借助ISDN 來完成線路連接的，但由于其穩(wěn)定性差，經(jīng)常會出現(xiàn)掉線等問題，需要對其進(jìn)行改善，應(yīng)用SDH 可以極大地提升監(jiān)測數(shù)據(jù)。除此之外，還要組建專門的檢修維護(hù)隊伍來對水閘自動化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)維護(hù)，立足于故障點，制定完善的解決方案，讓自動化系統(tǒng)能夠保持高效、穩(wěn)定運行，提高自動化效果[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會主義現(xiàn)代化建設(shè)水平的不斷提升以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，水利工程在推動國家建設(shè)方面起著越來越重要的作用。而閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)是其中重要的環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)利用自動化技術(shù)可實現(xiàn)對水利工程施工現(xiàn)場的監(jiān)督控制，及時發(fā)現(xiàn)水利工程建設(shè)和運行中存在的問題并進(jìn)行改正。相關(guān)單位必須加強閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的安裝作業(yè)，強化對系統(tǒng)各部件的了解，有效利用相關(guān)設(shè)備設(shè)施，充分發(fā)揮系統(tǒng)實時性、可靠性、可維護(hù)性和安全性等優(yōu)勢。在未來還需要加強對該系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備技術(shù)的創(chuàng)新，進(jìn)一步提升閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用效果[4]。