水利工程中閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

張小敏

摘要：閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效提高水利工程建設(shè)質(zhì)量，并在很大程度上完善了水利工程閘門系統(tǒng)，使得水利工程閘門控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化及遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高水利工程閘門操作的安全性及可靠性。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用還大大減少了水利工程建設(shè)的人工勞動(dòng)量、勞動(dòng)強(qiáng)度等，降低工程建設(shè)成本，提高水利工程經(jīng)濟(jì)效益，這對(duì)水利工程建設(shè)的持續(xù)性發(fā)展非常有利，由此可見閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的重要性。

關(guān)鍵詞：水利工程;閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng);重要性;應(yīng)用分析

閘門自動(dòng)化監(jiān)控系是目前應(yīng)用頻率較高的一種自動(dòng)化技術(shù)，已經(jīng)在水利工程建設(shè)領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用效果，大大提高了水利工程質(zhì)量及自動(dòng)化水平。閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅有閘門監(jiān)控系統(tǒng)，還有PLC現(xiàn)場(chǎng)控制單元、集中控制單元等，所以具有很強(qiáng)的自動(dòng)化控制性能，將之應(yīng)用于水利工程閘門控制，不僅能夠有效提高其閘門自動(dòng)化控制水平，還能夠有效保證整個(gè)水利工程的質(zhì)量，并促進(jìn)水利工程建筑行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。

1閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1閘門監(jiān)控系統(tǒng)

閘門控制系統(tǒng)是閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，由卷?yè)P(yáng)機(jī)提供動(dòng)力，卷?yè)P(yáng)機(jī)不僅精確度高，其數(shù)據(jù)傳輸速度也非?？?，所以很多水利工程的閘門控制系統(tǒng)都選用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力供應(yīng)及數(shù)據(jù)傳輸[1]。旋轉(zhuǎn)編碼器是數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵，很多卷?yè)P(yáng)機(jī)都會(huì)配套相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)編碼器，其目的就是在提供動(dòng)力的過(guò)程中將相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳?zhǔn)的格雷碼，然后傳輸?shù)介l門監(jiān)控系統(tǒng)中的PLC元件上，最后采集位置信息并實(shí)時(shí)反饋。

1.2PLC現(xiàn)場(chǎng)控制單元

PLC技術(shù)是實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)控制的核心技術(shù)，幾乎所有水利工程閘門監(jiān)控系統(tǒng)都應(yīng)用到PLC技術(shù)。在PLC技術(shù)下閘門控制系統(tǒng)能夠接收準(zhǔn)確的格雷碼，然后將準(zhǔn)確的閘門位置傳輸出去，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門的準(zhǔn)確啟閉。PLC技術(shù)還能夠準(zhǔn)確反映閘門啟閉狀態(tài)、水位情況等，并以文字圖片的形式顯示出來(lái)，以便于相關(guān)工作人員進(jìn)行操作，同時(shí)還具有報(bào)警功能，在遇到危險(xiǎn)時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警[2]。

1.3集中控制單元

集中控制單元能夠?qū)崿F(xiàn)多元化操作，因?yàn)榧锌刂茊卧嫌泻芏嗖僮靼粹o且對(duì)應(yīng)不同的操作程序，相關(guān)工作人員只需要對(duì)集中控制單元上的不同操作程序下達(dá)執(zhí)行命令就能夠智能化、自動(dòng)化操作。

2閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要功能及其對(duì)水利工程的重要性

2.1主要功能

第一，控制功能。能精準(zhǔn)控制水利工程的所有閘門，包括閘門啟閉、應(yīng)急處理等;第二，數(shù)據(jù)采集功能。能及時(shí)采集閘門運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)信號(hào)、點(diǎn)度量等，為完善閘門檢測(cè)系統(tǒng)提供可靠依據(jù);第三，人機(jī)聯(lián)系功能。操作人員通過(guò)人機(jī)界面就可以對(duì)閘門進(jìn)行控制，并獲取關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制;第四，自我診斷、檢測(cè)功能[3]。在PLC技術(shù)及集中控制單元影響下，系統(tǒng)能夠自我診斷和判斷故障位置，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2.2對(duì)水利工程的重要性

第一，能夠滿足各種水利工程建設(shè)需要，例如降低地勢(shì)復(fù)雜環(huán)境中水利工程的建設(shè)難度，減少水利工程建設(shè)中造成的水資源污染等問(wèn)題，同時(shí)還提高了水資源利用率及水利工程建設(shè)質(zhì)量;第二，能夠?qū)崿F(xiàn)水利工程建設(shè)自動(dòng)化，促進(jìn)必水利工程可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了水資源共享，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展;第三，能夠降低水利工程建設(shè)成本。在閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的影響下，很多施工環(huán)節(jié)都可以直接通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)下達(dá)命令，然后就會(huì)在自動(dòng)化技術(shù)影響下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，減少各種勞動(dòng)力的投入，并減少因?yàn)槿斯げ僮鲗?dǎo)致的施工問(wèn)題發(fā)生，進(jìn)而降低水利工程建設(shè)成本。

此外，在自動(dòng)化技術(shù)的支持下，閘門監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制、夜間自動(dòng)化、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)取?/p>

3閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的具體應(yīng)用措施

3.1利用閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)智慧水利

首先，結(jié)合信息技術(shù)及智能技術(shù)完善閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的智能化控制及信息化控制功能，然后在該基礎(chǔ)上建立水利工程數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程建設(shè)各環(huán)節(jié)信息的共享，既有效監(jiān)督和控制水利工程建設(shè)全過(guò)程質(zhì)量，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)智慧水利的建設(shè)[4]。其次，引進(jìn)統(tǒng)一平臺(tái)、一網(wǎng)調(diào)度和智慧管理等監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行模式及管理模式，讓自動(dòng)化監(jiān)控覆蓋水利工程全過(guò)程，構(gòu)成智慧水利體系，同時(shí)還可以依托信息資源及智慧水網(wǎng)（“水之云”“政務(wù)云”等）構(gòu)建信息共享平臺(tái)，讓不同部門不同工作人員都能夠共享信息，提高水利工程信息化、自動(dòng)化水平。

3.2合理選擇控制器

常見的控制器包括PLC現(xiàn)場(chǎng)控制器及單片機(jī)控制器，水利工程中閘口啟閉機(jī)有多個(gè)輸入口和輸出口，所以為保證能夠高精準(zhǔn)度地控制輸入和輸出，很多施工技術(shù)人員都優(yōu)先選擇便捷性好、控制精準(zhǔn)度高的PLC現(xiàn)場(chǎng)控制器。具體應(yīng)用如下：首先，根據(jù)電氣控制需求選擇閘門啟閉機(jī)，然后在該基礎(chǔ)上選擇不同型號(hào)的PLC控制器及外部設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同狀態(tài)信號(hào)的采集及高精準(zhǔn)度處理;其次，結(jié)合實(shí)際情況完成設(shè)計(jì)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)啟閉機(jī)的實(shí)時(shí)控制，第一時(shí)間對(duì)其故障進(jìn)行報(bào)警。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置

多數(shù)水閘工程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)由一套單元控制級(jí)別的PLC和閘門控制，如果在控制室中安裝一套PLC則能夠有效監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)地單元控制級(jí)PLC的控制原理在于利用現(xiàn)場(chǎng)總線控制現(xiàn)場(chǎng)多功能儀表等設(shè)備，然后在工業(yè)級(jí)光纖以太網(wǎng)的支持下實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，更能夠有效采集、分析和處理水位、水流等數(shù)據(jù)信息，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供依據(jù)[5]。

此外，為保證閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠持續(xù)性運(yùn)行，還需要根據(jù)現(xiàn)有的問(wèn)題不斷完善和優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)不足，例如可結(jié)合現(xiàn)存資源匯總處理調(diào)度指令和閘門啟閉相關(guān)數(shù)據(jù)，并在該基礎(chǔ)上完善系統(tǒng)的抗洪防汛功能、自動(dòng)檢修功能等，提高自動(dòng)化效果。

結(jié)語(yǔ)

總之，閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)中，能夠在有效提高水利工程閘門控制自動(dòng)化水平的同時(shí)，有效保證和提高水利工程質(zhì)量，對(duì)水利工程建設(shè)領(lǐng)域健康化、自動(dòng)化發(fā)展起到了不可代替的促進(jìn)作用。閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用還能夠?qū)λこ陶麄€(gè)施工過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)督和控制，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決水利工程建設(shè)問(wèn)題，提高水利工程質(zhì)量及運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性，進(jìn)一步證實(shí)了在水利工程中應(yīng)用閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)是非常必要和重要的。所以上文先對(duì)閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其重要性的了解，分析了閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]王利華.閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的應(yīng)用[J].魅力中國(guó)，2021 （9）：443-444.

[2]崔高麓.閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2020，48（11）：168-170.

[3]王巖，尚振蘭，周威.閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的實(shí)際應(yīng)用[J].智能城市，2020，6（3）：187-188.

[4]王欣.閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的實(shí)際應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量， 2020（22）：298.

[5]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.