閘門自動化監控系統在板橋水庫中的應用

□王 力 □王興坡 □關 林（板橋水庫管理局）

1.工程概況

板橋水庫溢流壩閘門共有9孔閘門（含1底孔）和2臺廊道集水井排水泵。其原控制系統自1994年投入使用至今已經老化，安全和可靠性能大大降低。同時不能提供控制操作的視頻監控圖像，并且將相關的信息由現地傳輸至管理部門，原控制系統已不能滿足泄洪搶險的需要。板橋水庫閘門自動化監控系統由閘門自動控制系統、視頻監控系統、廊道排水控制系統及數據上傳板橋水庫管理局系統組成。

2.板橋水庫自動化控制系統的主要功能

2.1 監測功能

閘門自動化監控系統的監控軟件以WindowsXP/2000/NT為操作平臺，通過動態圖形等應用程序來控制設備的運行狀態，對控制效果進行實時和歷史性監測。圖形化操作界面可以提供日志查看、事件查看、報警查看、操作員管理、數據庫管理、全閘門監控、歷史曲線和報表，并嵌以動態數據，顯示圖中各監控點狀態。

2.2 控制功能

運行人員通過密碼登錄的方式在監控軟件上通過對圖形的操作，既可以完成對現場設備的手動控制（如廊道集水井排水泵的啟停控制）,亦可進行自動運行方式的控制（如閘門開啟高度的控制）。

2.3 管理功能

采用通用標準大容量存儲器建立數據庫，對具有研究和分析價值、應長期保存的測量記錄，運行計算設定智能儲存，可形成曲線圖并且具備打印功能。系統軟件可提供匯總報告，作為系統運行狀態監視和管理的依據。

3.閘門自動化監控系統的主要設備

3.1 監控室

監控室是自動化監控系統的核心，由計算機、硬盤錄像機、全數字光端機、彩色大屏幕顯示器、LED顯示屏等組成。它可以直接和以太網相連。整個溢流壩段所受監控的機器設備和外來人員都在這里集中顯示，便于管理人員及時做出管理。

3.2 現地控制柜

現地控制柜是控制系統中現場機電設備的控制器，是一個完整的子系統，自身的軟、硬件能完成獨立運行，不會受到網絡和其它控制器故障的影響。在運行的過程中，出現的故障會以鳴叫的方式提示用戶，它有幾種操作的方式可供選擇：一是現地操作（有手動操作和觸摸屏操作），二是遠方計算機操作。

3.3 荷重測控儀

門開度荷重測控儀采用先進的單片機系列及配套器件和相應的軟件技術，配用JB-2開度傳感器進行閘門的開度測量，配用荷重傳感器可完成閘門荷重的測量，且具有數字顯示、繼電器觸點輸出。它只需4個按鍵即可完成報警數據預置，同時具有斷電記憶功能。

3.4 水位測量儀

水位測量儀采用先進的單片機系列及配套器材和相應軟件技術，可配用JB系列水位傳感器進行水位測量，同樣具有數字顯示、繼電器觸點輸出功能。

3.5 攝像儀

攝像儀由9個可360°旋轉的攝像儀和4個遠紅外攝像儀組成，分別對深井泵集水井、閘室卷揚機、輸水建筑物等進行監控，實現24h不間斷的監控，并儲存到硬盤錄像機內存中，通過控制器進行歷史查閱。

4.板橋水庫閘門自動化監控系統的特點

4.1 溢流壩閘門自動化控制系統采用計算機和監控設備相連的監控方式

溢流壩閘門自動化控制系統設有獨立的集中控制中心，形成功能完善的、統一協調的控制系統。中控室設置2臺互為熱備的工控機、1臺打印機、1套網絡設備、1套UPS交流不停電電源。現地控制柜設有9個溢流壩閘門LCU（含控制單元和驅動單元）。

4.2 溢流壩閘門監控系統分主控制室和各控制單元

兩控制室采用高可靠的ModBUS＋協議的CAN總線連接，支持設備故障時自動由總線脫離；系統采用容錯設計，不會因為任何一臺機器發生故障而引起系統誤操作。各LCU也不會因主控級發生故障而影響LCU各自的監控功能。

4.3 各現地控制單元均采用可編程序控制器，且具有自診斷功能

當主控制級計算機發生故障，仍可通過LCU的觸摸屏、控制開關、按鈕、信號燈、表計或鍵盤等設備對各現地設備進行操作和監控。

4.4 溢流壩閘門監控系統支持會商室終端功能

在會商室可以顯示相應的測控界面，在會商室留有相應的網絡接口，以支持上級單位遠程網絡計算機用戶連接。

4.5 整個系統安全可靠，可維護性好，先進并便于擴充

板橋水庫閘門自動化監控系統是一個整體的復雜的系統，需要較多的投資，實施過程中堅持“總體設計，分部實施，循序漸進，由點到面“的原則，并充分利用現有設備現成新系統。