閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)在板橋水庫中的應(yīng)用

□王 力 □王興坡 □關(guān) 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(tǒng)自1994年投入使用至今已經(jīng)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(jiān)控圖像，并且將相關(guān)的信息由現(xiàn)地傳輸至管理部門，原控制系統(tǒng)已不能滿足泄洪搶險的需要。板橋水庫閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)由閘門自動控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、廊道排水控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)上傳板橋水庫管理局系統(tǒng)組成。

2.板橋水庫自動化控制系統(tǒng)的主要功能

2.1 監(jiān)測功能

閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件以WindowsXP/2000/NT為操作平臺，通過動態(tài)圖形等應(yīng)用程序來控制設(shè)備的運行狀態(tài)，對控制效果進行實時和歷史性監(jiān)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(shù)據(jù)庫管理、全閘門監(jiān)控、歷史曲線和報表，并嵌以動態(tài)數(shù)據(jù)，顯示圖中各監(jiān)控點狀態(tài)。

2.2 控制功能

運行人員通過密碼登錄的方式在監(jiān)控軟件上通過對圖形的操作，既可以完成對現(xiàn)場設(shè)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(biāo)準(zhǔn)大容量存儲器建立數(shù)據(jù)庫，對具有研究和分析價值、應(yīng)長期保存的測量記錄，運行計算設(shè)定智能儲存，可形成曲線圖并且具備打印功能。系統(tǒng)軟件可提供匯總報告，作為系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視和管理的依據(jù)。

3.閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備

3.1 監(jiān)控室

監(jiān)控室是自動化監(jiān)控系統(tǒng)的核心，由計算機、硬盤錄像機、全數(shù)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(wǎng)相連。整個溢流壩段所受監(jiān)控的機器設(shè)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(xiàn)地控制柜

現(xiàn)地控制柜是控制系統(tǒng)中現(xiàn)場機電設(shè)備的控制器，是一個完整的子系統(tǒng)，自身的軟、硬件能完成獨立運行，不會受到網(wǎng)絡(luò)和其它控制器故障的影響。在運行的過程中，出現(xiàn)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(xiàn)地操作（有手動操作和觸摸屏操作），二是遠(yuǎn)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(yīng)的軟件技術(shù)，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(shù)字顯示、繼電器觸點輸出。它只需4個按鍵即可完成報警數(shù)據(jù)預(yù)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(yīng)軟件技術(shù)，可配用JB系列水位傳感器進行水位測量，同樣具有數(shù)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(zhuǎn)的攝像儀和4個遠(yuǎn)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(jiān)控，實現(xiàn)24h不間斷的監(jiān)控，并儲存到硬盤錄像機內(nèi)存中，通過控制器進行歷史查閱。

4.板橋水庫閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的特點

4.1 溢流壩閘門自動化控制系統(tǒng)采用計算機和監(jiān)控設(shè)備相連的監(jiān)控方式

溢流壩閘門自動化控制系統(tǒng)設(shè)有獨立的集中控制中心，形成功能完善的、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的控制系統(tǒng)。中控室設(shè)置2臺互為熱備的工控機、1臺打印機、1套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、1套UPS交流不停電電源。現(xiàn)地控制柜設(shè)有9個溢流壩閘門LCU（含控制單元和驅(qū)動單元）。

4.2 溢流壩閘門監(jiān)控系統(tǒng)分主控制室和各控制單元

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

4.3 各現(xiàn)地控制單元均采用可編程序控制器，且具有自診斷功能

當(dāng)主控制級計算機發(fā)生故障，仍可通過LCU的觸摸屏、控制開關(guān)、按鈕、信號燈、表計或鍵盤等設(shè)備對各現(xiàn)地設(shè)備進行操作和監(jiān)控。

4.4 溢流壩閘門監(jiān)控系統(tǒng)支持會商室終端功能

在會商室可以顯示相應(yīng)的測控界面，在會商室留有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口，以支持上級單位遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計算機用戶連接。

4.5 整個系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)是一個整體的復(fù)雜的系統(tǒng)，需要較多的投資，實施過程中堅持“總體設(shè)計，分部實施，循序漸進，由點到面“的原則，并充分利用現(xiàn)有設(shè)備現(xiàn)成新系統(tǒng)。