閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程中的研究與應(yīng)用

摘 要：在水利中，傳統(tǒng)的閘門(mén)系統(tǒng)是通過(guò)簡(jiǎn)單地手動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)閘門(mén)的控制功能的，但這種簡(jiǎn)單地閘門(mén)控制方式已經(jīng)難以滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求。因?yàn)樵诋?dāng)今的社會(huì)中，經(jīng)濟(jì)不斷的進(jìn)步，科技技術(shù)不斷的發(fā)展，所以在水利管理的過(guò)程中也不斷地融入了高科技的元素，計(jì)算機(jī)操做平臺(tái)逐漸代替了傳統(tǒng)的人力操作。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的閘門(mén)系統(tǒng)將不再適用，所以必須對(duì)傳統(tǒng)的閘門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行改造，加入自動(dòng)化的元素，這樣就構(gòu)成了全新監(jiān)控系統(tǒng)——閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)。閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)在很大的程度上提高了安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)；水利；研究與應(yīng)用

前言

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，加快了社會(huì)的進(jìn)步，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在日常生活中，隨處都可以見(jiàn)到科技進(jìn)步帶來(lái)的重大成果。如在水利工程中，傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)式的控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足于社會(huì)的發(fā)展需要，傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)式的控制系統(tǒng)無(wú)論在操作的安全性還是操作的便捷性上都不能很好的保證。新的閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)融入了科學(xué)技術(shù)的元素，與計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)相配合，實(shí)現(xiàn)了閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操做，大大提高了水利工作者工作的安全型，同時(shí)也將我國(guó)的水利工程向現(xiàn)代化的方向推進(jìn)了一步。

1 閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

整個(gè)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)有很多的部分組成，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，但是各個(gè)系統(tǒng)單元在整個(gè)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的控制下有序的完成各自的工作。各個(gè)操做單元分別完成集中控制、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行、采集閘門(mén)所處位置的數(shù)據(jù)、采集水位數(shù)據(jù)的一系列的工作。

1.1 閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)。閘門(mén)的動(dòng)力來(lái)自于卷?yè)P(yáng)機(jī)，在位置采集元件中使用旋轉(zhuǎn)式的編碼器，這種旋轉(zhuǎn)式的編碼器精度非常的高，充分的保證了傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。電機(jī)轉(zhuǎn)軸的啟閉位置可以間接地反映出閘門(mén)所處的位置，旋轉(zhuǎn)編碼器會(huì)捕獲電機(jī)轉(zhuǎn)軸的啟閉位置，并將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為以二進(jìn)制形式表示的格雷碼，閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)中的PLC元件會(huì)接收這種二進(jìn)制形式的格雷碼，并且將其作為閘門(mén)的精確位置進(jìn)行信號(hào)的下一步傳送。位置采集及反饋單元的進(jìn)準(zhǔn)度都非常的高。

1.2 采用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制單元。采用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制單元，PLC控制單元是一個(gè)很重要的部分，它作為現(xiàn)地控制的一個(gè)核心的部分，在實(shí)行現(xiàn)地控制的過(guò)程中起著重要的作用。PLC單元具有高度的精確性，它可以準(zhǔn)確的接收二進(jìn)制形式的格雷碼，并且將其作為閘門(mén)的精確位置進(jìn)行信號(hào)的下一步傳送。從而準(zhǔn)確的計(jì)算閘門(mén)所處的位置，完成準(zhǔn)確控制啟閉電動(dòng)機(jī)來(lái)完成開(kāi)啟和關(guān)閉閘門(mén)的工作。對(duì)于PLC控制單元的具體運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)為：PLC控制單元具有液晶顯示屏，在液晶顯示屏上會(huì)顯示一些圖片和文字，這些圖片和文字可以準(zhǔn)確的反映閘門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)、水位的情況、執(zhí)行下泄操作時(shí)水的流量的工作狀態(tài)。并且在PLC控制單元上分為不同的操作按鈕，不同的操作按鈕分別代表不同的操作程序，如現(xiàn)地、遠(yuǎn)動(dòng)等操作程序，不同的操作程序分別獨(dú)立的運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)閘門(mén)操作系統(tǒng)的正常運(yùn)行。與此同時(shí)PLC控制單元還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于閘門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)整定。而且PLC控制單元的安全系數(shù)非常的高，具有完善的報(bào)警程序，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，PLC控制單元就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警程序，完成及時(shí)的報(bào)警。

1.3 集中控制單元。在閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置有集中控制單元，集中控制單元的數(shù)目在兩個(gè)左右集中控制單元具有液晶顯示屏，在液晶顯示屏上會(huì)顯示一些圖片和文字，這些圖片和文字可以準(zhǔn)確的反映各個(gè)閘門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)、水位的情況、水的流量的等工作狀態(tài)。并且在集中控制單元上分為不同的操作按鈕，不同的操作按鈕分別代表不同的操作程序和不同的命令。操作人員在進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中，可以在集中控制單元上選擇不同的操作方式，如手動(dòng)操作、自動(dòng)操作等。在自動(dòng)進(jìn)行操作的程序中，是非常智能化的，操作人員只需要事先在閘門(mén)操作系統(tǒng)中輸入一定的數(shù)值，然后取得運(yùn)行部門(mén)的數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)閘門(mén)操作系統(tǒng)的自動(dòng)化操作。

2 閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能

閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該可以實(shí)時(shí)并且準(zhǔn)確的對(duì)監(jiān)控對(duì)象實(shí)行監(jiān)控，并且將監(jiān)測(cè)得到的結(jié)果及時(shí)的傳遞個(gè)操作人員，并且自行的對(duì)監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合，從而更好地執(zhí)行閘門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉工作。

2.1 完善的閘門(mén)控制功能。完善的閘門(mén)控制功能必須做到可以準(zhǔn)確的對(duì)整個(gè)水利系統(tǒng)的所有的閘門(mén)進(jìn)行控制，準(zhǔn)確的控制整個(gè)水利系統(tǒng)所有閘門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，做好應(yīng)對(duì)緊急事故的應(yīng)急工作。

2.2 可以及時(shí)的對(duì)閘門(mén)的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行采集和控制。一個(gè)完善的閘門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)的控制功能必須要做到對(duì)閘門(mén)的運(yùn)行和狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控，對(duì)閘門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行控制，采集其電度量，并且及時(shí)的對(duì)閘門(mén)的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行采集和控制，完成信號(hào)的傳輸工作。

2.3 人機(jī)聯(lián)系的功能。一個(gè)完善的閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)必須做好人機(jī)聯(lián)系的工作，人機(jī)聯(lián)系的工作涉及到閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)部分，具體的有：閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、采用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制的單元、集中控制單元。人機(jī)聯(lián)系主要依靠人機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)，閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的操作人員可以通過(guò)人機(jī)界面獲取由閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)控制的各個(gè)閘門(mén)的工作狀態(tài)，想要獲取想要得到的關(guān)鍵信息時(shí)，僅需要進(jìn)行簡(jiǎn)單地鼠標(biāo)操作就可以實(shí)現(xiàn)，并且可以完成對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)的打印工作。

2.4 自診斷的功能。閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)在日常運(yùn)行的過(guò)程中，難免不出現(xiàn)一些運(yùn)行中的問(wèn)題。所以閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具有自診斷的功能，所以在閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)該具有自動(dòng)報(bào)警的程序，當(dāng)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生一些運(yùn)行的問(wèn)題或者相關(guān)的故障時(shí)，閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)可以自行的檢測(cè)出產(chǎn)生故障的部位并且及時(shí)的發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。并且自診斷還應(yīng)該具有對(duì)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，對(duì)于一些暫時(shí)起不到功能的軟件可以自動(dòng)的將其切換到備用軟件的行列。

3 我國(guó)建立閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于水利工程的必要性

3.1 建立閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)可以滿(mǎn)足我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化水利工程的需求。建立閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)是保證我國(guó)的現(xiàn)代化水利迫在眉睫需要解決的問(wèn)題。我國(guó)具有復(fù)雜的地理形勢(shì)，河流和湖泊的分布也非常的復(fù)雜，盡管我國(guó)境內(nèi)的河流很多，水資源相對(duì)的很豐富，但是由于環(huán)境的不斷破壞，水資源污染相當(dāng)?shù)膰?yán)重，所以對(duì)水資源進(jìn)行建立閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化水利的保護(hù)有著非常重要的發(fā)展意義。因此必須要將水資源的保護(hù)充分提上日程，更好的治理水資源。所以就要在傳統(tǒng)水利的基礎(chǔ)上不斷的融入新的科學(xué)技術(shù)，科學(xué)治水，對(duì)其進(jìn)行建立健全閘門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)與利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的充分利用。

3.2 建立閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)可以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水利資源共享。水資源是一種信息，它關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此充分的獲取水資源的相關(guān)信息，利用水資源的信息來(lái)完成科學(xué)的規(guī)劃具有非常重要的意義，因此就要對(duì)水資源進(jìn)行建立健全閘門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源信息的采集。雖然現(xiàn)在的很多水資源的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)之間交集甚少，達(dá)不到很好的資源共享，這主要是閘門(mén)的監(jiān)測(cè)方法的不科學(xué)，所以建立閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)可以很好的解決以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)部門(mén)之間數(shù)據(jù)共享，更好的完成我國(guó)水資源的監(jiān)測(cè)工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步為我國(guó)的水利監(jiān)測(cè)工作做出了很大的貢獻(xiàn)，閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的建立融入了很多的科學(xué)元素，使水利系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行的更加的便利，更加的準(zhǔn)確，而且在很大程度上提高了監(jiān)測(cè)的安全性和可靠性。相信隨著閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的不斷完善，我國(guó)的水資源的浪費(fèi)情況會(huì)得到應(yīng)有的解決，從而在很大的程度上緩解我國(guó)的水資源危機(jī)，避免水資源的浪費(fèi)，使我國(guó)的水利監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸的達(dá)到世界的先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]范逸之.VISualBasiC與分布式監(jiān)控系統(tǒng)——RS232/485通信[M].清華大學(xué)出版社，2012，1.

[2]烏仔寬明.單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)一數(shù)據(jù)傳輸接口器件分冊(cè)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2011，5.