分析自動(dòng)化控制在啟閉機(jī)電控的應(yīng)用

楊林

【摘要】隨著社會(huì)的進(jìn)步，無論是人們生活用水還是農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水，量的需求都大幅度提升，因此渠道閘門迫切需要實(shí)現(xiàn)啟閉機(jī)自動(dòng)化控制，提高其運(yùn)行效率。本文將闡述渠道閘門系統(tǒng)構(gòu)成及其工作原理，以此為基礎(chǔ)分析自動(dòng)化控制在啟閉機(jī)電控的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化；啟閉機(jī)；水閘；應(yīng)用

水利是我國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是重要經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)水資源的需求不斷提高，對(duì)閘站啟閉機(jī)監(jiān)控而言，水閘電控自動(dòng)化水平直接關(guān)系著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。啟閉機(jī)電控應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，閘門實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化能明顯提升閘站運(yùn)行的響應(yīng)力，進(jìn)而準(zhǔn)確、及時(shí)地調(diào)節(jié)干口、支口流量；配水任務(wù)快速有效得以執(zhí)行，同傳統(tǒng)人力操作模式相比可明顯排除許多人為不準(zhǔn)確因素，供水準(zhǔn)確性提升，灌區(qū)水能使用率跟著提高，隨之帶來的是更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展，總的來說啟閉機(jī)電控自動(dòng)化是現(xiàn)代化高效準(zhǔn)確配水的必然要求。

1、系統(tǒng)構(gòu)成及運(yùn)行原理

水利工程是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，為順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，水利信息化、自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)水資源充分利用、優(yōu)化配置、統(tǒng)一管理的必然需求，渠道啟閉機(jī)現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化建設(shè)迫在眉睫，下面對(duì)一般渠道閘門系統(tǒng)構(gòu)成展開分析，為啟閉機(jī)電控應(yīng)用自動(dòng)化控制提供基礎(chǔ)條件。

1.1整體系統(tǒng)

整體系統(tǒng)包括主站控制級(jí)、現(xiàn)地控制單位兩個(gè)層級(jí)，其中主站控制級(jí)的重要責(zé)任是監(jiān)視與控制工作閘門、渠道機(jī)組、供配電設(shè)備、水閘、公共設(shè)施等；各個(gè)現(xiàn)地控制單位通過可編程序控制器等可靠性、性能強(qiáng)的設(shè)備對(duì)它所管轄地域水資源生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控，并通過輸出輸入接口和生產(chǎn)過程相連接，現(xiàn)地控制單位針對(duì)主站控制級(jí)而言具有一定的獨(dú)立性，能獨(dú)立直接完成生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)實(shí)際數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)預(yù)處理，對(duì)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有監(jiān)視調(diào)整、控制等作用。測(cè)控系統(tǒng)以某軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了完整系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制，水閘和渠道閘門可編程序控制器既能自成系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，又能通過總線實(shí)現(xiàn)相互通信，進(jìn)而形成完整的控制網(wǎng)絡(luò)。

1.2辦公自動(dòng)化系統(tǒng)

以渠道水閘辦公室各職能為基礎(chǔ)，對(duì)應(yīng)分配相應(yīng)的權(quán)限，在整個(gè)渠道水閘信息化系統(tǒng)里再共享實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，以便需要時(shí)搜索查詢，局部網(wǎng)絡(luò)外面再連接外設(shè)資源，比如數(shù)字化儀、掃描儀、打復(fù)印機(jī)等，實(shí)現(xiàn)重要信息文件共享，文件傳輸、電子信箱服務(wù)、信息發(fā)布、局部通訊服務(wù)等，隨著信息化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，還可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物資管理、財(cái)務(wù)電算化、公文流轉(zhuǎn)等。

1.3 Web的綜合信息發(fā)布系統(tǒng)

Web的綜合信息發(fā)布系統(tǒng)里面各個(gè)子系統(tǒng)相互間存在一定信息關(guān)聯(lián)性，又同時(shí)獨(dú)立存在，各個(gè)子系統(tǒng)由一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接匯總，并對(duì)整合信息進(jìn)行再整理和提煉，將挖掘的數(shù)據(jù)存放于庫(kù)中，能明顯降低信息的冗雜程度，進(jìn)一步體現(xiàn)了信息化、自動(dòng)化的科學(xué)性和可靠性。Web的綜合信息發(fā)布系統(tǒng)的開發(fā)以JAVA技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)構(gòu)成Web頁面，發(fā)布靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩部分信息，動(dòng)態(tài)頁面以圖形、數(shù)據(jù)、表格的形式顯示，實(shí)現(xiàn)了直觀又實(shí)時(shí)的顯示效果。

1.4圖像監(jiān)控系統(tǒng)

圖像監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)前使用頻率很高的視頻/數(shù)碼服務(wù)器，多攝影機(jī)實(shí)現(xiàn)了同步監(jiān)控，還包括視差互補(bǔ)、高畫質(zhì)動(dòng)態(tài)擷取視訊、運(yùn)程監(jiān)控、視訊補(bǔ)強(qiáng)、資料備份、視頻放大縮小、錄制顯示同步、多功能錄像（時(shí)間錄像、循環(huán)錄像）、支持一定影像格式等，同時(shí)還支持多規(guī)格攝影機(jī)。

2、 自動(dòng)化控制在啟閉機(jī)電控的應(yīng)用

2.1啟閉機(jī)閘體監(jiān)控提示

水閘自動(dòng)化控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)操作兩部分構(gòu)成，液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)操作部分，自帶以太接口向著遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送至閘門實(shí)時(shí)狀態(tài)；遠(yuǎn)程控制應(yīng)用中控DCS系統(tǒng)來接受并收集液壓控制系統(tǒng)所發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這樣使中央控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)啟閉機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)的監(jiān)視。

2.2水文、水情監(jiān)控和分析

這一部分使用以太網(wǎng)方式，將水情數(shù)據(jù)服務(wù)器和JX-300XDCS控制系統(tǒng)相連接，不同地域測(cè)得水文數(shù)據(jù)在中央控制室得到實(shí)時(shí)顯示，為水文數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算、分析打下了基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)和以太網(wǎng)都是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組成部分，在啟閉機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)里這些先進(jìn)的信息化、自動(dòng)化技術(shù)目前已經(jīng)得到一定程度應(yīng)用。

全以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，目前來講仍基本為混合結(jié)構(gòu)，如監(jiān)視站監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、可編程控制器等充當(dāng)控制設(shè)備。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用以太網(wǎng)卡接入交換式集線器或網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；PLC一種由以太網(wǎng)卡接入，一種通過交換式集線器轉(zhuǎn)換接入。

2.3配電房監(jiān)控

電量變送器采集到配電房電量參數(shù)，再連接控制站I/O卡件，中央控制室、應(yīng)變電站實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電流參數(shù)、電壓控制，同時(shí)具備有報(bào)警等功能。

2.4中心數(shù)據(jù)處理

液壓控制系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，并對(duì)啟閉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)分析，進(jìn)而判斷出閘門工作狀態(tài)。以水情數(shù)據(jù)庫(kù)顯示的實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)水情展開分析，再統(tǒng)計(jì)庫(kù)容、流量、雨量、氣溫、風(fēng)速、氣壓等，日統(tǒng)計(jì)、月統(tǒng)計(jì)以水文報(bào)表方式報(bào)出，統(tǒng)計(jì)配電房電壓、電流，并對(duì)其展開分析得到配電房工作狀態(tài)。

2.5 PIMS管理網(wǎng)絡(luò)及英特爾網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)

PIMS管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將多種運(yùn)行數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)、分析，并形成通用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)格式；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)生多種類相應(yīng)文件，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和通用保存文件結(jié)合分析，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還和上級(jí)管理系統(tǒng)有良好的路徑支持。

啟閉機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)中具備一定管理功能，如控制、監(jiān)控、保護(hù)等，各個(gè)數(shù)據(jù)處理的方法包括處理-存儲(chǔ)-分析-顯示，根據(jù)一定原理輔助決策，最后通過英特爾網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)將有關(guān)數(shù)據(jù)向管理部門發(fā)送；同時(shí)根據(jù)啟閉機(jī)工程管理需要，設(shè)置查詢等功能，可實(shí)現(xiàn)資料輸出，如打印。

結(jié)論：

綜上，啟閉機(jī)自動(dòng)化控制的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了渠道閘門自動(dòng)化監(jiān)視、監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行與管理狀態(tài)，能進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)性、智能性、可靠性及安全性，整個(gè)系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)，通過多設(shè)備協(xié)作監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)渠道閘門“無人或少人”的工作局面，且同樣能為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們生活需要提供需要的水資源需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂傳紅.對(duì)于啟閉機(jī)電控中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2013，（3）：87-89.

[2]侯海燕.閘門啟閉機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控實(shí)施方案[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2013，（12）：139-140.