閘門自動化監控系統在水利工程中的實際應用

王欣

河北省崗南水庫管理局 河北石家莊 050000

隨著計算機技術的不斷成熟，閘門啟閉機的自動化控制與監控已經在大型水利工程中得以普遍的應用。這也有效地提升了大型水利工程施工效率與質量。但是，在小型湖泊及水電站的建設中，受條件的限制，這種方法并沒有得到全面的普及。因此，用針對閘門啟閉機自動化控制與監控進行進一步深入探究，使其更好的為優化水資源而服務[1]。

1 閘門自動化監控系統的主要功能

首先，具有完善的控制功能，能實現對整個水利工程所有閘門的精準控制，比如對所有閘門的啟閉、應急處理等進行控制。其次，還能及時采集閘門運行參數和狀態信號，完善的閘門檢測系統必須要做好對閘門運行與狀態的及時監控，控制閘門開度，采集電度量，及時采集和控制閘門運行參數和狀態信號。第三，該系統具有人機聯系的功能，操作人員可通過人機界面獲取各個閘門工作狀態等關鍵信息，且操作簡單。第四，具有自我診斷、檢測的功能，即該系統在日常工作中可以對常見的問題進行自我診斷，判斷具體故障出現的位置并發出相應報警信號。同時自我診斷還能實現對閘門系統各個軟件的實時監控，可將起不到功能的軟件自動切換到其他備用軟件。

2 閘門自動化監控系統在水利工程中的實際應用

2.1 推進智能應用與實現信息共享

針對行業內對新技術應用不夠的問題，在智慧水利建設中大力推進信息新技術的廣泛應用。通過統一平臺、一網調度和智慧管理模式，實現行業內全過程、全覆蓋、全天候信息化建設，構成智慧水利體系。依托全市水務基礎設施信息資源，結合行業特點進行個性化發展，依托“水之云”“政務云”等智慧水網，實現水利部門不同專業的信息共享，提高行業管理和公共服務水平。

2.2 控制方案的確定

（1）控制器的選擇。在閘口啟閉機控制器上，最常見的兩種選擇，一是利用PLC 完成控制，二是利用單片機完成控制。但由于水利工程中，閘口啟閉機存在諸多輸入/輸出口。為了保證控制與監測的精準性，并且提高其便捷性，在控制器的選擇上，更加傾向于利用PLC 完成控制。（2）控制方案。在確定選擇利用PLC 進行控制后，應圍繞其展開控制方案設計。控制方案的主要要求是要滿足閘門啟閉機在正式運行后對電氣控制的需求。而在控制方案中，PLC 的意義在于有效地采集外部設備所傳達出的狀態信息，同時采集外界的模擬信號。另外，PLC 應做到結合實際情況完成設計優化，實現對啟閉機的實時控制，第一時間對其故障進行報警。除此之外，PLC 在接受到現場紛雜的信息與信號后，應將其轉化為操縱指令，實現對閘門啟閉的控制。同時，PLC 應實時監控閘門啟閉機的狀態，確保其運行過程中一直維持在安全、穩定的狀態[2]。

3.3 系統結構布置

水閘工程計算機監控系統結構主要是以分層分布式結構為主實現有效控制。現代化計算機監控系統由一套現地單元控制級別的PLC 和閘門控制PLC 構成，同時在控制室中安裝一套PLC，實現監控系統的有效控制。現地單元控制級PLC 主要采用現場總線的方式控制現場設備，包括多功能儀表等，更好地滿足實際需求。現地單元控制級PLC 主要是以環形工業級光纖以太網為主。一般情況下，主控室內會布置一臺服務器和兩臺監控主機，監控主機用于傳達相關的控制命令，起到對閘門狀態進行實時、有效控制的作用。PLC 的靈活運用可以實現對閘門、水位、水流等科學、合理的控制，保證數據的有效性。為更好地完成監測工作，還可根據現場實際情況，對系統結構進行優化，如將水位信號接入管理區域，確保水閘管理人員適時掌握水情信息。

3.4 完善自動化系統不足

當前水閘自動化檢測方面仍然存在不足，應該根據此種情況來對系統進行科學調整與創新，創建水庫的綜合監管和調度系統，結合現存資源來對調度指令和閘門啟閉的相關數據進行匯總處理，以提高系統信息的創建水平，為抗洪防汛、科學調度提供重要的基礎支撐。對于系統已經明顯呈現老化的情況，要根據電子設備的實際特征來進行優化或者更換。目前很多的水閘系統都是借助ISDN 來完成線路連接的，但由于其穩定性差，經常會出現掉線等問題，需要對其進行改善，應用SDH 可以極大地提升監測數據。除此之外，還要組建專門的檢修維護隊伍來對水閘自動化系統進行科學維護，立足于故障點，制定完善的解決方案，讓自動化系統能夠保持高效、穩定運行，提高自動化效果[3]。

4 結語

綜上所述，隨著社會主義現代化建設水平的不斷提升以及經濟發展速度的加快，水利工程在推動國家建設方面起著越來越重要的作用。而閘門自動化監控系統是其中重要的環節，該系統利用自動化技術可實現對水利工程施工現場的監督控制，及時發現水利工程建設和運行中存在的問題并進行改正。相關單位必須加強閘門自動化監控系統的安裝作業，強化對系統各部件的了解，有效利用相關設備設施，充分發揮系統實時性、可靠性、可維護性和安全性等優勢。在未來還需要加強對該系統有關設備技術的創新，進一步提升閘門自動化監控系統在水利工程建設中的應用效果[4]。