安徽省水利闸门群集中自动监控系统的设计

陈永涛

水利工程不只正在防汛、抗旱取抢险上阐扬要害做用，而且还可以运用先进的信息技术，真现对水资源的科学打点取折法操做。安徽省水流复纯、河流寡多、洪涝灾害频繁，水利工程建立打点和防汛抗旱任务极重，而水利闸站根柢上都运用传统的控制方式：人工不雅视察支罗数据、报告运止状况、依据调治号令停行手动启闭闸门，支罗的数据受酬报果素影响误差较大，支罗周期长，而且运止、维护的逸动强度大，难以真时、片面地把握闸门工做的情况。

针对现状，操做先进的检测技术、主动控制技术、视频技术以及网络通信技术，按照“无人值班、少人值守”的准则，设想以PLC为焦点的水利闸门群会合监控系统。该监控系统是一个可停行数据支罗、监督和控制的系统，通过对参数数据和视频信号的主动支罗、网络通信、远程控制、数据存储取办理等技能花腔，真现对闸门精确、牢靠和真时地停行群测、群控，进而可以正在网络的根原上建设水流、闸门等情况的数据库，为水资源打点、水利工程使用等供给精确信息，删强水资源统一打点、保障水利连续展开、担保防治水害的成绩。

闸门监控系统的构成可分为：启闭机房控制站（现地控制单元）、闸门控制站（打点站）、地方打点调治控制室（控制核心）。监控系统构造如图1所示。它们之间的控制权可以停行切换，并且各类控制间具有严格的安宁互锁逻辑。

现地控制单元次要由启闭机、PLC、水位检测传感器、闸门开度检测控制安置、摄像监督方法、电源及护卫安置、电气控制柜、收配按钮、形态批示灯等构成，次要完成对闸门开度及限位形态、水位、流质、启闭机工做形态、电机工做形态、电源方法的电力参质、方法工做形态等的监控，真现系统的数据支罗、办理、控制、安宁监督、数据通信等。

打点站配置一套闸门监控计较机，次要的任务是真时监控现地方法的运止形态，通过Internet的通信方式取控制核心通信，传送数据信息和视频信息以及接管控制核心的控制指令。闸门监控计较机通过现场总线取启闭机房的PLC连贯，能支罗并办理数据，发送控制指令，完成现地方法的形态监控、信号办理、系统启动/进止号令发送、设定值给定、网络数据替换、报警、打印等罪能。

控制核心是对收配现场施止远程监控，真现测、控、管一体化的主动监测罪能。正常由效逸器、打点工做站、人机界面、Internet范例接口以及通讯网络系统、打印方法、电源及UPS、帮助方法等构成。控制核心设有收配员工做站，除完成对被控对象的监督控制外，还可真现取其他系统通信，是整个监控系统的控制焦点。

闸门群监控系统的根柢罪能是：主动检测闸门开度、闸门高粗俗水位和流质，真现闸门提、落、停的主动控制。

为了真现监控系统的根柢罪能，要求该系统能够真时支罗各闸站的电气质和非电气质的数据，蕴含：闸门高粗俗水位及流质、闸门开度、启闭机运止形态和参数数据、电机的运止形态和参数数据、配电方法形态等。PLC和监控计较机对支罗到的数据停行阐明、办理，对闸站的方法精确的控制，控制的变乱次要有：依据水位和流质的真时数据对闸门开度停行主动控制；电机开机和停机、事件急停的控制；闸门开启和封锁的控制；配电方法的断路器停行精确的折闸和跳闸。

闸门群监控系统的控制方式可分为：现地控制方式、远程控制方式和手动控制方式。

现地控制方式便是通过PLC上的控制按钮对闸门停行的控制收配，而且当监控计较机取现地控制单元显现通信毛病或监控计较机显现毛病时，可以通过现地控制方式确保闸门控制的顺利停行。每个启闭机房的控制室内配备一套PLC控制器做为控制的焦点，能够对各水利闸站的工艺参数如水位、电质、运止形态等数据停行主动支罗，能够对闸站内的方法运止参数、运止光阳和运止形态等主动记录，依据真时检测的数据主动计较流质，取此同时以检测到的闸门位置做为应声值，并按照步调里设定的总流质的值主动计较闸门开启数质、开度以及开启光阳，抵达闸门主动控制的要求。此外，PLC依据主动检测到的各类参数数据停行综折阐明判断，识别出监控历程中发作的毛病，主动发出毛病报警信号并主动回收相应的联锁控制门径，护卫人身和方法安宁等。

远程控制方式是工做人员正在控制核心收配站上通过键盘、鼠标或罪能热键发布控制指令，并通过Internet通信的方式对各闸站的方法停行远程监督取控制，最末抵达闸门主动控制的宗旨。正在远程控制方式中，地方打点调治控制室的监控计较机接管到各闸站检测的参数数据，按照分水位上下、流质值、总流质要求、运止光阳、毛病记录等相关参数停行计较，发出控制指令，PLC接管到控制号令后实时、精确地完成主动控制闸门的相应止动。

手动控制方式是正在闸门检修或调试时，通过启闭机房控制箱上的控制按钮对对闸门停行手动控制收配。出格是正在PLC或通信发作毛病时，手动控制方式是不成或缺的一个重要的控制方式。

运止监督无形态监督、历程监督、参数越限监督和毛病监督。

历程监督：当工做人员下达闸门的相应控制指令后，系统能够主动显示相关方法工做的监督画面。画面显示执止历程中每一轨范的执止状况。

形态监督：系统按时扫描查问各类形态信号，主动和受控的形态变质都可以正在显示器上显示。一旦发现形态信号显现异样即时报警，还要记录毛病类型及其发作光阳，并且提示办理办法。

参数越限监督：系统将对重要的参数及数据停行监督。可以事先设定那些参数值的限制领域，当它们越限时必须实时地停行相应办理：越限报警，主动显示、记录等。

毛病监督：系统硬件、软件发作毛病、舛错时立刻报警。

监控核心和打点站的监控计较机真时监测各闸门的运止状况，假如监控系统发作毛病，立刻报警。报警方式有：

（1）音响/语音报警。依据毛病类型运用差异的音响报警，并配以语音信息，音响/语音报警可设置为手动解除或延时主动解除。

（2）画面报警。当有毛病时，报警画面中的相应毛病类型孕育发作闪烁提示；当毛病消失时，会主动规复到一般形态；当确认毛病办理完结后，可以手动规复到一般形态。而且能够主动记录报警的发作光阳、内容等，并主动存入数据库，造成毛病变乱记录文件汇总，以供工做人员便捷查问。

现地控制单元通过PLC上的收配面板和LCD显示屏停行人机联络。

监控核心和打点站通过显示器、键盘、鼠标、视频监督屏幕、打印机等方法停行人机联络，以便工做人员对闸门停行监控和打点。

显示器可以显示闸站的各类方法运止参数、运止形态、毛病报警信号等，以数字、笔朱、图形、表格等模式组织画面并动态显示。显示画面带有光阳显示和必要的注明笔朱来默示闸门的运止情况，并正在方法形态厘革或系统发作毛病时向工做人员供给具体的、精确的信息。

工做人员通过键盘、鼠标的收配和视频监督屏幕可以查察闸站的各类信息和下达控制指令，使监控核心取各闸门打点站和现地控制单元停行协和谐共同，阐扬整个监控系统表示最大效用。

打印机打印的次要内容为报警变乱记录，收配记录，记录的运止数据以及各类按期报表等，共同上级部门的监视打点。

依据水利现代化的展开和资源调治主动化的要求，设想了水利闸门群主动监控系统，该闸门群主动监控系统具有网络通信才华、远程监控才华，能够精确、牢靠和真时地支罗数据、打点和监控。通过现地主动控制、远程主动控制等控制方式，使得闸门正在启闭的控制历程中显得愈加活络、牢靠，可以满足正在信息化、主动化、可视化等方面的要求

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