自动化技术在拦河闸工程的应用 本文关键词：拦河闸，自动化，工程，技术
自动化技术在拦河闸工程的应用 本文简介：［摘要］随着现代科技水平的不断提高，自动化控制技术使水利工程运行能力得到提高，实现水资源的合理使用，被广泛应用到水利工程中。结合拦河闸自动监控系统硬件、模块结构特点，对其系统实现进行分析。拦河闸自动化控制系统通过对水闸各个参数和运行工况的监控，使得水闸事故率和运行运营成本得以降低，保证水利工程安全运
自动化技术在拦河闸工程的应用 本文内容：
［摘要］随着现代科技水平的不断提高，自动化控制技术使水利工程运行能力得到提高，实现水资源的合理使用，被广泛应用到水利工程中。结合拦河闸自动监控系统硬件、模块结构特点，对其系统实现进行分析。拦河闸自动化控制系统通过对水闸各个参数和运行工况的监控，使得水闸事故率和运行运营成本得以降低，保证水利工程安全运行。
［关键词］自动化技术；拦河闸工程；工程控制
在自动化控制水平不断提高的过程中，计算机被广泛应用到多领域中。为能够使枢纽水闸管理水平得到提高，使水闸管理单位自动测控流量、闸门等，并且实现数据的处理及传输，进行现代化的管理，本文对河闸自动监控系统实现过程进行分析。
1拦河闸自动监控系统结构
闸门自动化监控系统是利用计算机监控系统对闸门启闭状态和开度检测、自动化收集图像信息并且传输，实现在监控中心远程控制闸门的开启、关闭和自动控制、系统联动。系统在设计过程中主要包括系统中央控制室、闸门现场监控装置，监控中心主要包括计算机网络平台、系统组态平台、系统前置机和应用软件构成，闸门现场监控装置指的是闸门监控部件PLC和信息传输通道[1]。利用现场设置的三台现地监控单元分别收集15孔闸门运行信号，并且实现控制指令的集合,不仅能够在改造之后手动控制柜中开启关闭闸门，还可利用现地监控单元中的触摸屏进行自动控制。在操作过程中不仅能够对闸门状态及位置进行监测，还能够利用监控中心的计算机自动控制闸门，将闸门中的数据写入到监控中心数据库，方便今后的综合调度管理及查询[2]。图1为拦河闸自动监控系统结构。
2系统硬件设计
2.1监控中心
监控中心属于自动化监控系统核心，包括工控机、操作台。安装两台硬盘录像机，使用19寸液晶监视器实现视频监控，通过画面分割将首进水闸和冲砂闸设备的运行情况展现出来，利用软件对站点视频监控设备进行控制，并且记录视频文件。进水闸中设置两孔平板闸门，改造之后使用电动启闭机。
2.2闸位传感器
闸位编码器根据国家标准和相应技术标准选择和使用。目前国内水利行业闸门开度传感器一般使用光电式绝对值旋转编码器，能够减低电子接收设备计算任务，节约成本较高且复杂的输入设备，并且还具有断电记忆功能，可在电源条件比较差的地区应用[3]。2.3选择水位计水闸流量监测系统对于水位精度具有较高的要求，水闸水位测量可以使用压力投入式水位计。
2.4选择载荷传感器
螺杆式启闭机闸门受到阻碍导致超载时会破坏传动设备，或者导致闸门坠落。对于此种情况，可在启闭机合适位置安装荷载传感器，利用设置的荷载值对启闭电机开停进行控制，保证设备正常工作[4]。
3系统模块设计
3.1集控中心
集控中心控制层属于工程集中控制及生产运行部门，是实现供水工程各个闸站集中控制管理及优化调度技术平台。集控中心能够接收上级调度系统的相应指令，实现供水工程生产运行设备安全统一监视，并且进行远程控制，执行调度指令，保证供水工程正常运行。集控中心控制层包括主计算机、多个磁盘阵列设备、工程师、操作员工作站、通信工作站、UPS电源及GPS装置等。主控计算机安装在办公楼中控室，利用网络控制各层子站的实时通讯，双机为冗余热备用运行方式，相互切换没有扰动，反应较快，对闸站信息进行遥测遥信和数据处理，对各个闸站进行遥控遥调、记录事件顺序、控制运行人员控制台、屏幕显示、打印记录、安全运行监视等。
3.2闸门自动化监控系统
闸门监控系统能够收集15孔信息，并对其进行控制。监控中心设置两套监控主机，实现闸门监控双机热的备份。监控主机利用网络和闸室中的PLC控制柜进行连接，操作人员能够手动控制柜开启闸门，也可利用现地监控单元中的触摸屏及监控中心计算机中进行自动控制，或利用网络，在远程调度中心远程自动控制闸门。实时写入闸门中全部重要数据到监控中心数据库，方便今后查询及综合调度。闸门进行自动定流量及水位控制时，以河流上下游水位和闸门开度对流向进行计算。监控系统控制权包括远方、中控室及现地三级，实现无扰动切换。系统监控中心网络拓扑结构使用层次式星形结构[5]。
3.3视频监控系统
视频监控系统主要包括15个可调摄像点，8个固定摄像点。视频监控闸控点先启动孔闸，闸室中有两个动摄像点和多个安全门禁，管理处安全摄像点共23个摄像点，主要是实现闸门和周围现场环境的全方位管理及监视，从而有效控制运行情况。在管理监控中心设置两套视频硬盘录像机，利用视频矩阵实现视频图像采集分流在监控中心视频监视屏幕墙八台液晶电视中的显示，并且能够使视频图像和音频采集存储，利用广域网、局域网进行传输。利用上述设备，控制室监控中心能够利用监视器实现对周边地区的监视，掌握周边地区监视范围中的动态情况，有效实现集中控制及管理，保证水利设备的安全运行进行，使工作效率及社会效益得到提高。
4系统实现
图2为某拦河闸工程闸门自动化监控系统的主页面。页面中有摄像机控制、定开高群控，继电保护、水位设置、水位曲线、登录系统、数据查询、用户管理、注销系统及退出系统等菜单和开闸报警器按钮。拦河闸中一共有15个水孔。上游来水较大、先启孔不足泄水的时候，开启后启孔。开闸要满足先中间后两边对称的原则，关闭相反。主页面中的多个菜单项能够同时展开，如数据查询及水位曲线等。设置查询时段，调出数据库中的数据，或利用数据查询菜单查询确切数据，见图3。利用曲线图查询上下游上位趋势，见图4，曲线图中能够对查询时间及数据时间间隔进行设置[6]。
5结语
在拦河闸工程中使用自动化综合控制系统，实现对水闸各个参数和运行工况的监控，使用大数据实现工程运行参数的实时分析，对运行状态进行及时调整，降低事故的发生几率，同时，改善劳动条件，在保证水利工程的安全运行的基础上，降低运行运营成本。
参考文献
[1]刘阳,付永坤,马军栋.水泥砂砾料基础在临沂市茶山拦河闸工程中的应用[J].土工基础,2016(4):457-459.
[2]陈乐锋.浅析楠溪江供水工程拦河闸自动化控制应用[J].水利建设与管理,2016,36(6):73-76.
[3]王维明.浅析闸门自动化监控系统在金鸡拦河闸工程中的应用[J].水利建设与管理,2014(4):46-49.
[4]周茸杰.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J].科技风,2016(22):118-118.
[5]钟建华.探析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].华东科技:学术版,2015(1):248-248.
[6]赵利军.自动化测控系统在红山河渠首拦河闸工程中的应用[J].科技创新与应用,2014(10):142-142.
作者：孙意磊 单位：山东烟台龙口市河道建设养护中心
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