水电站闸门监控系统的研究

古明亮

（湖南澧水公司关门岩水电站，湖南 慈利 427221）

水电站闸门监控系统的研究

古明亮

（湖南澧水公司关门岩水电站，湖南 慈利 427221）

随着计算机技术、通信技术与测量技术的发展，水电站闸门监控系统技术日趋成熟，文章介绍了水电站闸门监控系统的现状以及功能，希望能为广大工作人员提供借鉴意义。

水电站；闸门；监控系统

随着国民经济及科学技术的进一步发展，科学管理水资源越来越显示出其重要性和必要性，水资源是制约我国国民经济发展和人民生活水平提高的重要因素。要做到水资源的优化调度，最终必须通过调节闸群来实现，所以说闸群控制在水资源的信息化当中，扮演着非常重要的角色。随着“无人值班，少人值守”这一控制模式的提出，水电厂、水利枢纽的自动控制也迫切要求设计并生产出可靠性高、性价比好的闸门控制系统。因此，为了加强对水资源的重视，在水利信息化的过程中，加强对闸门控制的研究也是必不可少的。没有闸群的自动化，就很难谈得上水利的信息化。

1 水电站闸门监控系统的现状

随着“无人值班，少人值守”这一控制模式的提出，水电厂、水利枢纽的自动控制迫切要求设计出可靠性高、性价比好的闸门监控系统。传统的闸门控制系统，多采用继电器—接触器的控制方式，这种控制方式的缺点在于设计周期长、接线复杂、可靠性差、维修工作量大、维修周期长、控制逻辑一旦确定就不可更改；而现有的闸门控制系统，有的缺乏主控计算机的支持，不能联网进入电站的全面监控系统；有的系统，闸门开度数据仍采用数字量或模拟量的方式采集，有的仍采用单片机的控制装置，由此可见，闸门监控系统在我国的应用水平良莠不齐。而水利现代化的发展、资源调动自动化要求设计出高可靠性的闸门监控系统，要求闸门监控系统具有网络通信能力、远方监控能力，具有较好的网络扩展容量及较多的系统冗余量，并要求系统的设计具有一定的前瞻性，使设计出的系统在信息化、自动化、可视化等方面满足现实及今后相当长一段时间的需要，因此，水闸监控系统的设计与研究具有重要的现实意义。

2 水电站闸门监控系统的功能

闸门监控系统应该能够实时、准确、有效地完成所有被控对象的安全监视和控制，能够对所控制机电设备的运行情况进行全面监视。为可靠完成闸门的启闭操作，闸门控制系统应具备如下功能：

2.1 闸门控制功能

闸门控制功能包括控制大坝所有闸门开启或关闭到指定开度、事故状态下紧急落门及紧急抱闸刹车等功能。

2.2 闸门运行参数及状态信号的采集和处理

（1）水位及闸门开度采集和处理。闸门控制单元应该能够采集水位及闸门开度并对其进行监控，接收荷重输入的模拟量，进行越限检测、记录越限点号及其发生时间等处理功能。

（2）电度量采集和处理。闸门控制单元通过对现场各电气量和非电气量进行采集，监视现场运行状态，并通过闸门控制中心的彩色显示器显示出来。闸首LCU内装设2只精度为0.5级的多功能有功、无功电度表，以测量 1#闸首变1TSH、2#闸首变2TSH的低压侧电度，LCU通过RS－485接口与该电度表通信，采集有功、无功电度量。

2.3 人机联系功能

人机联系包括集中控制部分的人机联系、现地控制单元的人机联系和启闭机控制装置的人机联系三部分。

集中控制部分的人机联系功能包括信息显示功能、报表打印功能以及信息输入功能。人机界面包括主控界面、闸首模拟量及电气量界面、统计打印界面、在线帮助等界面。操作人员可以通过这些界面来获取闸门的工作状态信息，并通过这些界面，采用键盘或鼠标输入的方式实现对各个闸门的控制。报表打印功能能直接地反映闸门工作状态记录，能根据时间、闸门号选择各扇闸门状态报表、报警报表及闸门开度报表。

现场控制部分的人机联系是通过彩色触摸屏进行运行操作及运行参数监视和在线修改。现场控制单元的人机界面主要由6幅图组成，即闸门控制界面、闸首一般状态量界面、闸首电气量界面、闸首温度量界面、闸首模拟量界面及报警界面。通过闸门控制界面可完成闸门的开启、停止和关闭操作，并通过不同界面可直接查询工作门开度、压力、油箱油温以及对各个电气量、模拟量、状态量、温度量进行查询。当设备发生事故或故障时，能自动启动屏幕闪光，并发出报警声，为保护屏幕，在设备无故障和无操作时，在一段时间后屏幕会自动关闭。

启闭机控制撞桌子的人机联系也是通过彩色触摸屏进行运行操作及运行参数的监视的。该人机界面主要由主页面、开度预置界面、油泵查询、闸门查询及故障查询界面组成。系统上电运行后人机显示主页面，主页面主要显示当前闸门开度、油压、油温、油位、油泵电机状态等信息，并通过主页面可以进入其他页面。

2.4 站控级的通信功能

现地控制单元需要向中控室发送信号并且接受中控室发出的指令，因此需要通过光纤收发机与主厂房监控系统通信，接受站控级的控制命令，并进行有效性检查和核对。当LCU在“自动”方式时，站控级或调度中心远程操作站可以实现直接控制；当LCU在“手动”方式时，站控级或调度中心远程操作站发指令，由闸门运行人员在现地确认后才能实现控制。“自动”、“手动”方式转换开关设在闸门LCU处。

2.5 能脱离站控制独立运行的功能

在闸门现地控制单元与站控级脱离联系的情况下，可以根据现地控制单元触摸屏上显示的信息查询闸门的工作状态，并根据需要，在触摸屏上进行启门、闭门的操作。

2.6 自诊断功能

闸门控制系统具备自诊断能力，在线运行时对闸门LCU的硬件及软件进行自诊断，能够及时检测出故障部件模件和性质。当诊断出故障时，会自动发出信号；对冗余模件，能自动切换到备用模件，保证系统正常工作。

3 结束语

随着自动控制、通信及计算机技术的不断发展，把遥控遥测、通信及计算机技术应用于闸门及水位等参量的自动测量、计算、控制和调节，来实现水资源的合理输送、节制和分配就是水闸监控系统的主要内容和目标。

Research on Gate Monitoring System of Hydroelectric Station

Gu Mingliang

With the development of computer technology, gate monitoring system technology of hydroelectric station has matured. The article describes the status and function of gate monitoring system of hydroelectric station, hoping to provide reference for our staffs.

hydroelectric station; gate; monitoring system

TV736

A

1000－8136（2010）33－0030－02