红旗水库自动化系统建设

2010-08-15唐守义齐元江邱凤琴

山东水利 2010年10期

唐守义，齐元江，邱凤琴

（沂源县红旗水库管理所，山东沂源 256110）

红旗水库位于淄博市沂源县燕崖乡南部山区的沂河支流——白马河上游，属淮河流域沂河水系，是山东省大中型水库中海拔最高的水库，也是典型的 “头顶库”。水库现状总库容 1151万m3，兴利库容 770万 m3，死库容40万m3，控制流域面积27.4km2，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖、旅游等综合利用的中型水库。

为了加强水库管理、全面掌握水库基本信息，保障水库安全运行，实现水库管理信息化，红旗水库管理所建设数字集成平台，通过现场测控级完成数据采集，经过处理后，通过无线网络平台将数据传输至主站级主机完成数据通讯。管理人员通过主站级计算机实现对入库流量、泄洪流量的数据推算，水位、雨情等数据的远程监测，并以数字、文字、图形、表格的形式进行动态显示，实现水库管理自动化。

1 自动化系统建设内容

1.1 溢洪道闸门监控系统

溢洪道闸门监控系统由监控主机、PLC控制屏、机旁箱、网络柜、UPS、传感器和网络交换机组成。该系统现场采用西门子PLC及其模拟量、数字量采集模块和通讯模块,实现对闸门的升降全过程控制，并实现闸门升降过程中各种工况参数的自动采集与监视，以及故障报警和事故处理，并通过通讯实现触摸屏及远程控制，可实时监视各种工况参数。

1.2 大坝渗压自动观测系统

共安装12个压力式传感器，安装在大坝五个断面（0+020、0+066、0+090、0+120、0+165）12 个测压管内，用于实时监测12个测压管内水位高度，及时上传至管理所上位机。监测系统采用智能监测技术，实现测压管内水位参数的实时采集和显示，实时、历史数据报表及变化趋势曲线的显示和打印，数值越值报警，历史数据的存储。

1.3 放水洞监控系统

放水洞监控系统由插入式电磁流量计、PLC、浮子式水位计组成。插入式电磁流量计准确测量通过的水流量，并与放水洞PLC通讯,完成数据传输；浮子式水位计采集的水位信号通过通讯电缆传输到放水洞PLC；放水洞PLC将流量信号、闸门开度、水位等信号进行处理通过多模光缆传输至溢洪闸PLC进行集中处理和存储，PLC将数据通过光缆传输至管理所控制中心。

1.4 视频监控系统

系统可分为三部分，一是视频监视前端;二是视频监控中心；三是视频图像传输网络。

视频监视前端包括摄像机和编码器，负责将摄像机采集的图像信号数字化，并将图像数据进行压缩编码，供录像与传输用；可接收监控中心的远程控制信号，用以对现场的监控设备或其它传感器进行远程控制。配置图像存储服务器用于历史图像存储。

监控中心由视频监控主机、1台8路硬盘录像机（管理所中控室监控柜内）、1台8路硬盘录像机（溢洪闸现场监控室监控柜内）和1台4路视频服务器（放水洞机旁箱内）组成。通过硬盘录像机的管理软件可方便地控制、切换监视器上的图像；可将监视图像进行硬盘录像，存入文件服务器；可远程控制远端监视设备，具有系统配置和用户管理的功能，同时支持将IP视频数据流接收到Web信息资源整合平台供浏览共享。

为保证视频图像传输质量和方便设备线缆的日常维护，把硬盘录像机安装在桥头堡控制柜内或管理所中控室控制柜内，摄像机通过视频专用电缆把视频信号送到硬盘录像机，硬盘录像机通过工业以太网把视频信号传到监控中心，从而保证视频信号的质量，并可满足上级调度中心调用视频信号时的图像质量要求。

1.5 雨水情自动测报系统

水库上游选址新建两处雨量站，每处雨量站设置1台无线自动雨量计；雨量计采用翻斗式，雨量站采用GSM/GPRS无线网络完成与水库管理所控制中心上位机的通信。水库管理所新建1处自动雨量计，该雨量计通过标准RS485数据线和监控主机完成数据通讯。

1.6 洪水预报系统

洪水测报系统分为主站级和现场监控级。现场监控级由放水洞水位计和流量计、管理所雨量计和上游雨量计等设备或系统组成；在水库管理所控制中心安装洪水预报软件系统，结合溢洪闸泄洪经验公式、放水洞流量数据以及管理所和上游雨量测报系统提供数据，进行数据存储、比对、数学建模，并进行综合分析，从而有效地控制水库水位，为上级部门防洪调度提供数据依据和技术支持。

运行人员通过操作台上的主站级计算机实现对入库流量、泄洪流量的数据推算，水位、雨情等数据的远程监测。现场测控级设备与主站级设备之间采用GPRS无线网络进行数据通讯。