闸门自动化监控系统在水利工程中的实际应用

王欣

河北省岗南水库管理局 河北石家庄 050000

随着计算机技术的不断成熟，闸门启闭机的自动化控制与监控已经在大型水利工程中得以普遍的应用。这也有效地提升了大型水利工程施工效率与质量。但是，在小型湖泊及水电站的建设中，受条件的限制，这种方法并没有得到全面的普及。因此，用针对闸门启闭机自动化控制与监控进行进一步深入探究，使其更好的为优化水资源而服务[1]。

1 闸门自动化监控系统的主要功能

首先，具有完善的控制功能，能实现对整个水利工程所有闸门的精准控制，比如对所有闸门的启闭、应急处理等进行控制。其次，还能及时采集闸门运行参数和状态信号，完善的闸门检测系统必须要做好对闸门运行与状态的及时监控，控制闸门开度，采集电度量，及时采集和控制闸门运行参数和状态信号。第三，该系统具有人机联系的功能，操作人员可通过人机界面获取各个闸门工作状态等关键信息，且操作简单。第四，具有自我诊断、检测的功能，即该系统在日常工作中可以对常见的问题进行自我诊断，判断具体故障出现的位置并发出相应报警信号。同时自我诊断还能实现对闸门系统各个软件的实时监控，可将起不到功能的软件自动切换到其他备用软件。

2 闸门自动化监控系统在水利工程中的实际应用

2.1 推进智能应用与实现信息共享

针对行业内对新技术应用不够的问题，在智慧水利建设中大力推进信息新技术的广泛应用。通过统一平台、一网调度和智慧管理模式，实现行业内全过程、全覆盖、全天候信息化建设，构成智慧水利体系。依托全市水务基础设施信息资源，结合行业特点进行个性化发展，依托“水之云”“政务云”等智慧水网，实现水利部门不同专业的信息共享，提高行业管理和公共服务水平。

2.2 控制方案的确定

（1）控制器的选择。在闸口启闭机控制器上，最常见的两种选择，一是利用PLC 完成控制，二是利用单片机完成控制。但由于水利工程中，闸口启闭机存在诸多输入/输出口。为了保证控制与监测的精准性，并且提高其便捷性，在控制器的选择上，更加倾向于利用PLC 完成控制。（2）控制方案。在确定选择利用PLC 进行控制后，应围绕其展开控制方案设计。控制方案的主要要求是要满足闸门启闭机在正式运行后对电气控制的需求。而在控制方案中，PLC 的意义在于有效地采集外部设备所传达出的状态信息，同时采集外界的模拟信号。另外，PLC 应做到结合实际情况完成设计优化，实现对启闭机的实时控制，第一时间对其故障进行报警。除此之外，PLC 在接受到现场纷杂的信息与信号后，应将其转化为操纵指令，实现对闸门启闭的控制。同时，PLC 应实时监控闸门启闭机的状态，确保其运行过程中一直维持在安全、稳定的状态[2]。

3.3 系统结构布置

水闸工程计算机监控系统结构主要是以分层分布式结构为主实现有效控制。现代化计算机监控系统由一套现地单元控制级别的PLC 和闸门控制PLC 构成，同时在控制室中安装一套PLC，实现监控系统的有效控制。现地单元控制级PLC 主要采用现场总线的方式控制现场设备，包括多功能仪表等，更好地满足实际需求。现地单元控制级PLC 主要是以环形工业级光纤以太网为主。一般情况下，主控室内会布置一台服务器和两台监控主机，监控主机用于传达相关的控制命令，起到对闸门状态进行实时、有效控制的作用。PLC 的灵活运用可以实现对闸门、水位、水流等科学、合理的控制，保证数据的有效性。为更好地完成监测工作，还可根据现场实际情况，对系统结构进行优化，如将水位信号接入管理区域，确保水闸管理人员适时掌握水情信息。

3.4 完善自动化系统不足

当前水闸自动化检测方面仍然存在不足，应该根据此种情况来对系统进行科学调整与创新，创建水库的综合监管和调度系统，结合现存资源来对调度指令和闸门启闭的相关数据进行汇总处理，以提高系统信息的创建水平，为抗洪防汛、科学调度提供重要的基础支撑。对于系统已经明显呈现老化的情况，要根据电子设备的实际特征来进行优化或者更换。目前很多的水闸系统都是借助ISDN 来完成线路连接的，但由于其稳定性差，经常会出现掉线等问题，需要对其进行改善，应用SDH 可以极大地提升监测数据。除此之外，还要组建专门的检修维护队伍来对水闸自动化系统进行科学维护，立足于故障点，制定完善的解决方案，让自动化系统能够保持高效、稳定运行，提高自动化效果[3]。

4 结语

综上所述，随着社会主义现代化建设水平的不断提升以及经济发展速度的加快，水利工程在推动国家建设方面起着越来越重要的作用。而闸门自动化监控系统是其中重要的环节，该系统利用自动化技术可实现对水利工程施工现场的监督控制，及时发现水利工程建设和运行中存在的问题并进行改正。相关单位必须加强闸门自动化监控系统的安装作业，强化对系统各部件的了解，有效利用相关设备设施，充分发挥系统实时性、可靠性、可维护性和安全性等优势。在未来还需要加强对该系统有关设备技术的创新，进一步提升闸门自动化监控系统在水利工程建设中的应用效果[4]。