自动化测控系统在水闸工程中的运用

曾焕祥

(广东省源天工程有限公司，广东 增城 511316)

水闸工程中运用自动化测控系统，应该着重强调各种自动化测控设备、相关系统的运用，构建完善的水闸工程测控形式，真正意义上增强发挥先进测控方式的作用和价值，达到预期的自动化测控处理目的。

1 工程概况

为了解决某河片区流域面积约32km2的内涝问题，在河口建设了大流量排涝泵站和泵组5孔进水闸和5孔出水闸，以及满足内河Ⅶ级通航要求的大型水闸(中孔闸门32.0×6.5m)，2边孔工作闸门(15.5×6.5m)，并在另一联通支流河口建设3孔(单孔宽8.0×6.0m)上翻式的平面截流挡水闸。之前没有完善的自动监测和水位监控系统。在汛期和海潮叠加影响，每次当闸门打开或关闭时，特殊的防潮装置必须监控水位，并确保开关在一起合作。不但工作强度高，而且故障不容易观察，导致开门高度不均、闸门未关、船撞闸门等事故。以前在雨雾天气、夜间等能见度较低的情况下，操作容易出错，为了加强项目的安全运行和效益，为确保相关的工程项目能够和现代化的闸门管理要求之间相互适应，需健全其中的技术设施的管理模式，充分发挥安全运行的优势、技术作用。从水闸工程的情况而言，自动监控系统属于非常重要的部分，涉及到控制的部分、监控的部分、视频监控的部分、远程传输的部分。

2 自动化测控系统在水闸工程中的运用原则

对于自动化监控系统来讲，在应用的过程中应遵循“无人值守”的基本原则，尽量减少值班人员的数量，相关工作领域中可使用分层性、分布性的开放式计算机网络系统执行任务，设置三级的层次，主要就是远程控制级别、主控制级别、现地控制级别，分成三个控制权限，切换的过程中不会出现扰动的现象。控制电源离设备越近，对控制的要求就越高依次顺序是：地方性、可控性和远程性。遥控必须经过获得相应的授权之后才可以应用，如果系统中的授权或者是控制程序存在密码，管理人员就要在办公楼区域的主控制室内集中性的明确工作要求，该办公楼距离船闸的主控制配电房约280m，距离另一联通支流河口闸主控制配电房约6.5km。实时性的运行数据信息、闸门开度数据信息、水位曲线数据信息、压力数据信息等，将通过网络传达到远程控制层上，利用监控网络系统和现场区域的控制层之间相互通信，有关人员利用现场区域中的监控界面，就可以将设备参数和具体状态显示出来，结合实际情况发出一系列的指令，之后现地的监测层次来完成指令任务，不仅属于系统最后的部分，也是最高优先终端[1]。它接收各种传感器和执行构件的输入数据、输出数据，可以对机械设备运作的参数信息、状态信号等采集出来，并且还能全面、准确性的接收上级部门所提出的监控指令，对网站中的各类数据信息实时性上传处理，最终达到执行器逻辑控制的目的。

3 自动化测控系统在水闸工程中的运用措施

3.1 闸门自动化测控系统的运用

3.1.1 闸门的启闭系统的调控处理模式

一般情况下，闸门启闭形式主要就是通过较为先进的微机技术，实现最终的自动化调控目的，也可以在进行工程检修操作、现场区域出现紧急现象的时候，通过现地层面的控制柜设备实现最终的控制目的。现地控制柜可以全面采集闸门的数据信息，进行数据的有效管理，集中化的对闸门进行启闭处理。同时，还能接收相关的集中控制层指令，向着上位机层面传送数据信息。

本工程创建独立性的平台与系统，利用有关的操作面板处理，实现每个现场机械设备的监控目的。现地控制柜位于每个闸门启闭室的内部区域，使用KDY-IA闸门开度控制仪的机械设备针对现地层面进行合理的监控。另外，人机操作界面的显示器为LED数码设备，可实现最终的开度显示目的。每一个闸门开度的控制设备，都可以通过相关的通信模块进行融合处理，最终形成相应的总线网络系统，在有关的控制柜设备面板区域合理的配置控制权限开关，在其与现地的位置距离很远时，集控层就会出现操作无效的现象，所以在远程控制的过程中，需对现地层进行权限的释放处理，由集控层面合理控制[2]。

3.1.2 对闸位高度检测、闸位数据信息处理的模式

在自动化测控系统中，用精确度较高的绝对类型旋转编码器联合微处理机设备对闸位高度检测，可以有效的监测闸位情况；在设备运用的过程中能够将测量操作过程中的精确度，维持在mm级别，直接输出其中的闸门开启高度数据信息，同时，在应用智能化测量仪器的过程中，需要对零位数据值、方向数据值、高度数据值等合理设定处理，完成设定操作以后保持不变的状态。

在本工程中，高度识别是整个系统的关键控制。控制采用进口高精度绝对转子和工业微处理器组成的智能多向测量的机械设备，应用在闸门的位置检测工作领域，保证精确度与mm级别的标准相符。

3.1.3 外海潮位和相关内河水位

相关的工作领域中需要注意，所应用的激光测量设备必须符合标准，可以高效化、准确性的实现海水潮位测量处理目的，将相关激光液位的测量范围控制在0.2-100m内，误差设定在2mm，不可出现传感器设备和液体之间相互接触的现象。按照本工程闸门过水断面测量的水位差，进行过闸流量与整体排水数量的计算。

在本工程外海潮位与内河水位具体的监测工作以及相关的排水量信息内容采集和计算工作领域中，可以使用激光测量设备，需要注意，关键部位的测量应引进国际上先进的激光测距仪设备，传感仪不能和液体之间相互接触。

3.1.4 数据库系统、报表系统

在自动化测控系统中，在线计算采集的事件内容和计算处理所采集的定时数据信息，将各类运行日志和统计报表打印出来。此期间应该进行泄水量的统计处理，微机自动监控系统需要结合每个时段的泄水数量统计处理，需将资料内容进行保存；准确记录事故信息、故障信息、参数越限信息等，同时统计机械设备的运行时间数据信息，并将水闸开闸日期、操作信息、下游与下游水位信息等存储在报表中，便于进行合理的管理。

所有已经采集完成的数据内容、检测信息，都必须要使用在线系统自动化的进行计算处理，最终生成日志内容、报表内容，然后打印输出。

1)对泄水量进行统计的过程中，可结合时间段的情况，分成每个月的统计内容、每年的统计内容，便于合理保存数据值。

2)事件或者是故障问题的统计记录环节中，可按照时间节点每个月、每年进行统计处理，明确问题的发生次数、具体的情况，保存所有的信息。

3)重点记录参数越过限制的情况，使用微机设备自动化的监控系统，每个月、每年进行参数边界条件的分析和记录， 存储到系统内部区域。

4)对于所有设备的运行时间来讲，可以将其当做一个运行条件、运行寿命和安全以及运行安全评估的依据将是数据库中运行期间各类数据信息内容，主要涉及到开启时间的信息、操作人员的基本信息、上游水位和下游水位的信息、露天排水、闸门高度等参数。并且还需进行各类报表内容的的打印处理，主要就是日报表和月报表[3]。

3.2 视频监控系统的运用

从本工程视频监控系统情况来看，主要就是在水闸工程中设置变焦变倍类型的摄像机设备，确保水闸工程控制室的相关操作台，能够更好的监测水闸和周围场地的情况，对其进行安全管理。重点将食品监控系统、微机测控系统之间整合在一起，增强信号传输的可靠性。本项目中采用标准化的C/S、B/S双重结构，这样便于开展远程控制与管理工作、WEB浏览操作。在系统实际运行的过程中，应该具备一定的自动化图像切换功能与扫描功能，可以按照系统所设定的时间要求，在已经设置完成的终端设备上面，将图像显示出来并且自动化的切换处理，同时将各个视频点的图像显示出来，自动化扫描处理每一个全方位摄像点，这样可以全面了解和分析每个监控点范围之内的运行状况。与此同时，利用图像手动切换的方式进行处理，技术人员在现场就可以按照水闸工程的情况手动性的切换图像。另外，相关的图形具有可控性的特点，系统能够进行摄像机的可变镜头全方位的控制、操作，便于为水闸测控人员提供准确的图像内容。在操作期间利用微机设备就能够观察很多摄像点的图像，通过多个画面的形式将其显示出来，进行图像的保存处理、回放处理、流量控制等；这样在合理处理图像的情况下，能够帮助测控人员掌握现场的工程运行实际情况，开展相关的监测管理工作，增强水闸工程监管的有效性，将先进的测控技术、机械设备等功能作用发挥出来，确保在新时期环境下增强水闸工程的自动化测控有效性和可靠性。

4 结 语

综上所述，在水闸工程中运用自动化测控系统，应该遵循相应的基本原则，同时在构建系统期间也应该结合水闸工程的测控需求、管理需求等，完善有关的测控系统形式与模式，利用有效性的方式开展各项测控管理工作，充分发挥自动化测控系统与技术在水闸工程中的作用价值，保证水闸工程的良好管理与测控处理。