水利工程中闸门自动化监控系统的应用

张小敏

摘要：闸门自动化监控系统的应用能够有效提高水利工程建设质量，并在很大程度上完善了水利工程闸门系统，使得水利工程闸门控制实现了自动化及远程监控，提高水利工程闸门操作的安全性及可靠性。自动化监控系统的应用还大大减少了水利工程建设的人工劳动量、劳动强度等，降低工程建设成本，提高水利工程经济效益，这对水利工程建设的持续性发展非常有利，由此可见闸门自动化监控系统的重要性。

关键词：水利工程;闸门自动化监控系统;重要性;应用分析

闸门自动化监控系是目前应用频率较高的一种自动化技术，已经在水利工程建设领域取得了良好的应用效果，大大提高了水利工程质量及自动化水平。闸门自动化控制系统不仅有闸门监控系统，还有PLC现场控制单元、集中控制单元等，所以具有很强的自动化控制性能，将之应用于水利工程闸门控制，不仅能够有效提高其闸门自动化控制水平，还能够有效保证整个水利工程的质量，并促进水利工程建筑行业自动化发展。

1闸门自动化监控系统的构成

1.1闸门监控系统

闸门控制系统是闸门自动化控制系统的核心，由卷扬机提供动力，卷扬机不仅精确度高，其数据传输速度也非常快，所以很多水利工程的闸门控制系统都选用卷扬机进行动力供应及数据传输[1]。旋转编码器是数据传输的关键，很多卷扬机都会配套相应的旋转编码器，其目的就是在提供动力的过程中将相关信号转变为精准的格雷码，然后传输到闸门监控系统中的PLC元件上，最后采集位置信息并实时反馈。

1.2PLC现场控制单元

PLC技术是实现施工现场控制的核心技术，几乎所有水利工程闸门监控系统都应用到PLC技术。在PLC技术下闸门控制系统能够接收准确的格雷码，然后将准确的闸门位置传输出去，最后实现对闸门的准确启闭。PLC技术还能够准确反映闸门启闭状态、水位情况等，并以文字图片的形式显示出来，以便于相关工作人员进行操作，同时还具有报警功能，在遇到危险时能够自动报警[2]。

1.3集中控制单元

集中控制单元能够实现多元化操作，因为集中控制单元上有很多操作按钮且对应不同的操作程序，相关工作人员只需要对集中控制单元上的不同操作程序下达执行命令就能够智能化、自动化操作。

2闸门自动化监控系统主要功能及其对水利工程的重要性

2.1主要功能

第一，控制功能。能精准控制水利工程的所有闸门，包括闸门启闭、应急处理等;第二，数据采集功能。能及时采集闸门运行参数、状态信号、点度量等，为完善闸门检测系统提供可靠依据;第三，人机联系功能。操作人员通过人机界面就可以对闸门进行控制，并获取关键信息，实现远程控制;第四，自我诊断、检测功能[3]。在PLC技术及集中控制单元影响下，系统能够自我诊断和判断故障位置，并发出报警信号。

2.2对水利工程的重要性

第一，能够满足各种水利工程建设需要，例如降低地势复杂环境中水利工程的建设难度，减少水利工程建设中造成的水资源污染等问题，同时还提高了水资源利用率及水利工程建设质量;第二，能够实现水利工程建设自动化，促进必水利工程可持续发展，同时还实现了水资源共享，促进人与自然的和谐发展;第三，能够降低水利工程建设成本。在闸门自动化控制系统的影响下，很多施工环节都可以直接通过自动化控制系统下达命令，然后就会在自动化技术影响下实现自动化操作，减少各种劳动力的投入，并减少因为人工操作导致的施工问题发生，进而降低水利工程建设成本。

此外，在自动化技术的支持下，闸门监控系统还能够实现远程控制、夜间自动化、远程数据采集及传输等。

3闸门自动化监控系统在水利工程中的具体应用措施

3.1利用闸门自动化监控系统建设智慧水利

首先，结合信息技术及智能技术完善闸门自动化监控系统的智能化控制及信息化控制功能，然后在该基础上建立水利工程数据信息系统，以实现对水利工程建设各环节信息的共享，既有效监督和控制水利工程建设全过程质量，又实现了对智慧水利的建设[4]。其次，引进统一平台、一网调度和智慧管理等监控系统运行模式及管理模式，让自动化监控覆盖水利工程全过程，构成智慧水利体系，同时还可以依托信息资源及智慧水网（“水之云”“政务云”等）构建信息共享平台，让不同部门不同工作人员都能够共享信息，提高水利工程信息化、自动化水平。

3.2合理选择控制器

常见的控制器包括PLC现场控制器及单片机控制器，水利工程中闸口启闭机有多个输入口和输出口，所以为保证能够高精准度地控制输入和输出，很多施工技术人员都优先选择便捷性好、控制精准度高的PLC现场控制器。具体应用如下：首先，根据电气控制需求选择闸门启闭机，然后在该基础上选择不同型号的PLC控制器及外部设备，以实现对不同状态信号的采集及高精准度处理;其次，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。

3.3系统结构布置

多数水闸工程计算机监控系统的结构是分层分布式结构，整个系统由一套单元控制级别的PLC和闸门控制，如果在控制室中安装一套PLC则能够有效监控系统。现地单元控制级PLC的控制原理在于利用现场总线控制现场多功能仪表等设备，然后在工业级光纤以太网的支持下实现对闸门状态的实时监控，更能够有效采集、分析和处理水位、水流等数据信息，为系统结构的优化提供依据[5]。

此外，为保证闸门自动化监控系统能够持续性运行，还需要根据现有的问题不断完善和优化自动化系统不足，例如可结合现存资源匯总处理调度指令和闸门启闭相关数据，并在该基础上完善系统的抗洪防汛功能、自动检修功能等，提高自动化效果。

结语

总之，闸门自动化控制系统已经被广泛应用于水利工程建设中，能够在有效提高水利工程闸门控制自动化水平的同时，有效保证和提高水利工程质量，对水利工程建设领域健康化、自动化发展起到了不可代替的促进作用。闸门自动化控制系统的应用还能够对水利工程整个施工过程进行有效监督和控制，以便于及时发现和解决水利工程建设问题，提高水利工程质量及运行安全性、稳定性，进一步证实了在水利工程中应用闸门自动化控制系统是非常必要和重要的。所以上文先对闸门自动化控制系统及其重要性的了解，分析了闸门自动化控制系统的具体应用。

参考文献

[1]王利华.闸门自动化监控系统在水利工程中的应用[J].魅力中国，2021 （9）：443-444.

[2]崔高麓.闸门自动化监控系统在水利工程中的应用[J].黑龙江水利科技，2020，48（11）：168-170.

[3]王岩，尚振兰，周威.闸门自动化监控系统在水利工程中的实际应用[J].智能城市，2020，6（3）：187-188.

[4]王欣.闸门自动化监控系统在水利工程中的实际应用[J].商品与质量， 2020（22）：298.

[5]谷琛.远程控制闸门自动化监控系统的开发和应用初探[J].陕西水利，2018（z1）：181-182，185.