水電站閘門監控系統的研究

古明亮

（湖南澧水公司關門巖水電站，湖南 慈利 427221）

水電站閘門監控系統的研究

古明亮

（湖南澧水公司關門巖水電站，湖南 慈利 427221）

隨著計算機技術、通信技術與測量技術的發展，水電站閘門監控系統技術日趨成熟，文章介紹了水電站閘門監控系統的現狀以及功能，希望能為廣大工作人員提供借鑒意義。

水電站；閘門；監控系統

隨著國民經濟及科學技術的進一步發展，科學管理水資源越來越顯示出其重要性和必要性，水資源是制約我國國民經濟發展和人民生活水平提高的重要因素。要做到水資源的優化調度，最終必須通過調節閘群來實現，所以說閘群控制在水資源的信息化當中，扮演著非常重要的角色。隨著“無人值班，少人值守”這一控制模式的提出，水電廠、水利樞紐的自動控制也迫切要求設計并生產出可靠性高、性價比好的閘門控制系統。因此，為了加強對水資源的重視，在水利信息化的過程中，加強對閘門控制的研究也是必不可少的。沒有閘群的自動化，就很難談得上水利的信息化。

1 水電站閘門監控系統的現狀

隨著“無人值班，少人值守”這一控制模式的提出，水電廠、水利樞紐的自動控制迫切要求設計出可靠性高、性價比好的閘門監控系統。傳統的閘門控制系統，多采用繼電器—接觸器的控制方式，這種控制方式的缺點在于設計周期長、接線復雜、可靠性差、維修工作量大、維修周期長、控制邏輯一旦確定就不可更改；而現有的閘門控制系統，有的缺乏主控計算機的支持，不能聯網進入電站的全面監控系統；有的系統，閘門開度數據仍采用數字量或模擬量的方式采集，有的仍采用單片機的控制裝置，由此可見，閘門監控系統在我國的應用水平良莠不齊。而水利現代化的發展、資源調動自動化要求設計出高可靠性的閘門監控系統，要求閘門監控系統具有網絡通信能力、遠方監控能力，具有較好的網絡擴展容量及較多的系統冗余量，并要求系統的設計具有一定的前瞻性，使設計出的系統在信息化、自動化、可視化等方面滿足現實及今后相當長一段時間的需要，因此，水閘監控系統的設計與研究具有重要的現實意義。

2 水電站閘門監控系統的功能

閘門監控系統應該能夠實時、準確、有效地完成所有被控對象的安全監視和控制，能夠對所控制機電設備的運行情況進行全面監視。為可靠完成閘門的啟閉操作，閘門控制系統應具備如下功能：

2.1 閘門控制功能

閘門控制功能包括控制大壩所有閘門開啟或關閉到指定開度、事故狀態下緊急落門及緊急抱閘剎車等功能。

2.2 閘門運行參數及狀態信號的采集和處理

（1）水位及閘門開度采集和處理。閘門控制單元應該能夠采集水位及閘門開度并對其進行監控，接收荷重輸入的模擬量，進行越限檢測、記錄越限點號及其發生時間等處理功能。

（2）電度量采集和處理。閘門控制單元通過對現場各電氣量和非電氣量進行采集，監視現場運行狀態，并通過閘門控制中心的彩色顯示器顯示出來。閘首LCU內裝設2只精度為0.5級的多功能有功、無功電度表，以測量 1#閘首變1TSH、2#閘首變2TSH的低壓側電度，LCU通過RS－485接口與該電度表通信，采集有功、無功電度量。

2.3 人機聯系功能

人機聯系包括集中控制部分的人機聯系、現地控制單元的人機聯系和啟閉機控制裝置的人機聯系三部分。

集中控制部分的人機聯系功能包括信息顯示功能、報表打印功能以及信息輸入功能。人機界面包括主控界面、閘首模擬量及電氣量界面、統計打印界面、在線幫助等界面。操作人員可以通過這些界面來獲取閘門的工作狀態信息，并通過這些界面，采用鍵盤或鼠標輸入的方式實現對各個閘門的控制。報表打印功能能直接地反映閘門工作狀態記錄，能根據時間、閘門號選擇各扇閘門狀態報表、報警報表及閘門開度報表。

現場控制部分的人機聯系是通過彩色觸摸屏進行運行操作及運行參數監視和在線修改。現場控制單元的人機界面主要由6幅圖組成，即閘門控制界面、閘首一般狀態量界面、閘首電氣量界面、閘首溫度量界面、閘首模擬量界面及報警界面。通過閘門控制界面可完成閘門的開啟、停止和關閉操作，并通過不同界面可直接查詢工作門開度、壓力、油箱油溫以及對各個電氣量、模擬量、狀態量、溫度量進行查詢。當設備發生事故或故障時，能自動啟動屏幕閃光，并發出報警聲，為保護屏幕，在設備無故障和無操作時，在一段時間后屏幕會自動關閉。

啟閉機控制撞桌子的人機聯系也是通過彩色觸摸屏進行運行操作及運行參數的監視的。該人機界面主要由主頁面、開度預置界面、油泵查詢、閘門查詢及故障查詢界面組成。系統上電運行后人機顯示主頁面，主頁面主要顯示當前閘門開度、油壓、油溫、油位、油泵電機狀態等信息，并通過主頁面可以進入其他頁面。

2.4 站控級的通信功能

現地控制單元需要向中控室發送信號并且接受中控室發出的指令，因此需要通過光纖收發機與主廠房監控系統通信，接受站控級的控制命令，并進行有效性檢查和核對。當LCU在“自動”方式時，站控級或調度中心遠程操作站可以實現直接控制；當LCU在“手動”方式時，站控級或調度中心遠程操作站發指令，由閘門運行人員在現地確認后才能實現控制。“自動”、“手動”方式轉換開關設在閘門LCU處。

2.5 能脫離站控制獨立運行的功能

在閘門現地控制單元與站控級脫離聯系的情況下，可以根據現地控制單元觸摸屏上顯示的信息查詢閘門的工作狀態，并根據需要，在觸摸屏上進行啟門、閉門的操作。

2.6 自診斷功能

閘門控制系統具備自診斷能力，在線運行時對閘門LCU的硬件及軟件進行自診斷，能夠及時檢測出故障部件模件和性質。當診斷出故障時，會自動發出信號；對冗余模件，能自動切換到備用模件，保證系統正常工作。

3 結束語

隨著自動控制、通信及計算機技術的不斷發展，把遙控遙測、通信及計算機技術應用于閘門及水位等參量的自動測量、計算、控制和調節，來實現水資源的合理輸送、節制和分配就是水閘監控系統的主要內容和目標。

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