紅旗水庫自動化系統建設

唐守義，齊元江，邱鳳琴

（沂源縣紅旗水庫管理所，山東 沂源 256110）

紅旗水庫位于淄博市沂源縣燕崖鄉南部山區的沂河支流——白馬河上游，屬淮河流域沂河水系，是山東省大中型水庫中海拔最高的水庫，也是典型的 “頭頂庫”。水庫現狀總庫容 1151萬m3，興利庫容 770萬 m3，死庫容40萬m3，控制流域面積27.4km2，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產養殖、旅游等綜合利用的中型水庫。

為了加強水庫管理、全面掌握水庫基本信息，保障水庫安全運行，實現水庫管理信息化，紅旗水庫管理所建設數字集成平臺，通過現場測控級完成數據采集，經過處理后，通過無線網絡平臺將數據傳輸至主站級主機完成數據通訊。管理人員通過主站級計算機實現對入庫流量、泄洪流量的數據推算，水位、雨情等數據的遠程監測，并以數字、文字、圖形、表格的形式進行動態顯示，實現水庫管理自動化。

1 自動化系統建設內容

1.1 溢洪道閘門監控系統

溢洪道閘門監控系統由監控主機、PLC控制屏、機旁箱、網絡柜、UPS、傳感器和網絡交換機組成。該系統現場采用西門子PLC及其模擬量、數字量采集模塊和通訊模塊,實現對閘門的升降全過程控制，并實現閘門升降過程中各種工況參數的自動采集與監視，以及故障報警和事故處理，并通過通訊實現觸摸屏及遠程控制，可實時監視各種工況參數。

1.2 大壩滲壓自動觀測系統

共安裝12個壓力式傳感器，安裝在大壩五個斷面（0+020、0+066、0+090、0+120、0+165）12 個測壓管內，用于實時監測12個測壓管內水位高度，及時上傳至管理所上位機。監測系統采用智能監測技術，實現測壓管內水位參數的實時采集和顯示，實時、歷史數據報表及變化趨勢曲線的顯示和打印，數值越值報警，歷史數據的存儲。

1.3 放水洞監控系統

放水洞監控系統由插入式電磁流量計、PLC、浮子式水位計組成。插入式電磁流量計準確測量通過的水流量，并與放水洞PLC通訊,完成數據傳輸；浮子式水位計采集的水位信號通過通訊電纜傳輸到放水洞PLC；放水洞PLC將流量信號、閘門開度、水位等信號進行處理通過多模光纜傳輸至溢洪閘PLC進行集中處理和存儲，PLC將數據通過光纜傳輸至管理所控制中心。

1.4 視頻監控系統

系統可分為三部分，一是視頻監視前端;二是視頻監控中心；三是視頻圖像傳輸網絡。

視頻監視前端包括攝像機和編碼器，負責將攝像機采集的圖像信號數字化，并將圖像數據進行壓縮編碼，供錄像與傳輸用；可接收監控中心的遠程控制信號，用以對現場的監控設備或其它傳感器進行遠程控制。配置圖像存儲服務器用于歷史圖像存儲。

監控中心由視頻監控主機、1臺8路硬盤錄像機（管理所中控室監控柜內）、1臺8路硬盤錄像機 （溢洪閘現場監控室監控柜內）和1臺4路視頻服務器（放水洞機旁箱內）組成。通過硬盤錄像機的管理軟件可方便地控制、切換監視器上的圖像；可將監視圖像進行硬盤錄像，存入文件服務器；可遠程控制遠端監視設備，具有系統配置和用戶管理的功能，同時支持將IP視頻數據流接收到Web信息資源整合平臺供瀏覽共享。

為保證視頻圖像傳輸質量和方便設備線纜的日常維護，把硬盤錄像機安裝在橋頭堡控制柜內或管理所中控室控制柜內，攝像機通過視頻專用電纜把視頻信號送到硬盤錄像機，硬盤錄像機通過工業以太網把視頻信號傳到監控中心，從而保證視頻信號的質量，并可滿足上級調度中心調用視頻信號時的圖像質量要求。

1.5 雨水情自動測報系統

水庫上游選址新建兩處雨量站，每處雨量站設置1臺無線自動雨量計；雨量計采用翻斗式，雨量站采用GSM/GPRS無線網絡完成與水庫管理所控制中心上位機的通信。水庫管理所新建1處自動雨量計，該雨量計通過標準RS485數據線和監控主機完成數據通訊。

1.6 洪水預報系統

洪水測報系統分為主站級和現場監控級。現場監控級由放水洞水位計和流量計、管理所雨量計和上游雨量計等設備或系統組成；在水庫管理所控制中心安裝洪水預報軟件系統，結合溢洪閘泄洪經驗公式、放水洞流量數據以及管理所和上游雨量測報系統提供數據，進行數據存儲、比對、數學建模，并進行綜合分析，從而有效地控制水庫水位，為上級部門防洪調度提供數據依據和技術支持。

運行人員通過操作臺上的主站級計算機實現對入庫流量、泄洪流量的數據推算，水位、雨情等數據的遠程監測。現場測控級設備與主站級設備之間采用GPRS無線網絡進行數據通訊。

2 結 語

紅旗水庫管理所實施的信息化建設，以計算機技術和信息技術集成一體化的數字集成平臺，加強了水庫管理，保障了水庫安全運行，實現了水庫管理信息化。