閘門監控系統在水利工程中的研究與應用

摘 要：在水利中，傳統的閘門系統是通過簡單地手動開關來實現閘門的控制功能的，但這種簡單地閘門控制方式已經難以滿足社會發展的需求。因為在當今的社會中，經濟不斷的進步，科技技術不斷的發展，所以在水利管理的過程中也不斷地融入了高科技的元素，計算機操做平臺逐漸代替了傳統的人力操作。因為傳統的閘門系統將不再適用，所以必須對傳統的閘門系統進行改造，加入自動化的元素，這樣就構成了全新監控系統——閘門監控系統。閘門監控系統在很大的程度上提高了安全性和可靠性。

關鍵詞：閘門監控系統；水利；研究與應用

前言

經濟的不斷發展，加快了社會的進步，促進了科學技術的發展。在日常生活中，隨處都可以見到科技進步帶來的重大成果。如在水利工程中，傳統的開關式的控制系統已經不能滿足于社會的發展需要，傳統的開關式的控制系統無論在操作的安全性還是操作的便捷性上都不能很好的保證。新的閘門監控系統融入了科學技術的元素，與計算機操作平臺相配合，實現了閘門監控系統遠程操做，大大提高了水利工作者工作的安全型，同時也將我國的水利工程向現代化的方向推進了一步。

1 閘門監控系統的組成

整個閘門監控系統有很多的部分組成，是一個復雜的系統，但是各個系統單元在整個閘門監控系統的控制下有序的完成各自的工作。各個操做單元分別完成集中控制、現場執行、采集閘門所處位置的數據、采集水位數據的一系列的工作。

1.1 閘門監控系統。閘門的動力來自于卷揚機，在位置采集元件中使用旋轉式的編碼器，這種旋轉式的編碼器精度非常的高，充分的保證了傳輸數據的準確性。電機轉軸的啟閉位置可以間接地反映出閘門所處的位置，旋轉編碼器會捕獲電機轉軸的啟閉位置，并將此信號轉換為以二進制形式表示的格雷碼，閘門監控系統中的PLC元件會接收這種二進制形式的格雷碼，并且將其作為閘門的精確位置進行信號的下一步傳送。位置采集及反饋單元的進準度都非常的高。

1.2 采用PLC作為現場控制單元。采用PLC作為現場控制單元，PLC控制單元是一個很重要的部分，它作為現地控制的一個核心的部分，在實行現地控制的過程中起著重要的作用。PLC單元具有高度的精確性，它可以準確的接收二進制形式的格雷碼，并且將其作為閘門的精確位置進行信號的下一步傳送。從而準確的計算閘門所處的位置，完成準確控制啟閉電動機來完成開啟和關閉閘門的工作。對于PLC控制單元的具體運行優點為：PLC控制單元具有液晶顯示屏，在液晶顯示屏上會顯示一些圖片和文字，這些圖片和文字可以準確的反映閘門的開啟狀態、水位的情況、執行下泄操作時水的流量的工作狀態。并且在PLC控制單元上分為不同的操作按鈕，不同的操作按鈕分別代表不同的操作程序，如現地、遠動等操作程序，不同的操作程序分別獨立的運行，共同實現閘門操作系統的正常運行。與此同時PLC控制單元還可以實現對于閘門開啟和關閉參數的現場整定。而且PLC控制單元的安全系數非常的高，具有完善的報警程序，當有故障發生時，PLC控制單元就會啟動報警程序，完成及時的報警。

1.3 集中控制單元。在閘門監控系統中設置有集中控制單元，集中控制單元的數目在兩個左右集中控制單元具有液晶顯示屏，在液晶顯示屏上會顯示一些圖片和文字，這些圖片和文字可以準確的反映各個閘門的開啟狀態、水位的情況、水的流量的等工作狀態。并且在集中控制單元上分為不同的操作按鈕，不同的操作按鈕分別代表不同的操作程序和不同的命令。操作人員在進行實際操作的過程中，可以在集中控制單元上選擇不同的操作方式，如手動操作、自動操作等。在自動進行操作的程序中，是非常智能化的，操作人員只需要事先在閘門操作系統中輸入一定的數值，然后取得運行部門的數據，就可以實現閘門操作系統的自動化操作。

2 閘門監控系統所具有的功能

閘門監控系統應該可以實時并且準確的對監控對象實行監控，并且將監測得到的結果及時的傳遞個操作人員，并且自行的對監測所得數據進行分析和整合，從而更好地執行閘門的開啟和關閉工作。

2.1 完善的閘門控制功能。完善的閘門控制功能必須做到可以準確的對整個水利系統的所有的閘門進行控制，準確的控制整個水利系統所有閘門的開啟和關閉，做好應對緊急事故的應急工作。

2.2 可以及時的對閘門的運行參數和狀態信號進行采集和控制。一個完善的閘門檢測系統的控制功能必須要做到對閘門的運行和狀態進行及時的監控，對閘門的開度進行控制，采集其電度量，并且及時的對閘門的運行參數和狀態信號進行采集和控制，完成信號的傳輸工作。

2.3 人機聯系的功能。一個完善的閘門監控系統必須做好人機聯系的工作，人機聯系的工作涉及到閘門監控系統的各個部分，具體的有：閘門監控系統、采用PLC作為現場控制的單元、集中控制單元。人機聯系主要依靠人機界面來實現，閘門監控系統的操作人員可以通過人機界面獲取由閘門監控系統控制的各個閘門的工作狀態，想要獲取想要得到的關鍵信息時，僅需要進行簡單地鼠標操作就可以實現，并且可以完成對相關信息數據的打印工作。

2.4 自診斷的功能。閘門監控系統在日常運行的過程中，難免不出現一些運行中的問題。所以閘門監控系統應該具有自診斷的功能，所以在閘門監控系統中應該具有自動報警的程序，當閘門監控系統發生一些運行的問題或者相關的故障時，閘門監控系統可以自行的檢測出產生故障的部位并且及時的發出相應的信號。并且自診斷還應該具有對閘門監控系統內的各個軟件進行實時監控的功能，對于一些暫時起不到功能的軟件可以自動的將其切換到備用軟件的行列。

3 我國建立閘門監控系統對于水利工程的必要性

3.1 建立閘門監控系統可以滿足我國實現現代化水利工程的需求。建立閘門監控系統已經是保證我國的現代化水利迫在眉睫需要解決的問題。我國具有復雜的地理形勢，河流和湖泊的分布也非常的復雜，盡管我國境內的河流很多，水資源相對的很豐富，但是由于環境的不斷破壞，水資源污染相當的嚴重，所以對水資源進行建立閘門監控系統對于我國現代化水利的保護有著非常重要的發展意義。因此必須要將水資源的保護充分提上日程，更好的治理水資源。所以就要在傳統水利的基礎上不斷的融入新的科學技術，科學治水，對其進行建立健全閘門的監控系統，進而實現對水資源進行合理開發與利用，實現對水資源的充分利用。

3.2 建立閘門監控系統可以更好的實現對水利資源共享。水資源是一種信息，它關系到我國的經濟結構以及經濟的發展，因此充分的獲取水資源的相關信息，利用水資源的信息來完成科學的規劃具有非常重要的意義，因此就要對水資源進行建立健全閘門的監控系統，實現對水資源信息的采集。雖然現在的很多水資源的監測網絡之間交集甚少，達不到很好的資源共享，這主要是閘門的監測方法的不科學，所以建立閘門監控系統可以很好的解決以上問題，實現部門之間數據共享，更好的完成我國水資源的監測工作。

4 結束語

科學技術的不斷進步為我國的水利監測工作做出了很大的貢獻，閘門監控系統的建立融入了很多的科學元素，使水利系統的監測工作進行的更加的便利，更加的準確，而且在很大程度上提高了監測的安全性和可靠性。相信隨著閘門監控系統的不斷完善，我國的水資源的浪費情況會得到應有的解決，從而在很大的程度上緩解我國的水資源危機，避免水資源的浪費，使我國的水利監測技術逐漸的達到世界的先進水平。

參考文獻

[1]范逸之.VISualBasiC與分布式監控系統——RS232/485通信[M].清華大學出版社，2012，1.

[2]烏仔寬明.單片機外圍器件實用手冊一數據傳輸接口器件分冊[M].北京航空航天大學出版社，2011，5.