分析自動化控制在啟閉機電控的應用

楊林

【摘要】隨著社會的進步，無論是人們生活用水還是農業、工業用水，量的需求都大幅度提升，因此渠道閘門迫切需要實現啟閉機自動化控制，提高其運行效率。本文將闡述渠道閘門系統構成及其工作原理，以此為基礎分析自動化控制在啟閉機電控的應用。

【關鍵詞】自動化；啟閉機；水閘；應用

水利是我國基礎產業，也是重要經濟支柱產業，伴隨經濟的發展，社會對水資源的需求不斷提高，對閘站啟閉機監控而言，水閘電控自動化水平直接關系著企業經濟效益。啟閉機電控應用自動化控制技術，閘門實現了自動化能明顯提升閘站運行的響應力，進而準確、及時地調節干口、支口流量；配水任務快速有效得以執行，同傳統人力操作模式相比可明顯排除許多人為不準確因素，供水準確性提升，灌區水能使用率跟著提高，隨之帶來的是更優的經濟效益，促進了工業、農業發展，總的來說啟閉機電控自動化是現代化高效準確配水的必然要求。

1、系統構成及運行原理

水利工程是經濟發展的基礎設施，為順應社會的發展，水利信息化、自動化是實現水資源充分利用、優化配置、統一管理的必然需求，渠道啟閉機現代化、智能化、自動化建設迫在眉睫，下面對一般渠道閘門系統構成展開分析，為啟閉機電控應用自動化控制提供基礎條件。

1.1整體系統

整體系統包括主站控制級、現地控制單位兩個層級，其中主站控制級的重要責任是監視與控制工作閘門、渠道機組、供配電設備、水閘、公共設施等；各個現地控制單位通過可編程序控制器等可靠性、性能強的設備對它所管轄地域水資源生產過程進行實時準確的監控，并通過輸出輸入接口和生產過程相連接，現地控制單位針對主站控制級而言具有一定的獨立性，能獨立直接完成生產過程實時實際數據的采集和數據預處理，對各個設備的運行狀態有監視調整、控制等作用。測控系統以某軟件平臺為基礎實現了完整系統的監測與控制，水閘和渠道閘門可編程序控制器既能自成系統獨立運行，又能通過總線實現相互通信，進而形成完整的控制網絡。

1.2辦公自動化系統

以渠道水閘辦公室各職能為基礎，對應分配相應的權限，在整個渠道水閘信息化系統里再共享實時收集數據，以便需要時搜索查詢，局部網絡外面再連接外設資源，比如數字化儀、掃描儀、打復印機等，實現重要信息文件共享，文件傳輸、電子信箱服務、信息發布、局部通訊服務等，隨著信息化建設進程的推進，還可進一步實現物資管理、財務電算化、公文流轉等。

1.3 Web的綜合信息發布系統

Web的綜合信息發布系統里面各個子系統相互間存在一定信息關聯性，又同時獨立存在，各個子系統由一個中心數據庫服務器連接匯總，并對整合信息進行再整理和提煉，將挖掘的數據存放于庫中，能明顯降低信息的冗雜程度，進一步體現了信息化、自動化的科學性和可靠性。Web的綜合信息發布系統的開發以JAVA技術為基礎，根據子系統數據構成Web頁面，發布靜態、動態兩部分信息，動態頁面以圖形、數據、表格的形式顯示，實現了直觀又實時的顯示效果。

1.4圖像監控系統

圖像監控系統應用當前使用頻率很高的視頻/數碼服務器，多攝影機實現了同步監控，還包括視差互補、高畫質動態擷取視訊、運程監控、視訊補強、資料備份、視頻放大縮小、錄制顯示同步、多功能錄像（時間錄像、循環錄像）、支持一定影像格式等，同時還支持多規格攝影機。

2、 自動化控制在啟閉機電控的應用

2.1啟閉機閘體監控提示

水閘自動化控制系統由遠程監控、現場操作兩部分構成，液壓控制系統實現了現場操作部分，自帶以太接口向著遠程監控系統發送至閘門實時狀態；遠程控制應用中控DCS系統來接受并收集液壓控制系統所發送的實時數據，這樣使中央控制平臺實現了對啟閉機實時狀態的監視。

2.2水文、水情監控和分析

這一部分使用以太網方式，將水情數據服務器和JX-300XDCS控制系統相連接，不同地域測得水文數據在中央控制室得到實時顯示，為水文數據實時計算、分析打下了基礎。現場總線系統和以太網都是網絡控制系統的組成部分，在啟閉機自動化監控系統里這些先進的信息化、自動化技術目前已經得到一定程度應用。

全以太網結構是未來的一個發展趨勢，目前來講仍基本為混合結構，如監視站監視系統運行狀態；現場總線控制網絡、計算機、可編程控制器等充當控制設備。工業控制計算機系統用以太網卡接入交換式集線器或網絡交換機；PLC一種由以太網卡接入，一種通過交換式集線器轉換接入。

2.3配電房監控

電量變送器采集到配電房電量參數，再連接控制站I/O卡件，中央控制室、應變電站實現實時電流參數、電壓控制，同時具備有報警等功能。

2.4中心數據處理

液壓控制系統傳送數據，并對啟閉機運行狀態實時分析，進而判斷出閘門工作狀態。以水情數據庫顯示的實際數據為基礎，對水情展開分析，再統計庫容、流量、雨量、氣溫、風速、氣壓等，日統計、月統計以水文報表方式報出，統計配電房電壓、電流，并對其展開分析得到配電房工作狀態。

2.5 PIMS管理網絡及英特爾網絡發布系統

PIMS管理網絡系統將多種運行數據收集、統計、分析，并形成通用數據庫存儲格式；實時數據產生多種類相應文件，實時數據和通用保存文件結合分析，產生統計報表，數據管理系統還和上級管理系統有良好的路徑支持。

啟閉機自動化系統中具備一定管理功能，如控制、監控、保護等，各個數據處理的方法包括處理-存儲-分析-顯示，根據一定原理輔助決策，最后通過英特爾網絡發布系統將有關數據向管理部門發送；同時根據啟閉機工程管理需要，設置查詢等功能，可實現資料輸出，如打印。

結論：

綜上，啟閉機自動化控制的建設實現了渠道閘門自動化監視、監控，實時監測運行與管理狀態，能進一步提升系統運行的科學性、智能性、可靠性及安全性，整個系統以計算機為主導，通過多設備協作監控，可實現渠道閘門“無人或少人”的工作局面，且同樣能為經濟發展、人們生活需要提供需要的水資源需求。

參考文獻：

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