閘門自動化監控系統在工程中的應用簡析

摘?要：閘門自動化監控系統是水利工程中不可或缺的一部分，在船閘、大壩的安全運行過程中，更是起到了非常重要的作用。閘門自動化監控系統具有較多的優勢，例如數據測量精確度高;系統便于操作和維護;可實現無人值班、少人值守;提升閘站的運行管理效率，安全可靠，經濟實用。本文主要是對閘門自動化監控系統的工程應用進行簡要的分析與探討。

關鍵詞：閘門自動控制;監控系統;工程應用

一、 閘門自動化監控系統的控制層級

閘門自動化監控系統，主要是通過與當代計算機網絡技術的結合，對計算機網絡系統中的通信設備和線路進行充分應用的過程，這樣就可以使不同地理位置或者功能對多個控制信息設備采取互聯的模式。自動化監控系統采用開放的、分層分布式體系結構，通常自下而上分成現地級、站控級，有的工程中會在站控級之上再設置管理級。新溝河延伸拓浚工程自動化監控系統具備現地級、站控級、管理級。

（一）站控級

站控級即計算機監控系統，由控制室內的多臺計算機、服務器等組成，負責全站性運行監控事務。計算機監控系統內各計算機設備可以采集現地級設備上傳的各類數據，并在顯示設備上進行實時顯示，使工作人員在中控室內即可監視站內設備的運行狀態并對現地設備進行操作。系統具備報警功能，可以通過顯示設備進行圖像報警，也可以通過音響進行語音報警，使工作人員能夠及時發現設備的異常并進行處理。系統可對運行數據進行統計、分析、存儲。計算機監控系統還可以通過專用的通信網絡與管理級通信，將站內設備運行狀態和數據發送給管理級，實現了上級管理部門對閘站的遠程管理。

（二）現地級

現地級通常根據其監控的對象種類劃分為不同的現地控制單元，現地控制單元既可以自動監控站內設備，也可以由工作人員通過手動操作來監控站內設備。各現地控制單元分散安裝于現地或者控制室內。現地控制單元主要通過各種測量和控制裝置就地對站內各機組、輔機設備、配電設備、閘門開度荷重、水位等對象進行測量、監視和控制。現地控制單元的核心控制設備為PLC，新溝河延伸拓浚工程自動化監控系統的PLC總共配置了992點開入、448點開出、120點模入、64點溫度輸入以及CPU和通信模塊，可以采集監控對象的信號，并按照CPU內置的控制邏輯，分析判斷輸入信號，發出控制命令。PLC自成系統，既可自主運行，也可接受站控級下發的控制命令。現地控制單元通常還配備觸摸屏作為現地級的人機界面，以便工作人員在LCU屏前進行操作。

（三）管理級

管理級是閘站管理單位實施信息管理的平臺，它與計算機監控系統、視頻監視系統相連，獲取閘站運行的各種數據和信息，向外通過Internet網與上級管理部門連接，對外提供經授權可查詢的閘站運行狀態和數據。管理級通常由計算機設備、網絡設備、通信設備、安全防護設備、信息管理系統等軟硬件構成。近年來隨著無線網絡以及移動終端的飛速發展，信息管理系統也開始以App的形式部署到移動終端上，進一步方便了管理人員對閘站信息的調閱，提升了管理效率。

二、 計算機監控系統網絡結構

站控級與現地級之間通常采用以太網連接。根據拓撲結構主要分為星型網絡和環形網絡，根據網絡冗余可以分為單網和雙網。將這兩種分類相結合則可以組合出單星型、雙星型、單環形、雙環形四種網絡結構，每種結構在設備成本、布線繁簡程度、施工成本、可靠性、故障率等維度上都有差異，應綜合考慮選擇合適的網絡結構。站控級網絡設備一般配置千兆級帶寬，現地級網絡設備一般配置百兆級帶寬，如果數據量很大，或者對通信速率要求很高，可以全部配置千兆級帶寬。新溝河延伸拓浚工程的計算機監控系統網絡結構是千兆級帶寬的單環網結構，具有較高的可靠性，在某個節點故障的情況下，依然能保證數據通過正常鏈路傳輸。

三、 視頻監控系統

視頻監視系統由前端設備、網絡傳輸設備、控制設備、顯示設備、控制軟件等部分組成。視頻監控網絡通常獨立于計算機監控系統網絡，以保證視頻監控網絡和計算機監控網絡的穩定性和數據傳輸速率。視頻監控系統軟件是與視頻硬件配套的專用軟件，安裝在專用的視頻監控服務器上?？梢詫崟r監視各監視點的情況，具有圖像切換、分割顯示功能;具有圖像參數調整功能;具有音視頻錄像、檢索和回放功能;具有快放、慢放、單幀播放功能，可實現圖像抓拍，放大等功能;具有開放的數據接口，可實現信息發布、報警聯動功能;具有多個操作員密碼，多個操作等級。具有標準協議的以太網軟件接口，支持Web瀏覽功能，允許多客戶同時登錄。

四、 結束語

綜上所述，閘門自動化監控系統通過對現代計算機技術、網絡通信技術、信息技術的高效利用，實現了對水利工程的相關設備實時性的監控，提升了水利工程運行管理的效率，很好地體現了自身的價值。隨著水利工程對自動控制需求的不斷升級、對智能化以及信息化需求的跟進，閘門自動化監控系統將起到越來越重要的作用，而未來對物聯網技術以及無線通信技術的利用，將使閘門自動化監控系統能夠更好地服務于水利工程。

參考文獻：

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作者簡介：周瑞平，南京河海南自水電自動化有限公司。