闸门自动化监控系统在板桥水库中的应用

□王 力 □王兴坡 □关 林（板桥水库管理局）

1.工程概况

板桥水库溢流坝闸门共有9孔闸门（含1底孔）和2台廊道集水井排水泵。其原控制系统自1994年投入使用至今已经老化，安全和可靠性能大大降低。同时不能提供控制操作的视频监控图像，并且将相关的信息由现地传输至管理部门，原控制系统已不能满足泄洪抢险的需要。板桥水库闸门自动化监控系统由闸门自动控制系统、视频监控系统、廊道排水控制系统及数据上传板桥水库管理局系统组成。

2.板桥水库自动化控制系统的主要功能

2.1 监测功能

闸门自动化监控系统的监控软件以WindowsXP/2000/NT为操作平台，通过动态图形等应用程序来控制设备的运行状态，对控制效果进行实时和历史性监测。图形化操作界面可以提供日志查看、事件查看、报警查看、操作员管理、数据库管理、全闸门监控、历史曲线和报表，并嵌以动态数据，显示图中各监控点状态。

2.2 控制功能

运行人员通过密码登录的方式在监控软件上通过对图形的操作，既可以完成对现场设备的手动控制（如廊道集水井排水泵的启停控制）,亦可进行自动运行方式的控制（如闸门开启高度的控制）。

2.3 管理功能

采用通用标准大容量存储器建立数据库，对具有研究和分析价值、应长期保存的测量记录，运行计算设定智能储存，可形成曲线图并且具备打印功能。系统软件可提供汇总报告，作为系统运行状态监视和管理的依据。

3.闸门自动化监控系统的主要设备

3.1 监控室

监控室是自动化监控系统的核心，由计算机、硬盘录像机、全数字光端机、彩色大屏幕显示器、LED显示屏等组成。它可以直接和以太网相连。整个溢流坝段所受监控的机器设备和外来人员都在这里集中显示，便于管理人员及时做出管理。

3.2 现地控制柜

现地控制柜是控制系统中现场机电设备的控制器，是一个完整的子系统，自身的软、硬件能完成独立运行，不会受到网络和其它控制器故障的影响。在运行的过程中，出现的故障会以鸣叫的方式提示用户，它有几种操作的方式可供选择：一是现地操作（有手动操作和触摸屏操作），二是远方计算机操作。

3.3 荷重测控仪

门开度荷重测控仪采用先进的单片机系列及配套器件和相应的软件技术，配用JB-2开度传感器进行闸门的开度测量，配用荷重传感器可完成闸门荷重的测量，且具有数字显示、继电器触点输出。它只需4个按键即可完成报警数据预置，同时具有断电记忆功能。

3.4 水位测量仪

水位测量仪采用先进的单片机系列及配套器材和相应软件技术，可配用JB系列水位传感器进行水位测量，同样具有数字显示、继电器触点输出功能。

3.5 摄像仪

摄像仪由9个可360°旋转的摄像仪和4个远红外摄像仪组成，分别对深井泵集水井、闸室卷扬机、输水建筑物等进行监控，实现24h不间断的监控，并储存到硬盘录像机内存中，通过控制器进行历史查阅。

4.板桥水库闸门自动化监控系统的特点

4.1 溢流坝闸门自动化控制系统采用计算机和监控设备相连的监控方式

溢流坝闸门自动化控制系统设有独立的集中控制中心，形成功能完善的、统一协调的控制系统。中控室设置2台互为热备的工控机、1台打印机、1套网络设备、1套UPS交流不停电电源。现地控制柜设有9个溢流坝闸门LCU（含控制单元和驱动单元）。

4.2 溢流坝闸门监控系统分主控制室和各控制单元

两控制室采用高可靠的ModBUS＋协议的CAN总线连接，支持设备故障时自动由总线脱离；系统采用容错设计，不会因为任何一台机器发生故障而引起系统误操作。各LCU也不会因主控级发生故障而影响LCU各自的监控功能。

4.3 各现地控制单元均采用可编程序控制器，且具有自诊断功能

当主控制级计算机发生故障，仍可通过LCU的触摸屏、控制开关、按钮、信号灯、表计或键盘等设备对各现地设备进行操作和监控。

4.4 溢流坝闸门监控系统支持会商室终端功能

在会商室可以显示相应的测控界面，在会商室留有相应的网络接口，以支持上级单位远程网络计算机用户连接。

4.5 整个系统安全可靠，可维护性好，先进并便于扩充

板桥水库闸门自动化监控系统是一个整体的复杂的系统，需要较多的投资，实施过程中坚持“总体设计，分部实施，循序渐进，由点到面“的原则，并充分利用现有设备现成新系统。