板橋水庫閘門集中控制的安全監(jiān)控

□李新鋒 □周 園 □陳華威（板橋水庫管理局）

1.水庫簡介

板橋水庫位于淮河支流汝河上游，在河南省駐馬店市西40km的泌陽縣板橋鎮(zhèn)境內(nèi)。水庫始建于1951年，1956年進(jìn)行了加固擴(kuò)建，1975年8月水庫垮壩失事，1978年板橋水庫復(fù)建工程開工，1981年復(fù)建工程緩建停工。1986年板橋水庫復(fù)建工程再次開工，1992年主體工程完工，1993年6月5日通過國家竣工驗(yàn)收。復(fù)建后的板橋水庫按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，可能最大洪校核，水庫控制流域面積768km2，多年平均徑流量2.8億m3，總庫容6.75億m3是一座以防洪為主，兼有灌溉、城市供水、發(fā)電、水產(chǎn)、生態(tài)旅游于一體的綜合水利樞紐工程。

2.溢流壩閘門存在問題

板橋水庫溢流壩閘門設(shè)8個表孔，每孔14m×14m，一個底孔，孔口尺寸6m×6m；改建輸水洞，增設(shè)了城市供水取水口；最大泄量1.5萬m3/s。閘門控制群采用現(xiàn)場機(jī)械旋鈕控制的方式完成，每孔閘門安裝一臺控制柜，通過人工控制操作控制柜上的旋鈕進(jìn)行閘門的操作，工作人員在進(jìn)行閘門操作的時(shí)候，需要4位工作人員同時(shí)在現(xiàn)場，分別負(fù)責(zé)控制柜操作和對應(yīng)閘門開啟高度的觀察（靈敏度不高，誤差大的編碼顯示器），且閘門與中控室相距較遠(yuǎn)，往返操作需花費(fèi)一定的時(shí)間和人力。同時(shí)設(shè)備老化安全系數(shù)降低，甚至零部件市場斷銷，影響閘門安全度汛效果。達(dá)不到實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性、科學(xué)性，更滿足不了現(xiàn)代化水庫的閘門群集中控制自動化管理。

3.板橋水庫溢流壩閘門改造主要手段

2010年，經(jīng)過積極向上級爭取資金，通過公開招標(biāo)，最終由徐州機(jī)械電子有限公司對溢流壩閘門進(jìn)行改造，為解決以上問題，徐州機(jī)械電子有限公司在板橋水庫的閘門群集控項(xiàng)目中采用兩個系統(tǒng)結(jié)合的方法，在對閘門操作過程中，無論是閘門的開度、荷重、各預(yù)置值等參數(shù)，還是現(xiàn)場實(shí)際情況電視監(jiān)視畫面，均可一目了然，無論什么環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均可立即發(fā)現(xiàn)并采取適當(dāng)措施，從而保障了閘門的安全可靠運(yùn)行，體現(xiàn)出閘門群控制管理的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、科學(xué)性、先進(jìn)性等優(yōu)點(diǎn)。

3.1 視頻輸入部分

視頻輸入部分主要包括攝像機(jī)、視頻傳輸及視頻采集卡。固定監(jiān)控中，一般選用定焦攝像機(jī)，安裝位置要根據(jù)現(xiàn)場及監(jiān)控對象的成像要求。在板橋水庫閘門群集控項(xiàng)目中，采用每孔閘門安裝一個攝像頭。

視頻傳輸：徐州機(jī)械電子有限公司則根據(jù)水庫溢流壩實(shí)際采用光纖傳輸方式，這種方式傳輸無失真、可防雷，在光纖及視頻光端機(jī)價(jià)格越來越低的大環(huán)境下，具有非常強(qiáng)的實(shí)用意義。

本工程中視頻采集卡采用了海康威視的DS-4008HC硬解壓卡，將模擬信號的視頻信息輸入到計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件中。

3.2 傳感器輸入部分

該工程選用了研華的PCL-810及PCL-733等IO板卡，因?yàn)檩斎肓亢同F(xiàn)場測量數(shù)據(jù)要求有關(guān)，既有模擬量的輸入，也有數(shù)字量的輸入。同時(shí)，模擬量的輸入也有可能為4-20mA電流信號，也有可能是5V或mV級電壓信號，因此工控機(jī)需要根據(jù)信號的類型采用不同的輸入板卡。

3.3 工控機(jī)處理部分

工控機(jī)處理部分除工控機(jī)具備的硬件外，主要是軟件處理，相關(guān)過程將在下面一節(jié)中敘述。

3.4 數(shù)字化測控部分

本工程中軟件顯示數(shù)字化信號是通過控件實(shí)現(xiàn)的。控件內(nèi)置了Flash動畫技術(shù)，以能平穩(wěn)顯示閘門的移動過程，另外對各個測控的數(shù)字量，均提供了標(biāo)簽以顯示相應(yīng)的測控值。

3.5 視頻監(jiān)視部分

本工程中選用了?？低暤腄S-4008HC硬卡作為視頻處理部分，廠家提供了完備的SDK開發(fā)包，可支持完備的定制應(yīng)用。

4.結(jié)論

改造后的板橋水庫溢流壩閘門集中控制系統(tǒng)，經(jīng)過兩年的實(shí)際操作運(yùn)行，閘門集中控制的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、科學(xué)性、先進(jìn)性等優(yōu)點(diǎn)，提高了閘門的安全可靠性，增強(qiáng)了安全度汛的能力；同時(shí)，投資少，操作方便，故障檢修容易，非常適合大型水庫提高防洪減災(zāi)能力。