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(nóng)業(yè)、工業(yè)用水，量的需求都大幅度提升，因此渠道閘門迫切需要實現(xiàn)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(tǒng)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(chǎn)業(yè)，也是重要經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨經(jīng)濟的發(fā)展，社會對水資源的需求不斷提高，對閘站啟閉機監(jiān)控而言，水閘電控自動化水平直接關系著企業(yè)經(jīng)濟效益。啟閉機電控應用自動化控制技術，閘門實現(xiàn)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(diào)節(jié)干口、支口流量；配水任務快速有效得以執(zhí)行，同傳統(tǒng)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(qū)水能使用率跟著提高，隨之帶來的是更優(yōu)的經(jīng)濟效益，促進了工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展，總的來說啟閉機電控自動化是現(xiàn)代化高效準確配水的必然要求。

1、系統(tǒng)構成及運行原理

水利工程是經(jīng)濟發(fā)展的基礎設施，為順應社會的發(fā)展，水利信息化、自動化是實現(xiàn)水資源充分利用、優(yōu)化配置、統(tǒng)一管理的必然需求，渠道啟閉機現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)

整體系統(tǒng)包括主站控制級、現(xiàn)地控制單位兩個層級，其中主站控制級的重要責任是監(jiān)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(xiàn)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(chǎn)過程進行實時準確的監(jiān)控，并通過輸出輸入接口和生產(chǎn)過程相連接，現(xiàn)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(chǎn)過程實時實際數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)預處理，對各個設備的運行狀態(tài)有監(jiān)視調(diào)整、控制等作用。測控系統(tǒng)以某軟件平臺為基礎實現(xiàn)了完整系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，水閘和渠道閘門可編程序控制器既能自成系統(tǒng)獨立運行，又能通過總線實現(xiàn)相互通信，進而形成完整的控制網(wǎng)絡。

1.2辦公自動化系統(tǒng)

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(tǒng)里再共享實時收集數(shù)據(jù)，以便需要時搜索查詢，局部網(wǎng)絡外面再連接外設資源，比如數(shù)字化儀、掃描儀、打復印機等，實現(xiàn)重要信息文件共享，文件傳輸、電子信箱服務、信息發(fā)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(xiàn)物資管理、財務電算化、公文流轉等。

1.3 Web的綜合信息發(fā)布系統(tǒng)

Web的綜合信息發(fā)布系統(tǒng)里面各個子系統(tǒng)相互間存在一定信息關聯(lián)性，又同時獨立存在，各個子系統(tǒng)由一個中心數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存放于庫中，能明顯降低信息的冗雜程度，進一步體現(xiàn)了信息化、自動化的科學性和可靠性。Web的綜合信息發(fā)布系統(tǒng)的開發(fā)以JAVA技術為基礎，根據(jù)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)構成Web頁面，發(fā)布靜態(tài)、動態(tài)兩部分信息，動態(tài)頁面以圖形、數(shù)據(jù)、表格的形式顯示，實現(xiàn)了直觀又實時的顯示效果。

1.4圖像監(jiān)控系統(tǒng)

圖像監(jiān)控系統(tǒng)應用當前使用頻率很高的視頻/數(shù)碼服務器，多攝影機實現(xiàn)了同步監(jiān)控，還包括視差互補、高畫質(zhì)動態(tài)擷取視訊、運程監(jiān)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(huán)錄像）、支持一定影像格式等，同時還支持多規(guī)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(jiān)控提示

水閘自動化控制系統(tǒng)由遠程監(jiān)控、現(xiàn)場操作兩部分構成，液壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)了現(xiàn)場操作部分，自帶以太接口向著遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送至閘門實時狀態(tài)；遠程控制應用中控DCS系統(tǒng)來接受并收集液壓控制系統(tǒng)所發(fā)送的實時數(shù)據(jù)，這樣使中央控制平臺實現(xiàn)了對啟閉機實時狀態(tài)的監(jiān)視。

2.2水文、水情監(jiān)控和分析

這一部分使用以太網(wǎng)方式，將水情數(shù)據(jù)服務器和JX-300XDCS控制系統(tǒng)相連接，不同地域測得水文數(shù)據(jù)在中央控制室得到實時顯示，為水文數(shù)據(jù)實時計算、分析打下了基礎?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)和以太網(wǎng)都是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的組成部分，在啟閉機自動化監(jiān)控系統(tǒng)里這些先進的信息化、自動化技術目前已經(jīng)得到一定程度應用。

全以太網(wǎng)結構是未來的一個發(fā)展趨勢，目前來講仍基本為混合結構，如監(jiān)視站監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)；現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡、計算機、可編程控制器等充當控制設備。工業(yè)控制計算機系統(tǒng)用以太網(wǎng)卡接入交換式集線器或網(wǎng)絡交換機；PLC一種由以太網(wǎng)卡接入，一種通過交換式集線器轉換接入。

2.3配電房監(jiān)控

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

2.4中心數(shù)據(jù)處理

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

2.5 PIMS管理網(wǎng)絡及英特爾網(wǎng)絡發(fā)布系統(tǒng)

PIMS管理網(wǎng)絡系統(tǒng)將多種運行數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計、分析，并形成通用數(shù)據(jù)庫存儲格式；實時數(shù)據(jù)產(chǎn)生多種類相應文件，實時數(shù)據(jù)和通用保存文件結合分析，產(chǎn)生統(tǒng)計報表，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還和上級管理系統(tǒng)有良好的路徑支持。

啟閉機自動化系統(tǒng)中具備一定管理功能，如控制、監(jiān)控、保護等，各個數(shù)據(jù)處理的方法包括處理-存儲-分析-顯示，根據(jù)一定原理輔助決策，最后通過英特爾網(wǎng)絡發(fā)布系統(tǒng)將有關數(shù)據(jù)向管理部門發(fā)送；同時根據(jù)啟閉機工程管理需要，設置查詢等功能，可實現(xiàn)資料輸出，如打印。

結論：

綜上，啟閉機自動化控制的建設實現(xiàn)了渠道閘門自動化監(jiān)視、監(jiān)控，實時監(jiān)測運行與管理狀態(tài)，能進一步提升系統(tǒng)運行的科學性、智能性、可靠性及安全性，整個系統(tǒng)以計算機為主導，通過多設備協(xié)作監(jiān)控，可實現(xiàn)渠道閘門“無人或少人”的工作局面，且同樣能為經(jīng)濟發(fā)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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