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摘要：隨著社會經濟的快速發展以及科學技術的進步，各種新科技被應用到了水利工程中。在水利工程閘門系統方面，傳統的閘門需要利用手動開關進行控制，雖然簡單但是不符合社會發展的需要，無法保證操作的安全性和高效便捷性。在引入新的閘門系統以后，融合科技元素，配合計算機操作平臺可實現對水利工程閘門的遠程監控，不僅提高了操作的安全可靠性，也減少了人工勞動量和勞動強度，對于促進水利工程的發展具有至關重要的作用。

關鍵詞：水利工程；閘門監控系統；自動化

閘門是水利工程項目的關鍵，利用自動化技術進行監督與管理，通過閘門自動化監控系統的建設可檢測閘門的啟閉和開度、圖像信息等，同時還能實現遠程控制。閘門自動化監控系統包括中央控制系統和閘門現場控制系統，另外還包括傳感部件、計算機網絡等設施。因為組成多樣，所以在實施監控時對技術提出了較高的要求。

1閘門自動化監控系統的構成

水利工程整個閘門監控系統由多個部分組成，是一個復雜的系統，各個子系統和分單元在總監控系統的控制下可完成各自的工作。各個單元分別可完成集中控制、現場操作和數據收集分析等系列操作。具體可以將閘門自動化監控系統分成閘門監控系統、PLC現場控制單元以及集中控制單元。

1.1閘門監控系統

卷揚機為閘門提供動力，并使用精確度極高的旋轉式編碼器來提高數據傳輸的精確性。旋轉編碼器可以捕獲電動機轉軸的啟閉位置，并間接反映出閘門所在的位置，同時將該信號轉為格雷碼。閘門監控系統中的PLC元件接收格雷碼以后可進行精確定位，采集位置信息并進行實時反饋。閘門自動化監控系統中的重要部件有傳感部件、信道以及遠程控制單元系統等。其中傳感部件是該系統常用設備，其主要作用是實現對現場施工的精準測量，能識別輸出信號的不同類型并找到有效的傳遞方式進行作業。數字型的閘門傳感器可以分成編碼式與計算式兩種，采用數據化的原理可實現對脈沖對位角度的測算并輸出數據。信道的傳輸將直接影響系統的運行穩定，對于閘門自動化監控起著至關重要的作用，信道控制著閘控站和中心站間的通信，可以以不同方式進行數據傳輸、接收等。此外，閘門自動化監控系統的關鍵技術就是可以進行遠程控制，實現夜間的自動化作業。遠程控制單元由多個部件組成，具有可靠穩定的優勢，作為單獨運行的工作站可進行本地控制與遠程數據采集、遠程數據傳輸等，并結合計算機語言程序完成編程。

1.2PLC現場控制單元

利用PLC技術進行現場控制，可提高現場控制的精確性，除了可以準確接收格雷碼，而且能將閘門的精確位置傳輸出去，精確計算閘門位置，準確啟閉電動機從而實現對閘門啟閉的控制。利用PLC作為現場控制單元，首先能通過顯示屏顯示文字圖片信息，并準確反映閘門的啟閉狀態和水位情況等。PLC控制單元還分成不同的操作程序，可實現遠程、現場等操作，并且這些操作都是獨立運行，在共同作用下保證閘門系統正常工作。PLC控制單元還可現場整定閘門的啟閉參數，由于PLC控制單元的安全系數極高，具有較為完善的報警程序，所以一旦出現故障，PLC控制單元便可啟動報警程序及時報警。

1.3集中控制單元

集中控制單元上有不同的操作按鈕，不同的按鈕代表著不同的操作程序，操作人員在實際操作時可通過選擇集中控制單元上不同的操作方式執行命令。在自動化程序中，由于具有智能化的特點，操作人員只要在閘門操作系統輸入特定數值并取得部門的相關數據就能實現閘門操作系統的自動化操作。

2閘門自動化監控系統的主要功能

首先，具有完善的控制功能，能實現對整個水利工程所有閘門的精準控制，比如對所有閘門的啟閉、應急處理等進行控制。其次，還能及時采集閘門運行參數和狀態信號，完善的閘門檢測系統必須要做好對閘門運行與狀態的及時監控，控制閘門開度，采集電度量，及時采集和控制閘門運行參數和狀態信號。第三，該系統具有人機聯系的功能，操作人員可通過人機界面獲取各個閘門工作狀態等關鍵信息，且操作簡單。第四，具有自我診斷、檢測的功能，即該系統在日常工作中可以對常見的問題進行自我診斷，判斷具體故障出現的位置并發出相應報警信號。同時自我診斷還能實現對閘門系統各個軟件的實時監控，可將起不到功能的軟件自動切換到其他備用軟件。

3建立閘門自動化監控系統對于水利工程的必要性

第一，閘門自動化監控系統可滿足現代化水利工程建設的需要，解決水利工程建設中存在的問題。比如我國地勢復雜、河流湖泊眾多復雜、水資源污染等，為提高水資源利用率，保證水利工程建設質量，必須通過自動化監控系統的建設來實現對現代化水利工程建設的保護。因此在水利工程建設不斷引入新技術的條件下，建立閘門自動化監控系統實現對水資源的開發利用，可提高水資源的利用率，推動水利工程的可持續發展。另外，自動化監控系統還能實現水資源共享，即該系統可實時獲取和水資源有關的信息，利用這些信息進行科學合理的規劃。目前水資源監測網絡之間的聯系較少，而建設合理的閘門監測系統可很好地解決該問題，實現各部門之間的數據共享，一同完成我國水資源監測管理任務。

4閘門自動化監控系統在水利工程中的具體應用

閘門自動化監控系統因為具有顯著的優勢，因此只要通過采取有效的對策便能將該系統有效地利用到水利工程建設施工中。首先利用該系統的實時性，系統的響應時間很短，能快速處理PLC、IPC主機，響應I/O接口，以及存儲器的存取、軟件執行與通道傳送速度等。其次利用該系統的可靠性，系統在外界環境良好的情況下具有較好的抗干擾能力，實現長期可靠穩定地運行。再次，利用該系統的可維護性，即閘門自動化監控系統中的設備可自行完成診斷的工作，然后結合水利工程施工現場具體情況和不同特點實現對故障部件的檢查與更換。在進行軟件故障檢測時，可準確檢測到任務的級別，同時還具有便于實驗、可隔離故障斷開點、區別可互換拌和設備與不可互換設備。因為該系統的可維護特征，將其應用到水利工程建設施工中，可有效提升水利工程建設的效率與質量。另外，閘門自動化監控系統中有許多接點，因為該系統的子系統是獨立的，因此每一個節點和子系統在退出時不會對整個系統或其他部分產生影響，而當某一個節點或子系統出現故障時也不會影響整個系統或其他部分的運行。系統用戶則可以進行在線數據設定和修改，但需要更換數據時則需要使用口令進行識別。在水利工程應用時，可根據建設單位及其各部門的不同級別設置對應的口令。同時，閘門自動化監控系統還具有較好的檢測功能，當檢測到出現系統不希望執行的動作或者狀態時會立即報警，對相關指令實施拒收。

5結語

綜上所述，隨著社會主義現代化建設水平的不斷提升以及經濟發展速度的加快，水利工程在推動國家建設方面起著越來越重要的作用。而閘門自動化監控系統是其中重要的環節，該系統利用自動化技術可實現對水利工程施工現場的監督控制，及時發現水利工程建設和運行中存在的問題并進行改正。相關單位必須加強閘門自動化監控系統的安裝作業，強化對系統各部件的了解，有效利用相關設備設施，充分發揮系統實時性、可靠性、可維護性和安全性等優勢。在未來還需要加強對該系統有關設備技術的創新，進一步提升閘門自動化監控系統在水利工程建設中的應用效果。

參考文獻

[1]劉明.自動化監控系統在攔河閘工程設計中的應用[J].水利建設與管理，2018（8）：46-49.

[2]韓福斌.水利工程中大壩閘門的設計與應用[J].科技創新與應用，2013（3）：168.

作者：王巖 尚振蘭 周威 單位：江蘇省淮沭新河管理處