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    水利作為國民經(jīng)濟的重要行業(yè)近年來發(fā)展迅猛，隨著計算機技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，水工業(yè)自動控制已 進入一個全新的時代。水利現(xiàn)代化和智能化建設(shè)是提高防治洪澇干旱災(zāi)害、提高水資源管理決策水平的需要。也是實現(xiàn)資源共享，促進國民經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的需要，其 有助于消除了信息孤島，減少了數(shù)據(jù)冗余，提高了信息的可靠性和科學性。

    閘門作為水利系統(tǒng)最基層的工程之一在防洪抗災(zāi)中扮演了重要角色，除了滿足水利部門的用水需求外，在防洪、保護工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)安全以及環(huán)境保護等諸 多方面都發(fā)揮了巨大的積極作用。為了進一步發(fā)揮泵站的綜合利用效益，盡可能減少洪澇災(zāi)害的損失，提高調(diào)度管理的決策水平，紫金橋公司提出以紫金橋軟件為數(shù) 據(jù)中樞的閘門監(jiān)控信息系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

    閘門監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢測所到達的閘門上、下游水位、閘門荷重、閘門啟閉狀態(tài)與開度、圖像信息自動化采集與傳輸，達到能夠在監(jiān)控中心遠程控 制閘門啟閉以及閘門自動控制和系統(tǒng)聯(lián)動；通過實時圖像可以直觀了解閘門的運行工況以及周邊環(huán)境。紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)主要分為系統(tǒng)中央控制室（監(jiān)控中心）和 閘門現(xiàn)場監(jiān)控裝置兩部分，監(jiān)控中心由前置數(shù)采機、紫金橋系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺、計算機網(wǎng)絡(luò)組成，閘門現(xiàn)場監(jiān)控裝置由圖像部分的攝像頭機位布置、閘門監(jiān)控部件PLC 的布置以及信息傳輸通道的建設(shè)。現(xiàn)場通過PLC來控制閘門啟閉設(shè)備，通過閘門開度儀實時確定閘門的開度，通過閘門荷重儀實時確定閘門荷重，并通過水文水利 計算，根據(jù)實測水文資料，自動設(shè)定閘門開度，提高自動化控制程度，減少人工誤差。通過設(shè)立保護裝置，能對執(zhí)行過程中發(fā)生的意外情況進行及時處理。結(jié)合遠程 圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人值守閘門自動化控制。

二、閘門監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原理

    閘門監(jiān)控系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性要求都比較高。尤其是在閘門（群）監(jiān)控系統(tǒng)中，各類閘門眾多，閘門操作運行可靠性直接關(guān)系到水庫運用的安全和效益的發(fā) 揮，在閘門控制系統(tǒng)的設(shè)計中充分考慮技術(shù)先進性和操作安全可靠性。通常需要采用計算機、可編程邏輯控制器、通信網(wǎng)絡(luò)、自動化元件等組成的完整控制系統(tǒng)。

    在大型的需要進行遠程監(jiān)控的系統(tǒng)中，由于樞紐的閘門布置比較分散，且距離較遠，為了能夠減輕運行人員的勞動強度和實現(xiàn)電站無人值班，閘門控制系統(tǒng)的設(shè)計使得 運行人員能夠在閘門控制室對現(xiàn)場各個閘門進行遠方監(jiān)控，同時還能監(jiān)視各閘門的位置以及運行情況，當出現(xiàn)閘門故障時系統(tǒng)能及時報警。系統(tǒng)除了能在遠方進行監(jiān) 控外，還能就地對閘門進行控制，以便于現(xiàn)場的調(diào)試、維護和緊急情況處理。

三、系統(tǒng)功能

    紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)可通過直觀的流程圖及報表等實時顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過集成多媒體視頻實時觀察現(xiàn)場狀態(tài)，并通過下置控制命令來控制閘門的開關(guān)度。

流程圖顯示 

    該系統(tǒng)利用紫金橋組態(tài)軟件（Real-V6.0）的DRAW圖形功能，通過模擬的圖形方式來顯示實際的閘門開關(guān)情況，水位狀況。

數(shù)據(jù)采集與處理

    這部分功能包括對實時數(shù)據(jù)的采集、進行必要的數(shù)據(jù)預處理并以一定的格式存入紫金橋過程數(shù)據(jù)庫。通常按照信號性質(zhì)的不同把它分分為模擬量、開關(guān)量及脈沖數(shù)字量等，其采集及處理方法也各不相同。

運行指導 

    本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對開、停機過程監(jiān)視，當開、停機指令下達后，計算機監(jiān)控系統(tǒng)能以流程圖的形式實時顯示全部開、機的過程中每一步驟及執(zhí)行情況，提示在開、停機 過程受阻時部位及其原因，進行開環(huán)運行指導甚至閉環(huán)自動控制操作。另外還可以實現(xiàn)廠用電系統(tǒng)操作指導，系統(tǒng)能判斷某個廠用電斷路器或刀閘在當前是否允許操 作并給出相應(yīng)的標志。

    權(quán)限管理：使用權(quán)限密碼設(shè)定，按不同級別設(shè)定密碼和權(quán)限，提高系統(tǒng)運行可靠性和安全性。 

異常報警及事故追憶

    紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)可對某些參數(shù)以及計算機數(shù)據(jù)進行范圍監(jiān)視，進行趨勢分析，可預先設(shè)定其限制范圍，當它們越限或越復限時要作相應(yīng)的處理。這些處理包括越 限報警、越復限時的自動顯示、記錄和打印；啟動相關(guān)量分析功能，作故障原因提示。同時當閘門發(fā)生事故時，計算機監(jiān)控系統(tǒng)將立即以中斷方式響應(yīng)并自動顯示、 記錄和打印事故名稱及時間；記錄、顯示和打印相關(guān)設(shè)備的動作情況；自動推出相關(guān)畫面；對事故原因進行分析并提示處理方法；計算機監(jiān)控系統(tǒng)能將發(fā)生的事故及 設(shè)備的動作情況按其發(fā)生的先后順序記錄下來。 

故障狀變顯示記錄

    計算機監(jiān)控系統(tǒng)定時掃描查詢各故障信號，一旦發(fā)生故障，故障報警信號將在CRT上以最為醒目的方式即時地顯示出來，以供值班人員查看。 

趨勢分析判斷

    對閘門啟閉機定子溫度、軸承溫度、電機電流、電壓、功率、主變壓器油溫等進行趨勢分析；對閘門上、下游水位，水閘開啟高度，過閘流量，閘門實時荷重，排澇即時流量等參數(shù)的變化趨勢曲線進行分析，趨勢變化速率超過上、下限值時向各工作站值守人員發(fā)出報警信號。 

視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng) 

    系統(tǒng)可集成圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可對遠端場景進行傳感成像、信號傳輸、集中監(jiān)視、圖像記錄以及聯(lián)動控制的安全技術(shù)防范和管理系統(tǒng)。

Web綜合信息發(fā)布系統(tǒng)

    紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間相互獨立，又有信息相關(guān)性，通過設(shè)立一個紫金橋中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，把各子系統(tǒng)中的信息經(jīng)過整理、提煉、挖掘后存放到數(shù)據(jù)庫中，減少了信息冗余度，并提高了信息的可靠性和科學性。用基于INTERNET技術(shù)開發(fā)Web綜合信息發(fā)布系統(tǒng)，根據(jù)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織成相應(yīng)的Web 頁面發(fā)布信息，可實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)頁面兩部分數(shù)據(jù)的瀏覽。靜態(tài)頁面是一些不變的信息，如工程概況、建筑物布置圖、系統(tǒng)構(gòu)成圖等，動態(tài)頁面即把服務(wù)器中存放的 數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)邏輯組織，以數(shù)據(jù)表格、圖形的方式顯示，達到實時、直觀的效果。