水闸自动化系统的设计及其现实探讨

马良霄 刘 平

（商丘市水利建筑勘测设计院，河南 商丘 476000）

水闸自动化系统通常采用分散式的控制系统，因为水闸所在的环境都比较恶劣，系统中的液压还有传感器设备等装置都都会很快地老化，从而出现错误的移动或者拒绝移动的异常情况。所以，研究人员要克服其中的困难，建立一个较为可靠的水闸自动化系统，便于水利资源的合理管理，减少洪涝干旱，保证南水北调工程的顺利进行，促进水利行业的可持续发展。

1 水闸自动化系统设计中的关键环节

1.1 全自动与辅助手动相结合

在水闸自动化系统中，就目前的情况而言，船闸都是由电脑根据以往的实际经验所积累的数据来编写的程序，来进行远程、智能控制的，它改变以往闸门的手动的操作方式，将工作地点由室外变成了室内，将原本需要较多人才能完成的水闸的开关，调整改进成在值班室内，集中地操作电脑进行遥控。但是，为了避免水闸自动化系统的损坏或者失灵，辅助性的手动操作方式不能被舍弃，即使不经常使用，但依然有必要在闸门自动化系统设计时考虑进去。

此外，有了先进的科学技术，相关的管理人员的知识水平和综合素质也要迅速提高，否则，先进的科学技术无法与先进的管理水平很好的有机结合，也不能最大限度地发挥水闸自动化系统的优点与效率。

1.2 信息的监控与收集

在该系统中，有大量的数据需要监控，大概分为三类：开关量、模拟量和数字量。开关量包含了闸门的开启与闭合、闸门上下限位、电机的开启与关闭等等；模拟量就是电源的电流、电压和功率等；数字量涵括了不同闸门的闸位、上下游水位等等不同的参量。

以最简单的闸门的开启与闭合为例，由PLC不断收集闸门开关闭合的状态和设备的即时情况的各种参数，并且存储到数据库内，再通过通信接口和控制室内的计算机进行数据的链接和传输，同时按照控制室中计算机的命令采集相关的数据。将所采集的数据与实现设定的限值进行比较，一旦越限或者出现错误的数值，立即发出相应的警报，并按照程序预先设置的选项进行处理。

1.3 图像监控系统

为了及时了解水闸内外的水情和水闸室外的船只状况等实时的动态情况，要对闸内的情况进行图像监控。图像监控系统是由摄像机、解码器、视频切换器、数字硬盘机、高速球摄像机等设备组成。系统可以录制单路或者多路的即时图像，而且如果需要进行查询，将会十分的便利，只需要输入所要查询的日期，就可以看到当时的影响资料。值班人员在值班室内就可以对水域和船只的的情况有全局性地掌控，有利于他们作出正确的判断，通过电脑对水闸的开关闭合、大小进行远程的控制，从而减少监督管理人员的负担，提高其工作效率。

1.4 实施远程控制

目前，各个分站之间都是采用的网络通信技术进行联系，各个分站将收集到的数据通过计算机网络发送到总站区的水闸管理中心的控制平台和其他地区的分站进行数据的监控和水闸的调度，在网络通信的帮助下，实现了对水闸的即时控制。一旦出现异常的数据，各地区的防汛办也可以在第一时间对水情进行了解，从而疏导、减少洪涝灾害的发生及所带来的人民生命财产安全的损失。

2 水闸自动化系统的保护措施

2.1 雷电保护措施

在雷电频繁发生的地区，雷电产生的瞬间将会产生极高的电压，而暴露在外界的传感器材或者电源等设备会将电压引入到系统当中。水闸自动化系统的不同部分的电压无法保持一定的平衡，进入系统的电压将通过通讯线、地线和电源线等元件进行泄放，会对系统造成毁坏，造成水闸自动化系统无法正常运行。所以，应加强对水闸自动化系统的防雷保护，将仪器设备的箱体就近进入地网，平衡系统内部的电位差，减少损失。

2.2 观测系统配备专用电源

由于自动化技术的迅速发展，对引张线的观测也逐渐走向自动化的道路。定期的对自动化设备和引张线设施等进行检测和维护可以确保观测数据的有效性和可靠性。在设计时就要对箱体本身及其两端的密封性提出严格的要求，以防蛇或者老鼠等动物进入保护箱，从而影响线体的使用和自由。在定期对引张线的复位精度的检测中，一旦发现问题要及时进行相应的处理，以免影响整个水闸自动化系统的稳定运行。一旦电流过大时，就会影响闸门自动化系统的正常，因此观测系统需要采用专用的电源采取稳压及过压的保护措施。

3 结束语

水闸自动化系统能否良好的运行与设计的合理性、科学技术的先进性和施工建设的严格性有着密不可分的联系。当水闸自动化系统投入运行后，可以改变过去手动控制的操作方式，降低相关的值班人员的需求量，并且明显地提高调度控制的效率和精确度。同时，水闸自动化系统与计算机网络通信系通完美结合，能够很好地收集和分析水情的参数，从中总结规律，加强和上级调度部门或者同级部门的联系和交流，可以更好地提高水情的统筹调度控制的效率，优化工程建设，为社会主义现代化的发展作出贡献。

[1] 宋春杰，王辉水.闸自动化监控系统的组成及关键设计[J].科技资讯，2012.