江苏省如皋市碾砣港闸管理所 江苏南通 226541
摘要：随着社会科技的发展与进步，如何与时俱进，开拓创新，努力建立现代化的管理体制，成为水闸管理工作中的新的发展点，只有用科学的眼光审时度势，才能适应水闸管理事业科学化、现代化的要求。
关键词：自动化监控技术；水闸；实践体会
如皋市碾砣港闸位于如皋市境内如海运河的入口处，于1959年建成并投入运行。全闸共15孔，闸底高程-1.5m（废黄河零点，下同），闸顶高程6.8m，设计最大排涝流量613.8m3/s，设计最大引水流量590.7m3/s。主要承担如皋、海安地区约412平方公里的灌溉和842平方公里的引水、排涝及通航等任务。40多年来，闸门启闭一直采用人工手动操作，每次闸门启闭时需要多名管理人员在启闭机房内来回奔波，逐台操作，巡视观察，工作强度大，易发生误操作产生折冲水流，影响工程安全运行和工程效益的发挥。设备陈旧，操作不便，技术落后，已经远不能适应新时代现代化建设的发展要求。
2002年碾砣港闸进行了除险加固工程。碾砣港闸与南通市启动东双剑电子有限公司共同协作，利用现代科技建立了一套自动控制和视频监控系统，用于碾砣港闸的运行管理，实现水位观测系统与闸门启闭自动控制，满足“无人值班，少人值守”的要求，达到远程监控、数据共享、图像远传浏览的水平。2015年省级水利工程维修专项基金（维修项目经费）安排实施了碾砣港闸自动化控制系统更新项目，使碾砣港闸自动化监控系统在运行上更加可靠，在技术上更加适应当前发展形势，使碾砣港闸运行管理水平越上一个新的台阶。
新更新的自动控制系统技术先进，自动化程度高，对管理人员的业务素质要求也高。在深入分析自动化控制系统的工作特点和设备性能后，探索出一套有效地维护与管理方法，以供大家参考。
1系统结构
碾砣港闸自动化控制系统由自动控制操作系统和视频监控系统两部分组成。自动控制操作系统集测量、控制、信号、保护和管理等功能于一体，主要实现数据采集与处理、运行动态监视和故障报警、控制与调节、数据通讯、数据分析、数据指令传输和图像浏览；实现闸门集中和分散控制，根据上下游水位自动限流、限水位、限闸门开启高度控制；根据船舶通航情况自动控制通航孔闸门启闭运行并联动控制交通信号灯；实现电器设备的自动控制。视频监控系统通过视频监视设备，直接掌握现场关键设备的运行状态，作为对自动控制操作需要的补充，实现信号源共享，能帮助运行人员进行综合判断和分析。
2系统主要设备
2.1系统硬件
系统硬件主要由工业控制机、工业级交换机、闸门开度仪、高频雷达水位计、红外定（变）胶摄像头、计算机、网关、现地控制柜等组成。整个系统采用了目前世界上较先进的集散型控制系统（DCS）由现地控制系统、中央控制系统、远端管理系统组成。是一个以通讯网络为组带的集中显示、集中操作管理、分散控制的二级计算机网络控制单元。
2.2系统软件
主控级计算机通过以太网与各分级控制器连接，对闸门运行和通航进行实时全方位监视、控制和管理。系统由PLC编程软件、组态软件、触摸屏软件、自主研发的应用软件等组成。
3系统的先进性
3.1现场控制和现场总线技术
工程采用的闸门开度仪由施工单位和相关技术人员共同开发完成，采用国外可编程控制器（PLC）技术，形成测量、显示、PLC控制、非线性修正、网络通信一体化结构，现场总线通讯协议与日本OMRON可编程控制器的Host Link协议兼容，使该系统具有推广价值。
3.3闸门开度的测量
采用高精度进口光电绝对编码器，集停电记忆、上下限位保护、安装简便、设置容易、测量更加精确等特点。
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3.3水位的测量处理
采用型号为SJRD-908的高频雷达水位计，测量精度很高，同时具有语音查询功能，通过拨打电话进行查询实时水位，实现了无人值班的要求。
4常见故障维护管理措施
4.1系统软件故障的维护管理
4.1.1操作系统
计算机是自动化控制系统的核心，而计算机操作系统的正常运行是整个系统的关键，是其他系统软件正常运转的基本保证。在实际运用中，经常会出现死机、自动重启、自动关机、自动中止、系统运行异常缓慢、无法开机、“本地连接”光发不收、内存错误提示等现象。因此，对操作系统的日常维护安排专业人员负责，定期对系统文件进行清理、杀毒、严禁专用计算机接入外网和做其它无关工作。
4.1.2应用软件及数据库
应用软件的运行直接影响系统的稳定性。数据库记录着碾砣港闸的历史运行数据，是水闸运行管理、水文统计、数据图标分析的依据。为防止出现应用软件及数据库打不开、数据丢失等现象，所以在日常管理中，固定专人使用，定期备份数据，对软件中的异常问题及时与软件设计人员沟通，及时对软件更新和升级；对检测数据经常检索、查询、核对、定期打印、存档；对异常数据进行分析，判断出错原因，确定维护证件；对突发事件进行全程录像存档，为事故分析处理提供依据；设定操作权限，以防数据被修改。
4.2系统硬件故障的维护管理
自动化控制系统共分为三级控制模式，第一级为现地控制模式，利用每台启闭机的现地控制柜，通过设置按钮，实现单孔闸门的手动、自动控制；第二级为集中控制模式，实现单孔闸门启闭的远程自动控制；第三级为远程控制模式，通过计算机发布启闭指令，实现闸门按设定程序依次自动启闭，并定时采集时间、水位、运行参数等数据，形成运行记录。视频监视系统主要是通过前端设备（摄像机）采集图像和数据，并传输至视频控制主机，主机将模拟信号（视频信号）转换成数据信号传输至储存硬盘和显示器，同时自带以太网卡联网，将数据信号传输到所需部门，管理人员能直观地看到任意图像并进行切换与管理。
5实现自动化监控应用的实践体会
自动化控制系统的实现，使碾砣港闸工程运行管理水平提高到一个新的台阶，也使我们在实践水利科技现代化，建设新水利认识上有了很大的提高。
5.1水利信息化是水利现代化的基础和重要标志
水利信息化可以提高信息采集、传输的时效性和自动化水平，提高水利为国民经济和社会发展提供服务的水平与能力，是水利现代化的基础和重要标志。近年来，计算机技术、网络通信技术和自动化技术的飞速发展，特别是现场总线技术和传感器技术日趋成熟，为水利行业的信息采集、传输、处理、共享、控制提供了前所未有的技术手段和解决方案，也为水利行业全面技术升级提供了可能。
5.2实现水利现代化是“富民强省”的需要
水利在全省经济社会发展中始终处于十分重要的位置。坚持依靠科技进步，实施科学治水，已初步建成了防洪和挡潮、除涝、灌溉、降渍、调水五套水利工程体系，有力地保障了全省经济的持续快速健康发展，促进了社会各项事业的进步。经济建设和社会发展能取得这样的成就，与水利在防洪保安、水资源供给和水环境保护方面提供的保障作用密不可分。
5.3加快科技创新是实现水利现代化的根本保障
水利现代化不仅仅是水利设施的现代化，而是从硬件到软件、从机制到体制的全方位现代化。大力推进水利科技进步和技术创新，把水利科学技术的现代化作为水利现代化的重要前提和根本保证。
6结语
随着实践的不断深入，我们对水利现代化的认识也在不断深化。要使水利工程管理按照现代化的要求再上一新台阶，必须要靠先进的科学技术和用现代化的科学思想、科学知识武装起来的人才队伍。信息技术是当今世界新技术革命的核心内容，信息化已成为社会发展的必然趋势。水利科技进步的重点必须放在信息技术的推广运用上。
论文作者:仇小红
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：水利论文; 闸门论文; 系统论文; 启闭论文; 自动控制论文; 数据论文; 水位论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;