闸门远程控制系统的研究与应用

【摘要】本文首先对闸门远程控制系统的原理及意义做了概述，结合远程控制在水闸管理中的应用情况，分析了远程控制系统的优势以及存在的缺点，针对存在的缺点提出合理的解决方案。

【关键词】远程控制；PLC技术；视频监视；应用

一、闸门远程控制系统的原理及意义

闸门远程控制系统由PLC上位机数据采集系统、组态软件远程操作系统、水闸视频监视系统等组成。

上位机数据组采集监控系统：管理人员通过上位机来对水库水文数据、水闸开度等数据进行记录，对水闸进行监控，可编程序控制器接收上位机的指令，完成对数据的采集和设备的控制。

组态软件远程操作系统：组态软件包括四大部分，即计算机系统软件、基本软件、应用软件及工具软件。计算机系统软件是用以提供系统其它软件运行的环境，用户软件的开发手段，如用户程序的编辑、编译、联接、任务的插入、运行、退出等。基本软件是实现系统基本监控功能所必须的软件，如数据采集，数据处理，数据库管理，图形显示，报表生成，语音报警等软件。应用软件是实现生产过程操作或控制功能的软件，如水利调度软件等。工具软件是指提高系统开发效率的软件，它可以减轻软件开发与维护强度，提高系统的可维护性，使开放系统真正地向用户开放。

水闸视频监控系统：视频监控系统由前端设备和后端监控设备组成。前端设备主要是指各种摄像机、云台、镜头、解码器等设备；后端监控设备包括（终端显示、控制部分）VGA监视器、视频监控录像主机、云台镜头控制器、控制键盘、矩阵切换器等。前端设备采集视频画面信息传输至监视器，操作人员可通过后端监控设备发送指令远程控制前端设备调整可视范围、图像清晰度及远近，实现现场全方位实时监控。

先期铺设设备光缆连接PLC闸门控制柜至协调控制室作为远程控制系统的传输媒介。以PLC上位机作为闸门监控系统的核心，采集实时数据传输至控制主机，组态软件作为远程操作系统软件核心，收到数据后再进行开关闸操作。在操作时配合视频监视系统，监视河道及启闭机房等情况，保证操作时的安全性，可靠性。

闸门远程控制系统对水利管理单位的意义重大。一方面在闸室距离水利单位较远的地方能够快捷高效的完成开关闸，在紧急情况下保证时效性，便于领导决策；另一方面操作人员远程操作控制柜进行开关闸，远程了解闸门运行情况，保证安全性；改变了以往实地开启闸门需多人操作的境况，同时通过监控系统实时采集各项水利数据，对水闸数字化管理尤为重要。

二、闸门远程控制系统的应用

灌河地涵工程是通榆河北延送水工程的重要组成部分，该工程是将上游引水河来水通过地涵穿越灌河送至灌北泵站站下，涵洞长450米，闸室间相距550米。地涵上洞首位于响水县城西郊黄响河入灌河的河口处，下洞首位于灌河北岸的灌南县长茂村。上下洞首各4孔闸门，闸门采用平面钢闸门，由卷扬式启闭机启闭。

由于下洞首离管理所交通距离较远，从管理所到下洞首启闭机房需要花费15到30分钟，而且同时启动上、下洞首闸门需要上、下洞首各两人，不但浪费人力物力，而且在时效上无法保证。一套完善的远程控制系统对灌河地涵水闸管理尤为必要。

在灌河地涵建设时期，就建立了自动化控制系统，实现了闸门与电气设备的远程控制。设备光缆从地下涵洞中穿过直接连接上、下洞首1#上和4#下PLC闸门控制柜，再由上洞首PLC闸门控制柜连接到中控室，形成控制系统。采用施耐德M340系列PLC来作为闸门监控系统的核心，与之相配的vijeo citect v7.1先进组态软件作为远程操作系统软件核心，通过Sentinel的SafeNet采集实时数据形成表格，并将数据传给控制主机，主机收到数据后再进行开关闸操作。在操作时配合视频监视系统，监视上下游河道及上下洞首启闭机房等情况，确保安全的状态下启闭闸门。

三、闸门远程控制系统的优点：

闸门远程控制系统有很多优点：

（1）在中控室同时控制上下洞首闸门，不必安排人员去现场开关闸，有一定的时效性，并且保证了工作人员的人身安全；

（2）及时采集闸位、荷重等数据，实时监测闸门的运行工况；

（3）通过采集的数据可以了解水位的变化情况，做到不出门就能观测实时水位；

（4）在中控室通过视频系统及时观察到上下游的安全情况，从而使开闸更有安全保障。

四、闸门远程控制系统的缺点：

在我们的使用过程中，也发现了一些不足之处：

（1）在开关闸时，上、下洞首有可能会发生不可控的情况，通过视频监控发现有人影响开闸，需要去现场驱赶才可以进行开闸；

（2）视频球机角度有限，无法查看闸门附近的水情；

（3）视频监视系统的电源、线路、摄像机等一旦损坏，将导致无法及时看到闸室附近情况；

（4）自动控制系统长期不使用易发生死机、程序故障等问题；

针对这些不足之处我有以下几点意见：

（1）在上、下洞首闸室面向河道側安装扩音喇叭，如通过监控发现有人在闸室附近影响开闸，则远程开启喇叭督促无关人员原理河道；

（2）在上、下洞首翼墙上闸门附近分别安装两个枪机对着闸门，确保监视无死角；

（3）每日对视频监视系统进行检查，一旦出现视频问题将立即采取措施排查故障并修复；

（4）每月例行试机时均采用自动化远程控制系统试机，确保自动化系统运行正常。

这些改进措施在我们日常管理中有的已经正在进行，有的将在以后的管理养护中逐步善。

五、结束语：

远程控制系统既节约了运行成本，也节约了运行时间，并且管理者也可以方便迅速地采集到各种数据。在今后的水闸管理中，全自动化运行管理将逐渐代替人工运行管理，水闸自动化管理必将迈向一个新的台阶。

参考文献：

[1]吴玉洁. PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].水能经济.2015（07）：19.

[2]苏俊辉. 防水闸门远程控制系统的研究与应用[J].科技资讯.2012（12）.