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水利作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要行業(yè)近年來發(fā)展迅猛，隨著計(jì)算機(jī)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(dòng)控制已進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)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(shí)現(xiàn)資源共享，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(xué)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(hù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及環(huán)境保護(hù)等諸多方面都發(fā)揮了巨大的積極作用。為了進(jìn)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(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)所到達(dá)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(dòng)化采集與傳輸，達(dá)到能夠在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制閘門啟閉以及閘門自動(dòng)控制和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；通過實(shí)時(shí)圖像可以直觀了解閘門的運(yùn)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(chǎng)監(jiān)控裝置兩部分，監(jiān)控中心由前置數(shù)采機(jī)、紫金橋系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成，閘門現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控裝置由圖像部分的攝像頭機(jī)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(chǎng)通過PLC來控制閘門啟閉設(shè)備，通過閘門開度儀實(shí)時(shí)確定閘門的開度，通過閘門荷重儀實(shí)時(shí)確定閘門荷重，并通過水文水利計(jì)算，根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，自動(dòng)設(shè)定閘門開度，提高自動(dòng)化控制程度，減少人工誤差。通過設(shè)立保護(hù)裝置，能對(duì)執(zhí)行過程中發(fā)生的意外情況進(jìn)行及時(shí)處理。結(jié)合遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無人值守閘門自動(dòng)化控制。
二、閘門監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理
閘門監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)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(yùn)行可靠性直接關(guān)系到水庫(kù)運(yùn)用的安全和效益的發(fā)揮，在閘門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中充分考慮技術(shù)先進(jìn)性和操作安全可靠性。通常需要采用計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化元件等組成的完整控制系統(tǒng)。
在大型的需要進(jìn)行遠(yuǎn)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(yuǎn)，為了能夠減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)電站無人值班，閘門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得運(yùn)行人員能夠在閘門控制室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)閘門進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控，同時(shí)還能監(jiān)視各閘門的位置以及運(yùn)行情況，當(dāng)出現(xiàn)閘門故障時(shí)系統(tǒng)能及時(shí)報(bào)警。系統(tǒng)除了能在遠(yuǎn)方進(jìn)行監(jiān)控外，還能就地對(duì)閘門進(jìn)行控制，以便于現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試、維護(hù)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(bào)表等實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過集成多媒體視頻實(shí)時(shí)觀察現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理并以一定的格式存入紫金橋過程數(shù)據(jù)庫(kù)。通常按照信號(hào)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(yùn)行指導(dǎo)
本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開、停機(jī)過程監(jiān)視，當(dāng)開、停機(jī)指令下達(dá)后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能以流程圖的形式實(shí)時(shí)顯示全部開、機(jī)的過程中每一步驟及執(zhí)行情況，提示在開、停機(jī)過程受阻時(shí)部位及其原因，進(jìn)行開環(huán)運(yùn)行指導(dǎo)甚至閉環(huán)自動(dòng)控制操作。另外還可以實(shí)現(xiàn)廠用電系統(tǒng)操作指導(dǎo)，系統(tǒng)能判斷某個(gè)廠用電斷路器或刀閘在當(dāng)前是否允許操作并給出相應(yīng)的標(biāo)志。
權(quán)限管理：使用權(quán)限密碼設(shè)定，按不同級(jí)別設(shè)定密碼和權(quán)限，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和安全性。
異常報(bào)警及事故追憶
紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)某些參數(shù)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行范圍監(jiān)視，進(jìn)行趨勢(shì)分析，可預(yù)先設(shè)定其限制范圍，當(dāng)它們?cè)较藁蛟綇?fù)限時(shí)要作相應(yīng)的處理。這些處理包括越限報(bào)警、越復(fù)限時(shí)的自動(dòng)顯示、記錄和打印；啟動(dòng)相關(guān)量分析功能，作故障原因提示。同時(shí)當(dāng)閘門發(fā)生事故時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將立即以中斷方式響應(yīng)并自動(dòng)顯示、記錄和打印事故名稱及時(shí)間；記錄、顯示和打印相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作情況；自動(dòng)推出相關(guān)畫面；對(duì)事故原因進(jìn)行分析并提示處理方法；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能將發(fā)生的事故及設(shè)備的動(dòng)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(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)定時(shí)掃描查詢各故障信號(hào)，一旦發(fā)生故障，故障報(bào)警信號(hào)將在CRT上以最為醒目的方式即時(shí)地顯示出來，以供值班人員查看。
趨勢(shì)分析判斷
對(duì)閘門啟閉機(jī)定子溫度、軸承溫度、電機(jī)電流、電壓、功率、主變壓器油溫等進(jìn)行趨勢(shì)分析；對(duì)閘門上、下游水位，水閘開啟高度，過閘流量，閘門實(shí)時(shí)荷重，排澇即時(shí)流量等參數(shù)的變化趨勢(shì)曲線進(jìn)行分析，趨勢(shì)變化速率超過上、下限值時(shí)向各工作站值守人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
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(duì)遠(yuǎn)端場(chǎng)景進(jìn)行傳感成像、信號(hào)傳輸、集中監(jiān)視、圖像記錄以及聯(lián)動(dòng)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(dú)立，又有信息相關(guān)性，通過設(shè)立一個(gè)紫金橋中心數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)中，減少了信息冗余度，并提高了信息的可靠性和科學(xué)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(yè)面發(fā)布信息，可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)頁(yè)面兩部分?jǐn)?shù)據(jù)的瀏覽。靜態(tài)頁(yè)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(dòng)態(tài)頁(yè)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(dá)到實(shí)時(shí)、直觀的效果。
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