摘要：本文主要简述了中小型闸坝自动化监控系统的成长，简单介绍了实现“无人值班”（少人看护）的技术条件，具体描写了基于全开放、分层散布水电厂监控系统下的闸坝监控现地自动化单元的组成结构、功能、及其他相关子系统。要害词：闸坝自动化监控PLC集中控制涣散控制1引言拦河闸坝是水利枢纽工程中必不成少的主体建筑物，它担负着水电厂的发电、流域的防洪、水库的浇灌等重要的使命。随着我国水利水电行业的迅猛成长，和水电厂“无人值班、少人值守”工作的不竭深进,越来越多的工程项目采用了闸坝自动化监控系统。这对于提高闸坝的运行治理水安然平静组建流域水文调剂系统无疑是个重要的手段。本文就中小型闸坝的自动化监控系统作几点探讨。2闸坝自动化监控系统的成长持久以来，我国中小型水电厂的拦河闸坝年夜都靠人工观测收集数据、陈述运行情况、凭据调剂饬令进行现地操作。数据受工钱身分影响误差较年夜，而且运行维护劳动强度年夜、数据收集周期长、难以周全、当令地领会闸坝工况。为此，中小型闸坝的自动化建设就显得越来越重要和迫切。80年月早期，从借鉴年夜型水利枢纽的自动化系统起头，中小型闸坝的自动化建设主要履历了：常规闸坝的运行、单片机的采用、PLC（可编程逻辑控制器）和总线方式的引进等几个阶段（模式）的成长后，慢慢形成了今天基于全开放、分层散布式水电厂自动化监控系统下的闸坝远方监控系统。而本文主要连系四川雅安电力（团体）股份有限公司所属几个主干水电站，在闸坝自动化方面的运用和实践，计议这类闸坝远方监控系统的技术条件和技术措施。3闸坝自动化监控系统的技术条件一套比力完善的闸门自动化监控系统是基于——在线自动丈量技术、自动控制技术、计较机技术、图像监控技术和相关的专用分析软件和通讯网络——所组成的一个综合性的在线自动监测、统计、处置、控制系统。它相对常规年夜坝运行来说，典型的区分在于：是基于“无人值班、有人看护”要求进行的系统设计。年夜坝治理基本不需要常规运行人员，是以应当具有以下几个条件：3.1具有自力的监控功能：在分层散布式水电厂自动化监控系统中，依照控制对象的散布设置，闸坝监控部门仅作其中的一个装备单元，哄骗通讯通道毗连到资本同享的网络上实现涣散控制。凭据IEEE对散布式系统的要求，各现地单元应具有自治性、模块性和并行性。也就是说，闸坝的监控系统可以作为一个自力的现地监控模块，在不依靠其他系统的支持下，能够自行完成数据的收集、现地的集中操作和控制功能。在系统结构组成上应以此为条件。3.2具有远程控制、调理能力既然要实现“无人值班”，闸坝监控系统不仅应当具有现地的各类监视、操作、控制功能，更主要必需保证与远方控制系统数据交换，上送有关信息，同时接收主控系统的饬令，实现远程控制和调理。3.3具有年夜坝平安检测系统年夜坝的平安关系到水库的正常运行及下流城乡人平易近的生命财富平安，系统的功能设计也应当遵照电力工业部《水电站年夜坝平安治理法子》，并连系水电厂现实情况，可以采用一个或几个年夜坝平安自动监测子系统，如：年夜坝渗流、年夜坝变形（位移）、年夜坝扬压力、年夜坝强震自动监测系统和图像监控等。以便实时发现年夜坝隐患，为水库的平安运行提供有力的保障。4闸坝自动化监控系统的技术措施4.1主体结构：闸坝监控在全开放、分层散布式水电站监控系统中，处于现地单元控制级，作为一个现地控制子系统，今朝主要采用两种结构形式——集中式和涣散式。（1）集中式监控系统（其结构设置装备摆设图见图1）：图1集中式监控系统设置装备摆设图在集中式闸坝监控系统中，PLC是整个系统的控制焦点，所有开关量、模拟量、主控系统的下发指令、和用总线方式毗连的智能仪表的相关数据，由PLC直接收集，再经由过程数据处置和逻辑判定后，一方面依照设计流程输出开出量控制，另外一方面由通讯模块上送信息至电厂级监控系统，进一步的显示和汇总处置由后台监控系统完成。（2）涣散式监控系统（其结构设置装备摆设见图2）图2涣散式监控系统设置装备摆设图闸坝涣散式监控系统的工作原理与集中式监控系统的类似，所分歧的是，在涣散式控制系统中增加了一层现地控制终端。通常为以每孔闸门为单元，将与该单元有关的数据收集和控制集中到一起。对于那些闸门数目较多，且每孔闸门的输进、输出控制旌旗灯号要求较多的闸坝，这是一种优先选择的工作模式，可是资金投资比例也较年夜。4.2库区水情监控库区水情监控是年夜坝运行治理的主要工作环节。自动监控系统应当能够实时监测库区水位、拦污栅前后水位差、水位上升速度、闸坝上下流流量等重要水情资料。一方面为调剂系统或具有AGC、AVC功能的自动化厂站提供经济运行的根蒂根基数据；另外一方面当所收集的数据跨越响应警戒线，现地控制单元应当依照相关流程，自动向闸坝看护人员、厂区中控室、调剂室逐级报警，甚至紧急情况下的坝区自动泄洪功能。其中流量的丈量比力复杂，要到达持久自动丈量河流流量的目的，一般采用超声波时差法测流和超声波多普勒横向测流两种方式，今朝国内使用少少，建议综合斟酌投资比例进行取舍。固然也能够经由过程水工经验公式由后台粗略计较闸门泄水流量。4.3闸门群控制部门库区水位的调整是由闸门的控制来实现的。既然要实现远方监控，年夜坝闸门控制就必需要求靠得住、平安、迅速和准确。为此，系统对每孔工作闸门工况应实时监测，同时在平安保障和输出控制方面应当有一定的庇护措施。以下提供在流程设计进程中的一些庇护手段：哄骗机械位置接点和开度仪预置值，实现机械和电气两重闭锁，避免闸门在全开和全关进程中过限；对液压启闭机应斟酌下滑回升或自平衡同步纠偏功能；经由过程荷重传感器监测闸门荷重的电压或电流旌旗灯号，当闸门荷重年夜于预告警值（额定荷重的90）时向中控室报警，当年夜于超载值（额定荷重的110）时报警并输出继电器触点，切断相关回路；在常规年夜坝运行中，轻易泛起闸门升、降接触器烧结的现象，这对于无人值班闸坝是比力严重的事故，所以不光要在PLC流程中加进动作时限，而且应充实重视对接触器和其他二次元件的装备选型。4.4其他重要举措措施、装备监控闸坝监控系统必需有靠得住的电源作保障，对于无人值班闸坝，系统应当令监测年夜坝配电柜的电压、电流（可经由过程电压变送器和电流变送器以4-20MA的旌旗灯号收集）和负荷开关状态。同时可以斟酌双电源的备自投系统。廊道集水井的抽水在常规闸坝的运行中是靠人工完成、监控系统应当实现集水井的自动抽水功能。4.5坝体平安监测系统年夜坝的平安关系到水库的正常运行及下流城乡人平易近的生命财富平安，其中年夜坝渗水是年夜坝平安的一年夜隐患。是以有用的检测年夜坝的渗流情况就尤其重要。可以在年夜坝各断面测压管中安装压力传感器，数据采用巡回检测方式收集。同时后台主控系统可以保留检测数据，对数据进行分析处置，并可生成各类变化进程曲线，这将有益于年夜坝平安数据分析，实时发现隐患，为水库的平安运行提供有力的保障。发现问题，实时解决。固然年夜坝平安自动监测系统也能够包括其他子系统，如：年夜坝扬压力、年夜坝变形（位移）、年夜坝强震等等。可连系各地现实情况，在设计进程中综合斟酌工程规模和投资比例进行取舍。4.6远视系统在有条件的情况下，可以增设远视系统。用于监视缆道测流，闸后的风暴潮和闸门的年夜致开度。所有视频旌旗灯号经由过程有线把旌旗灯号传输至主控室视频服务器，由视频服务器内对视频旌旗灯号进行采样、压缩、存进硬盘中。水文站计较机则可经由过程专用光纤挪用视频服务器内的视频数据在年夜屏幕或投影仪上显示，以后还可经由过程光纤等传输手段把图像旌旗灯号传至市水文水资本中心。4.7数据同享及通讯闸坝远方监控系统的传输体系体例主要包括：自报式、招测式、夹杂式三种形式。通道介质可以采用光纤、载波、双绞线、PSTN、卫星、GSM、短波、超短波等来进行数据传输。为保障通道的靠得住性，建议采用双通道互为备用。4.8系统防雷措施针对处于雷电多发地域的闸坝，可以经由过程以下三个方面的防雷庇护措施，避免监控系统蒙受雷电的破坏。情况防雷：完善闸坝避雷针、避雷带，和地网系统；避免直击雷的破坏。动力电源防雷：在电源总进口处的三相动力线上，安装年夜电流“电源防浪涌庇护器”，避免直击雷或感应雷经动力电源线串进监控系统。数据网络防雷：在数据线接口处加装“数据网络避雷器”，袒露于室外的装备外壳加屏障罩并靠得住接地。5竣事语文中所说起的闸坝自动化监控系统，在雅安市电力股份有限公司所属主干水电站进行了运用。今朝从功能上来说,只是部门实现了闸坝自动化监控功能.可是经由过程两个以上汛期的考验，证实该系统简直能够年夜年夜的提高水资本的哄骗率,下降运行人员的工作强度，同时也提高了水利系统防汛减灾的综合能力.是以,可见中小型闸坝的自动化建设是十分需要的,也是十分有用的.为此，我公司将继续完善已建成系统的功能,使其阐扬更年夜的效益。