新疆白杨河流域水闸运行管理自动化监控系统应用

新疆白杨河流域水闸运行管理自动化监控系统应用

何晓唐

新疆白杨河流域管理局

摘要：水闸运行管理是水闸工程的基础，自动化监控系统的应用将大大提升水闸运行管理水平，对水闸运行管理有极大的意义。本文在阐述水闸监控系统构成基础上，以新疆白杨河流域为例探讨自动化监控系统的应用。

关键词：水闸工程运行管理自动化监控系统  白杨河

引言

水闸工程是水利工程中最基础的设施工程，作为调节水位、控制流量的水工建筑物，具有挡水和泄水（引水）等多种功能，是江河湖泊防洪调度、排涝挡潮、引水供水工程体系的重要组成部分，是减少自然灾害损失、保障经济社会发展和人民群众生命财产安全的重要基础设施。随着科技的不断发展，自动化程度不断提高，自动化监控技术与计算机网络技术在水闸运行管理中的运用越来越普遍。不断提升水闸工程运行管理水平，极大地简化了工作流程，提高了工作效率。自动化监控系统在水闸运行管理中的应用对于推动水利工程的现代化进程具有深远意义。

1 水闸监控系统构成

水闸监控系统主要由自动化监控、闸控、安防及计算机网络组成。视频监控是视觉感官，水闸开度仪与荷重仪是触觉感官，安防系统是听觉感官，计算机软件与网络是神经感官，共同组成了水闸自动化监控系统。通过该系统可实现水闸自动运行与管理。水闸从结构上可以分为平板闸门、拱形闸门、圆弧形闸门等几类，从作用方式上可以分为手动闸门、液压闸门、电动闸门等类型。目前白杨河流域最常用的则是电动卷扬式或电动螺杆式闸门。

监控闸门运行可利用计算机实现线上监控，通过图像的形式进行显示，随时监控闸门的运行状况；闸控系统中录入启闭机设备的各个参数，借助开度仪、荷重仪完成闸门运行，广播安防系统通过声光电报警，提醒水闸工程运行。各部分互相联系相互关联组成了水闸监控系统。

2水闸运行管理自动化监控系统应用

2.1水闸自动化监控系统运行

水闸自动化监控系统可分为现地手动、现地自动、远程自动三个等级。现地手动是由人工手动操作PLC操作柜现场启闭闸门；现地自动是通过现地计算机控制PLC操作柜，完成闸门启闭，利用计算机将相关的数据显示在计算机屏幕上，屏幕上可直观地看到闸门启闭状态；远程自动是通过计算机远程控制PLC操作柜发出闸门运行指令，通过感应器、传感器、监控等，实现闸门启闭。又可分为单孔启闭与成组启闭。

2.2水闸自动化监控系统维护

水闸自动化监控系统正常运行是保证闸门顺利启闭的基础，应定期对该系统的软硬件进行检查和维护，防止软件、硬件出现故障，影响该系统的正常运行。在维护该系统时，可从以下几个方面入手：

⑴当系统硬件出现故障时，先对PLC操作柜进行检查，核对数据与操作柜屏幕上的数据出现差异，则说明闸门出现问题的几率极大，需重点检查维修闸位计。

⑵操作柜的屏幕亮度过大时，则说明操作柜的某个零件有可能存在接触不良的情况。反之，如果操作柜屏幕显示亮度过低，则有可能是电源出现故障，这时应对电源的电压进行检测，判断电源是否损坏，如有损坏，应及时更换，保障机柜的正常运行。

⑶操作柜的按钮失灵时，会影响操作柜所有设备的启动与运行，应检查操作柜的线路故障点。

⑷操作柜操控闸门上升或下降的指示灯不亮时，应检查是否是灯泡故障还是线路故障。由于系统硬件所涉及的区域板块较多，当某个部门或者零件出现故障时，都会影响系统的正常运行，应定期对设备进行全面的检修，确保设备正常运行。

⑸当闸门的传感器发生故障时，导致闸门的升降功能无法实现，应更换传感器。应定期对每个机械设备装置的连接位置增加润滑剂。监控摄像画面不清晰时，应更换设备，做好设备的维护措施。

⑹系统软件故障时，应开展监控系统软件维护，及时更新软件，并做好病毒的防护工作。同时，掌握系统软件的操作规范与标准，熟悉系统软件运行的相关数据信息，为水闸的运行、故障分析等提供有效的信息依据。

2.3网络故障维护

网络故障时，计算机无法连接到网络，严重影响到监控系统的数据传输功能，应及时有效的排查和修复。应从检查网络接口开始，确认是否出现物理损坏或配置错误。尝试多次拔出网线并重新插入，以排除接触不良的可能性。也可重启电脑解决临时的网络问题。查看网线是否受损，及时更换新的网线解决网络问题。雷雨天气时禁止室外供电，减少潜在的风险。同时，为了确保系统的稳定运行，还应该多备用一些设备，以便在出现故障时能够及时替换。

3自动化监控系统在白杨河水闸运行管理中的应用

新疆白杨河流域共有11座渠首，大多数渠首未建水闸自动化监控系统（具体见表1），2017-2018年，新疆白杨河小草湖、胜利渠首进行了除险加固，建设内容包括了自动化监控系统建设，经过多年的使用，积累了一些经验，在2023年开工的高崖子渠首除险加固中，对自动化监控系统设计进行了再次提升。

表1  新疆白杨河流域水闸自动化监控系统建设统计表

新疆白杨河流域达坂城区共有5处渠首，托克逊县共有6处渠首。未建自动化监控系统的占73%，已建自动化监控系统的占18%，正在建自动化监控系统的占9%（见图1），需要不断加强水闸自动化监控系统建设。

图1  新疆白杨河流域水闸自动化监控系统建设统计

3.1实用性和先进性

自动化监控系统的实用性和先进性是两个重要属性，能有效提升水闸运行的安全性和管理水平。但实用性和先进性两者之间是相互矛盾的，先进性存在阶段性限制，需要不断迭代，更新硬件和软件，在自动化设备中采用当时最先进的设备时，所涉及的零件、机器都比较复杂，且对技术要求高，对技术维护人员的专业技能要求极高，从而增加了维护工作难度，在实际运用中也缺乏应有的实用性，从而形成有而不用、不敢用的情况，远程自动成了一种演示模式，在实际工作中，大部分情况还是使用现代手动模式。因此，自动化监控系统应选择实用性和先进性兼备的设备，不仅可以提高管理效率，同时也能保障操作运行。利用计算机技术、自动化控制技术来提升自动化监控系统的实用性。

3.2可靠性和安全性

白杨河的水闸工程主要有：引水闸和泄洪冲砂闸，兼备引水和防洪冲砂功能。在保证水闸工程安全的前提下，做到应引尽引，提高洪水利用率。可靠性和安全性是水闸工程尤为重要的两个属性。水闸自动化监控系统，涉及区域较广，该设备的正常运行关系水闸的运行安全，应重点关注该系统运行的安全性和稳定性。该系统在设计过程中应重视提升系统设备的安全性，保障自动化系统运行的稳定性。要定期对该系统进行检修，发现故障或安全隐患时，应及时维修或者升级，确保该系统的正常运行。

4 结语

水闸自动化监控系统是水利工程信息化、智能化的具体表现，不仅能够提升水闸工程的监控能力和管理水平，更能精确地监测水利工程运行情况，并将实时数据快速传递至管理中心，能够实现水利工程信息共享，为水闸运行管理工作提供准确的数据支持和合理的控制能力。应当充分重视自动化监控系统在水闸运行管理中的应用，不断探索和完善其功能和性能，更好地服务于水利工程建设和管理。

参考文献

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[3]杜巍.浅析自动化监控系统在水闸运行管理中的应用[J].治淮,2021,(04):38-39.