水闸是水利工程的基础组成部分，在流域的灌溉和防洪中起着非常重要的作用。随着科学技术的进步，越来越多的水利工程采用自动监控系统，大大提高了水利工程的管理水平。本文从自动监控系统的组成入手，介绍了水闸自动监控系统的主要子系统和监控系统的具体功能，可供水闸自动化系统相关工程技术人员参考。

　　1前言

　　水闸是水利工程的基础组成部分，在流域的灌溉和防洪中起着非常重要的作用; 在过去的水利工程中，各种大中型水闸普遍采用传统的监测手段，依靠人力完成观测数据的采集和人工上报水闸运行状态，按调度室的顺序进行操作; 随着我国经济和科学技术的发展，越来越多的水利工程选择采用自动监控系统，主要包括闸门的数字视频监控，闸门的自动控制和水利工程的自动观察。水闸自动化系统的合理配置对水利设施的安全运行具有重要作用，对提高水利工程的管理质量具有特殊意义。

　　水闸自动化监控系统的主要子系统

　　2.1水闸网络通信系统

　　水闸微机监控和视频监控系统有大量的实时数据、控制信息、监控信息需要传输到水闸管理处信息中心。网络中心配有高性能数据库服务器，通过双绞线与调度中心的三层交换机相连; 网络中心还配有高性能计算机，通过光纤与调度中心相连。在调度中心交换机上设置虚拟网络 (VLAN)，将数据库服务器和监控工作站划分为不同的VLAN。确保不同的应用程序在网络平台上单独运行据交易所称，它可以保护服务器和控制系统免受病毒es的感染，同时安装网络病毒防护软件以防止系统受到病毒es的攻击。

　　2.2水闸微机监控系统

　　微机监控系统采用现场控制、介质控制和远程控制三种控制级别。控制室控制层的设备布置在控制室，主要由系统服务器、监控工作站、打印机等设备组成。现场控制层主要由PLC控制屏幕和主室内的现场传感器组成。正常情况下，整个水闸都控制在控制室的监控工作站上。操作员通过水闸运行流程图和水闸运行模拟显示图监控整个水闸运行状态。主控制指令通过软件发出。现场PLC和相应的开关设备将根据主控指令控制现场设备自动运行。在特殊情况下，现场PLC控制柜还可以控制机组和相应设备的自动运行。当现场无人值班时，远程调度中心可以进行远程控制。三种控制模式通过本地控制设备上的转换开关互锁。微机监控系统实时、准确、有效地完成水闸被控对象的运行监测和控制，具有数据采集和处理 (包括模拟量和开关量) 、安全监测和事件报警、水闸运行指导、监控系统异常监测、控制和操作调整、记录报告和生产管理、统计分析、系统通信、自诊断和冗余切换、软件开发和维护、数据库功能和远程诊断和维护功能。

　　2.3系统水闸微机保护系统

　　系统水闸微机保护系统采用全微机继电保护系统，保护装置采用标准尺寸的机箱和插板设计。机箱和插件板安装在保护屏幕中，其中包含指定的保护功能，跳闸组件，监视，检测，人机对话，通信接口组件，并可以实现事故记录等功能。该系统主要保护主电机和相关电气设备。电机保护具有以下保护配置: 长启动时间保护、两级固定时间过流保护、逆时过流保护、两级负序过流保护、低压过压、过载、过热保护。微机保护系统中包含的软件具有自检功能和故障记忆功能，可优先显示和报警故障，并具有采集和显示电流、电压、频率、功率因数、电脉冲量的功能。它不能依靠主机的手动操作进行跳转、开机和锁定，具有通信功能并能与上下机接触; 断电后恢复电源时，微机监控系统可自行启动。

　　2.4水闸视频监控系统

　　水闸视频监控系统通过图像监控，保证水闸人员和设备的安全; 通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作; 通过图像监控、灯光控制、环境监控 (如: 开合刀状态、电压、电流、频率等) 对现场生产设备的运行状态进行监测或监测，起到预警和保护作用; 通过图像监控系统对泵站内部环境进行检查，消除安全隐患，提高管理水平。

　　2.5水闸设备的防雷系统

　　雷电是水利工程监控自动化系统中LCU、传感器、电缆等损坏的重要因素。实践证明，水利工程信息系统各部分雷击破坏的来源主要有以下3种方式: 1是引入电力线路; 2是引入信号线; 3是引入地线和零线。本系统的防雷设计包括: 避雷针设计、信号防雷设计、测站防雷接地设计、中控室接地、电源防雷设计和信号防雷设计。

　　水闸自动化系统

　　3水闸自动监控系统的功能

　　处理和收集3.1数据

　　水闸自动监控系统可以独立实现数据的采集和处理。它可以采集的数据量包括闸门的位置、上下游水位、电流和图像信息、渗水压力、母线电压、负荷等信息，可以采集的状态量有运行状态、供电控制电源状态、门下降或上升接触器状态、门开闭保护装置状态等。

　　3.2水闸各系统的控制

　　水闸自动化学监测系统有远程控制和现场控制两种方式。遥控器和现场控制相互锁定。要实现现场切换，需要控制和设置现场开关; 进行现场控制时，运行状态信号，控制信号传输到监控中心站; 在控制水平上，闸门的现场控制高于监控中心站的远程控制，远程控制可以实现测压管、闸门、母线电压、负载、电机电流、闸门位置、和数字视频监控系统通过闸机监控中心站获取的现场图像信息; 可以提前提示具体操作过程，可以连续反映测压管的水位和闸机的位置，出现操作故障时可以及时报警；当进行远程控制时，控制器通过操作鼠标、键盘和显示器来实现闸门的下降或上升控制，闸门可以自动完成关闭和打开的整个过程。进行现场控制时，可在现场测控单元上实现闸门的自动或手动控制，在计算机上监控相应的控制信号; 在监控中心站出现故障的情况下，设备运行初期和闸门的维护，此时可采用现场控制; 现场进行控制操作时，操作人员可根据闸门高度指示、信号显示和手动按钮开关，中途停止、下降和上升闸门。

　　3.3水闸运行监测

　　水闸自动化系统可以对水闸的安全运行进行监控，主要包括状态变化监控、过程监控、监控系统的异常监控、显示和报警等。状态变化监测主要是对保护动作、运行接触器功率损耗、电力断路器事故跳闸等状态变化进行监测，并能显示和打印监测结果。过程监控是在控制台上模拟闸门下降和上升的整个过程，并校准特定的提升值。在视频服务器上，可以对监控范围内的现象环境、测控屏柜、设备运行等信息实施的监控。监控系统异常监控很常见对监控系统的软硬件进行监控后，出现故障时会自动报警，并在打印机上显示和记录故障情况，指出问题位置; 数字视频系统可以对监控范围内的图像信息进行监控。如果出现异常情况，摄像头会对准故障处，控制室会同时显示故障区域屏幕，同时系统会自动保存视频，以便事后分析故障原因。

　　3.4监控系统的人机对话与数据通信

　　水闸自动化监控系统可以实现人机对话功能。水闸自动化系统首先在监控中心设置控制台。操作员通过控制台上的CRT、标准键盘和鼠标输入各种数据和控制命令，从而实现文件的更新和修改，手动填写缺失的数据，从而达到控制和监控闸门运行的目的。水闸自动监控系统现场监控单元与监控中心的通信采用工业总线结构，施工时预留网络接口。

　　4结论

　　水闸自动化系统的合理配置对水利设施的安全运行具有重要作用，对提高水利工程的管理质量具有特殊意义; 本文从水闸自动化监控系统的构成入手，并系统地介绍了监控系统的中心站、本地测控单元和自动监控部件的工作原理，分析了数据处理与采集功能、系统控制功能、运行监控功能、以及自动监控系统的人机对话和数据通信功能，可供水利工程技术人员参考。