水工闸门自动化监控系统的开发与应用研究

摘 要：随着科学技术和网络信息技术的快速发展，采用计算机技术与网络设备相结合的自动化监控系统对水利工程的闸门进行监控，已经被越来越多的水利工程技术人员所接纳并应用。在计算机与网络技术的辅助下，水工闸门的监控系统得到了现代化的改造变得愈来愈趋于智能化。智能化的水工闸门监控系统具备敏捷性，能够快速地根据操作人员的技术指令以及水库水位的变化做出判断并执行命令。水工闸门的自动化监控系统还具有可靠性与稳定性，提高水利工程的运作效率。应用自动化监控系统并结合以太网科技，就可以对水库的水位以及闸门状态进行远距离监控。

关键词：闸门自动化监控;组态软件;自动化监控应用;以太网

0 前言

水工闸门是水利工程中必不可少也是极为重要组成部分，闸门控制着水流的输送，掌控者水流的输送量与输送速度，在防洪与灌溉工程中起到至关重要的作用。在之前很长一段时间内，诸多水利工程都是靠着人力资源来完成水工闸门的监控与控制，这种方式不仅浪费了大量的人力还既有可能造成许多误差。在科技飞速发展的今天闸门自动化监控系统走进了人们的视野，对我国水利工程的发展具有重大意义。

1 水利自动化监控系统的发展现状

中国国土辽阔，所蕴含的水资源也极其丰富，但中国水资源的分布却极不均匀，又由于地形气候或者其他人为因素，在每年的夏季，总会有些地区出现旱情，与此同时也会有某些地区会发生洪涝灾害。这种时候，就要靠水利工程来进行灌溉或是防洪，以减少自然灾害为人民群众带来的损失。无论在哪种水利工程中，闸门都是不可或缺的重要组成。

在计算机技术还未能被灵活应用时期，水利工程的闸门系统都是靠人力来进行监控的，这种监控系统耗费大量的劳动力，信息也不能得到及时的传递，导致水利工程的运作效率低下，不能达到理想的防洪灌溉效果。随着计算机技术与网络信息传输技术的发展，水利工程逐步采用了闸门自动化监控系统，闸门自动化监控系统为水利工程节省了大量的劳动力，并通过网络渠道来完成信息的传输，加快了信息传输的速度，提高了水利工程的构建效率。通过智能化的操作系统，完成对闸门的监控与控制，可以及时地对历史数据进行分析统计，做出可靠的判断，完成技术人员的控制指令，甚至能够检测出水利工程中隐藏的故障，以便技术人员能够及时采取措施，排除故障，保障水利工程的正常运转。传统的监控软件一般是根据具体的水利工程的特性而具体制作而成的，这种具体制作的监控软件普适用性低，被利用周期短而且不能反复地应用到各个水利工程之中。在近段时间内，随着监控组态软件的开发与发展，这种新型的监控软件得到了社会越来越多的关注，并取代了传统的闸门监控软件被应用在诸多水利工程中。

2 水工闸门自动化监控技术的开发

2.1 组态软件的概念与结构

组态软件是指一类能够收集数据信息并且完成监控控制操作过程的一类软件，组态软件的构成方式不像编码程序一样死板生硬，它的组态方式是灵活多样的，是简单快捷便于技术人员操作的。组态软件在自动化监控系统系统中处于监控控制一级的控制软件，其内置的各个软件模块能够很好地与计算机系统形成连接，实现各个监控层次的指令。

组态软件由四部分组件构成，一是图形界面系统，在图形界面系统中，水利工程现场的画面被分为三个部分显现出来，这三部分即是线，填充颜色和文本。这三个对象的颜色高度长度与宽度等属性都会影响到工程外观的性质。在图形界面系统中，技术人员可以利用脚本语言来设计程序代码是坏的组态软件更好地执行命令。二是实时数据库系统，实时数据库系统可以保存工程多年来的数据不发生丢失，以保障技术人员能够随时进行数据，分析工程运作情况。三是第三方程序接口软件，以保障组态软件与第三方程序实现远程数据交流的顺利进行。四是控制功能组件，技术人员可以通过控制功能组件完成编程，实现对监控系统的控制。

2.2 组态软件的特点与功能

组态软件可以同时完成多项任务，譬如储存实时数据，处理数据，进行人机对话等。组态软件具有良好的画面显示功能，利用组态软件技术人员可以随意灵活地按照自己的意愿进行绘图，并且能保证绘图界面美观。不仅如此组态软件还提高了系统工作运行的稳定性，当系统的一部分因故障不能正常运作时，其他部分还能继续运行。组态软件还具备自我诊断的功能，当系统出现故障时，能够发出报警信息，提示工作人员进行维修。

3 水工闸门自动化监控技术的应用

3.1 集散控制系统

集散控制系统可以完成多种包括复杂与简单的模型监控与控制，还可以实时监控打印数据。集散控制系统很好地实现了人机连接，实现了操作人员对于系统装置的实时监控，从真正意义上达到了集中监控操作的目的。集散系统采用分散控制的方式，保障了系统运作的稳定性，具备自我诊断功能，降低了系统运行的危险性。

3.2 以太网

在水利工程中，以太网的应用以工业以太网为主要部分，工业以太网是指能够与商业以太网兼容并使用于工业化工程的技术。以太网的传输性能高，兼容性好，耗能低，所以在诸多工程中得到了广泛的应用，资源极为丰富。随着科学技术的快速发展以太网技术的应用也变得越来越成熟，无论从以太网的软件部分还是硬件部分来说，它的造价都很低廉，而且通信速度快还能够传输音频视频等数据信息。在这个信息特征明显的社会，人们对于信息的更新速率有着极高的要求，同样在水利工程中，信息的及时更新对整个工程的顺利进行也具有极重要的作用，所以以太网具有极大的发展潜力，这些优势都推动了以太网技术在人们生活中的应用。

4 总结

水工闸门的自动化监控技术在水利工程中已经得到了广泛的应用，在工程应用中，水利总结应用经验，使得利用组态软件并结合以太网技术的自动化监控技术也在逐步的完善以谋求更好的发展，能够更好地适用于中国水利工程，为广大人民群众的生活服务。

参考文献：

[1]边党伟.水工闸门自动化监控系统的开发与应用研究[D].兰州理工大学，2007.

[2]潘卫锋.皂河抽水站综合自动化研究[D].扬州大学，2007.

[3]聂玉帅.常庄水库闸门自动化监控系统应用研究[J]. 河南水利与南水北调，2011（16）：41-42.