摘要：当前水利工程中的闸门对于确保防汛效果具备较强的作用，成为调度水资源的重要内容，需要确保其能够体现出较为理想的控制效果，综合提升其操作效率。基于此，重点加强对于闸门自动化控制系统的有效引入和设计必不可少。在闸门自动化控制系统的具体设计应用中，其需要关注到各个方面的基本要求和具体运行原则，进而才能够较好地实现对于闸门自动化控制功能的优化，尽量避免可能形成的明显问题威胁，需要予以全方位关注。
关键词：闸门；自动化控制；设计
1导言
闸门是水利工程调度运行工作中的重要环节，而闸门自动化控制是当今水利工程调度运行中一个不断探索的研究方向。设计合理的闸门自动化控制系统不但能大大提高水利工程调度运行的工作效率，而且可以降低工程运行成本，具有极高的研究价值、应用价值及经济效益。
2闸门自动化控制系统设计要求分析
基于闸门自动化控制系统的有效设计应用，其必然需要首先明确相关需求，遵循较为合理的基本原则，进而才能够较好实现对于后续闸门功能的优化，相应自动化控制系统在设计应用中需要切实把握好以下几点：
2.1实用性
对于闸门自动化控制系统的有效设计应用，必然需要首先确保其能够具备较为理想的实用性特点，能够更好实现对于后续闸门应用需求的了解，在掌握了具体需求的基础上，进而才能够更好匹配相关技术手段以及运行管理模式，保障闸门自动化控制系统的应用更加适合于刚才项目的运行，能够发挥出更强的作用价值。
2.2可靠性
对于闸门自动化控制系统的有效设计处理，还需要重点关注其运行可靠性效果，尤其是对于闸门运行的安全性效果，更是需要进行详细分析，避免可能形成的明显安全事故威胁。基于国家相关《水闸技术管理规程》以及《水闸工程管理设计规范》进行具体设计，确保其在硬件以及软件方面都能够表现出较强的可靠性。
2.3经济性
在闸门自动化控制系统设计处理中，还需要重点把握好对于经济性的优化，能够更好实现对于各个设备的优化选择，确保其能够在满足相关实用功能的前提下，更好实现对于投资的有效控制，避免因为过于追求控制管理的效果而导致相应投资过高问题的出现。
3闸门自动化控制系统主要功能
该系统在充分考虑水闸启闭操作的安全性和可靠性的前提下，利用先进的工业控制技术、传感器技术、数据传输技术以及计算机技术，实现工程沿线引水信息的实时采集、闸门自动精确启闭及相关环境及水闸管理情况的实时监控。
3.1数据采集与处理
现地控制单元能自动采集被控对象的各类实时数据，能实时采集所辖智能设备的数据，接收来自主控级的命令信息和数据，并在事故或故障情况时自动采集事故或故障发生时刻的相关数据，系统按数据处理要求对采集到的数据进行处理。
3.2控制与调节
现地LCU接受中心、分中心监控系统、现地监控系统上位机的控制命令并启动PLC（Programmable Logic Controler）程序执行自动控制流程，实现闸门的启闭及设定开度控制，在紧急情况或调度授权下也可通过LCU上的触摸屏发令，启动各设备的自动控制。对于分水闸、进水闸、节制闸、退水闸实现现地及远程自动控制，其中节制闸配置全开位置闸门锁锭装置，其余闸门配置人工锁锭或不配置锁锭；对于泄洪冲沙闸、发电洞进口事故门等闸门实现现地自动控制，闸门配置人工锁锭梁装置；对于检修闸门实现现地手动控制。
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3.3安全保护
通过闸门现地PLC控制系统及智能传感器实现多种安全防护，以保证闸门的运行安全，主要包括：闸门启闭告警时，以声音的形式提醒在场工作人员，以免发生事故；电机过载保护避免闸门启闭机系统由于工作电流过大而被烧毁；限位保护，保证闸门启闭机在启闭高度范围内运行，避免其超出工作范围后所发生的事故；过力矩保护，主要针对闸门启闭机在上升或下降过程中有可能发生的受阻现象而设置，监测闸门在上升和下降的力矩数据，保证闸门在正常的启闭范围内运行，避免因超载而对闸门及启闭设备带来损害；过电压保护，主要是指系统对电机三相供电电压进行实时监测，一旦某一相电压超出正常工作范围，系统将自动切断电机三相电源，以保证电机运行的安全。
3.4数据通信
各现地监控站具有通过网络与水调分中心、调度中心应用系统进行数据通信的功能，向分中心、中心应用系统上送闸门状态等实时数据及各类变位、故障及事故信息，接收并执行分中心、中心应用系统下达的各类控制指令。
4闸门自动化控制的设计与应用
对于闸门自动化控制系统的有效设计应用，其相对而言比较复杂，需要切实围绕着具体闸门自动化控制系统的基本运行需求进行详细分析，确保其能够表现出更强的实际运行效益，其中较为关键的设计应用要点如下：
4.1明确结构
在闸门自动化控制系统的设计应用中，需要首先把握好对于系统结构的明确，能够更好实现对于系统各个不同控制层的有效处理，尤其是对于现场控制层、集中控制层以及远程控制层，更是需要进行细化，了解各个不同控制层的基本功能需求，据其具体管理控制要求以及功能特点进行分析，确保相关设计能够表现出更强的功能适宜性。一般而言，在具体系统结构设计中，需要确保其能够实现有效分级权限控制效果，能够更好确保整个闸门自动化控制系统的运行较为高效适宜。
4.2 DP总线
对于闸门自动化控制系统的有效设计，切实把握好对于DP总线的合理设计同样必不可少，这也是比较核心的基本要求。在DP总线设计中，一般选择RS485型号的电缆进行处理，借助于9针D型连接器进行控制，促使其能够形成较为理想的协调运行效果，如此也就必然能够更好提升其整体运行效益。在该方面的设计处理中，还需要重点把握好对于从站的有效设计，一般需要确保从站数量控制在32个以内，并且保障中继器能够发挥出较强的作用效益。于电缆的长度也需要进行详细把关，在满足控制需求的基础上尽量降低网段长度，一般需要控制在1900米以内。在电缆入柜处理中，还需要切实把握好对于柜体和屏蔽层的有效连接，确保其具备更为理想的全面稳定性效果，避免可能在任何一个区域形成的安全隐患威胁。
4.3软件的设计应用
对于闸门自动化控制系统的有效设计应用，还需要重点把握好对于相关软件的有效选择，确保控制软件能够表现出更强的应用效益，在现场控制以及集中开环控制中表现出更强的实际应用效果。基于此，为了更好确保闸门控制的安全性和适宜性，还需要重点把握好对于优先级的明确，进而也就能够更好提升整个自动化控制系统的有效运行。
4.4分级控制的应用
对于闸门自动化控制系统的设计应用，实现分级控制同样也是比较关键的基本要求，其需要保障相应闸门各个具体内容都能够得到较好调控，尽量避免在任何方面存在的缺陷隐患。现场级是比较关键的一个层次，其需要把握好闸门现场的各个控制柜应用，能够确保其在了解现场各个数据信息的基础上进行合理分析，确保现场级的控制具备灵活性和准确度。此外，对于集中控制级的设计处理更是需要予以高度重视，虽然其仅仅涉及到一个控制柜，但是复杂性较高，需要确保其传输以及通信较为及时高效。
5结束语
总之，闸门自动化控制系统的设计和应用均以水利工程的基本特性为出发点，以真正完全实现闸门自动化控制为目的，系统的设计采用专用网络体系，各设备元件的选择以高可靠性、高安全性为标准，以实现系统的安全可靠运行。系统建成后运行情况良好，降低了管理成本，大大提高了水利信息化水平，具有较强的可用性和推广价值，对其它相似的水利工程具有借鉴意义。
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论文作者:卢议平
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/28
标签：闸门论文; 自动化控制系统论文; 现地论文; 启闭论文; 系统论文; 水闸论文; 把握好论文; 《防护工程》2019年11期论文;