吉林省白城市三顶召分洪闸管理站 137000
摘要：本文首先对泄洪闸门控制系统研究现状进行简单介绍，重点分析泄洪闸门启闭过程，了解泄洪闸门的启动关闭过程，在此基础上深入研究泄洪闸门控制系统总体设计方案。
关键词：分洪闸；泄洪闸门；现场控制系统
1引言
在水库运行中，容易出现水位突然变化的情况，对分洪闸运行的安全造成不良影响，对泄洪闸门的控制就变得十分重要。因此在现阶段加强对于基于PLC的泄洪闸门现地控制系统的探究具有十分重要的现实意义，能够更加全面的掌握泄洪闸门控制系统的研究现状以及闸门的启闭过程，从而针对泄洪闸门控制系统的实际应用情况设计合理的方案，更好的协调闸门的控制，保障水利枢纽的运行安全，进一步实现对于分洪闸的自动控制。
2泄洪闸门控制系统研究现状
2.1国外关于泄洪闸门控制系统研究现状
自上世纪60年代以来，国外关于节制闸的控制就开始引入计算机监控系统，初步实现了自动化运行。后来在各国不断的完善改进的过程中，逐渐引入更先进的分层分布式结构、信号采集系统、报警系统等，并开始使用更高精度的开度仪、水位仪等，系统设备的运行记录也能得到长久的存储记忆。总之，外国闸门的控制以及实现了比较高的自动化，技术水平也越来越高。能够长期稳定运行，而且可以对闸门运行中的工况进行全面的记录，通过软件系统的分析能够检测到闸门的运行状态，制定相应的措施进行处理，系统整体运行更加智能。不仅节省了大量的资源消耗，也为后期闸门的智能化控制奠定了良好的基础。
2.2国内关于泄洪闸门控制系统研究现状
我国水资源比较丰富，分布范围比较广，不同水域之间的地势等情况也存在较大的差异。自“南水北调工程”提出以来，我国更加重视泄洪闸门的综合控制，要求对闸门进行大系统大范围的控制，实现合理的调度。目前国内泄洪闸门普遍采用现场控制系统进行控制，自动控制系统向更加智能化、数字化和网络化的方向发展。通过运用现场总线技术，分散的现场设备能够连接为一个整体，形成全分布网络集成式的控制，信息通讯也更加标准，符合未来自动控制的大方向。
3 泄洪闸门启闭过程分析
在泄洪闸门上分布有闸门自重、启闭力和静水压力等多种荷载。其中静水压力的大小与闸门附近的水位、闸门的形式和支铰的位置都有密切的联系。在计算静水压力时可以分为横向和纵向两个方向的力，最后计算出总的压力。
通过对泄洪闸门启闭过程曲线的分析能够了解闸门关闭和启动的整个过程以及受力状况的变化。这些数据能够为研究闸门启闭的速度提供参考，假设在闸门开启和关闭的过程中平均泄洪速度分别为V1和V2，且V1＜V2消耗的时间分别为T1和T2，那么总的泄洪量Q=T1V1+T2V2，而使用的总时长T=T1+T2.由此可知只要缩短时间T1或者延长时间T2，在同样的时间内就可以实现更大的泄洪。所以只需要尽力加快开启闸门的速度就能在更短的时间内实现目标泄洪量。
4泄洪闸门控制系统总体设计方案
4.1设计原则
首先要遵循集中控制的原则，确保设计方案能够实现现地手动控制以及远程监控等控制目标，以此为基础分析配置系统的需求。其次要注意安全可靠性原则，系统要具备良好的可靠性，辅助设备的选择也要尽力与整体设计目标相匹配。同时在系统设计过程中预留充足的冗余空间，而且要遵循化繁为简的原则，便于设计及维护保养。另外系统设计需要满足适用性的原则，根据计算机发展情况及自动控制技术的应用情况进行设计及设备的选择，使其充分结合，更好的发挥设计效果。
4.2泄洪闸门控制的功能需求
4.2.1控制功能
控制功能是泄洪闸门的基础功能，主要是指闸门的正常的升降和特殊情况下的紧急降落。日常运行过程中，闸门长时间处于升起待命状态，需要对闸门的状态进行实时的监控，如果出现闸门下滑的情况需要及时将闸门提升到正常位置，这种控制需要自动控制系统控制实现。另外在紧急情况下，要求系统能够对泄洪闸门实行紧急刹车。
4.2.2实时数据的采集处理
数据的采集处理主要包括模拟量、数字量以及人工设定值三种，其中模拟量主要包括电压值、电机功率等电气模拟量和闸门位移以及闸门水位等非电气模拟量等。这些数据可以在启动时实时进行采集或者提前设定采集时间，定时采集。数据的处理主要包括转换、校验以及越线报警等，所有的数据最后都要进行整理归档。数字量一般都可以在屏幕上显示，计算后将数据存在数据库中。
4.2.3自诊断功能
在闸门控制系统运行中，自诊断功能是一项重要的功能需求，能够全面掌握闸门的控制状态。首先对软件系统进行检查，重点检查是否存在故障误报的情况，然后再根据系统运行流程对硬件设备进行诊断检查。同时要求系统能够根据故障位置做出相应的报警，及时切换冗余设备，保障系统安全运行。
除此之外还包括泄洪闸门控制系统的计算判断功能、保护功能、人机联系功能、通信功能等。
4.3泄洪闸门控制系统总体设计方案
如图1所示为泄洪闸门控制系统的总体设计方案，基于PLC系统对泄洪闸门控制方案进行设计。而且采用远程控制和现场控制相结合的模式，避免单一模式的不利影响。
5结语
通过本文的分析可知，泄洪闸门现地控制系统对于保障泄洪闸的正常运行具有重要的意义。基于PLC的泄洪闸门现地控制系统能够对泄洪闸门进行可靠的控制，保障分洪闸的安全运行。
参考文献：
[1]姜毅.水电站分布式闸门开度检测系统的研究[D].重庆大学，2003.
论文作者:付加富
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/23
标签：闸门论文; 控制系统论文; 分洪闸论文; 启闭论文; 现地论文; 功能论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第34期论文;