水閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

水閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)水閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)一、概述

（一）水閘（閘群)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

我國(guó)所建的水工建筑物當(dāng)中，水閘占有很大的比例，這些水閘在防洪、搶險(xiǎn)、排澇、抗旱以及水資源的分配中起著重要的作用。但是，長(zhǎng)期以來(lái)水閘的運(yùn)行管理一直是靠人工的方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重制約著其效益的發(fā)揮。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)水閘實(shí)行自動(dòng)控制(或?qū)﹂l群實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水利工程管理科學(xué)化的必然。閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是先進(jìn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及現(xiàn)代量測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)之上的，同時(shí)涉及到信息論、繼電線路理論和自動(dòng)調(diào)節(jié)理論等來(lái)共同完成對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)由中心控制站對(duì)被控各子站閘門的運(yùn)行管理，主要用于灌區(qū)、水庫(kù)、水電廠、河道、供水渠等的閘門控制。被控制的閘門可以是平板門、弧型門或快速門，運(yùn)動(dòng)方式可以是卷?yè)P(yáng)機(jī)方式、液壓方式或螺桿方式。

（二）水閘(閘群)自動(dòng)監(jiān)控的特點(diǎn)

1.水閘一般均建在野外，暴露在空氣中，對(duì)水閘實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制運(yùn)用多需要采用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，尤其是在水資源分配系統(tǒng)中，這時(shí)需要對(duì)多座閘門聯(lián)合調(diào)度，當(dāng)采用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，則應(yīng)采用中央集中監(jiān)控系統(tǒng)，或稱“遠(yuǎn)距離綜合自動(dòng)化系統(tǒng)”，通常我們稱之為閘群遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。

2.水閘自動(dòng)化設(shè)備工作條件十分惡劣，很多設(shè)備裝置常需要安裝在野外，運(yùn)行的氣象條件復(fù)雜、環(huán)境差。此外有些對(duì)象所在地點(diǎn)交流電源供電不穩(wěn)定，這樣在研制和選擇設(shè)備時(shí)必須特別注意在設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性上下功夫，使設(shè)備在惡劣的條件下能安全運(yùn)行，同時(shí)要考慮到設(shè)備有較靈活的供電方式，如耗電量少的弱電設(shè)備可以采用太陽(yáng)能電池板充電的蓄電池組。

3.由于河、渠中的水流往往是非恒定流，而水流又具有時(shí)滯性，這兩點(diǎn)會(huì)嚴(yán)重地影響水閘自動(dòng)化裝置的穩(wěn)定性，對(duì)此要有充分的估計(jì)。例如，利用水閘來(lái)控制渠道中水位為一恒定值時(shí)，可能此刻因下游水位低而自動(dòng)裝置指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)使閘門開(kāi)度加大，剛開(kāi)大后，下游水位又超過(guò)給定值，于是自動(dòng)裝置又指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)小閘門，再過(guò)一刻水位又低于給定值，于是閘門開(kāi)度又得加大，如此反復(fù)，系統(tǒng)就呈現(xiàn)一個(gè)振動(dòng)的、不穩(wěn)定狀態(tài)。這對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)是極為不利的，設(shè)計(jì)時(shí)一定要避免這種情況發(fā)生。

4.水閘自動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)可靠性和穩(wěn)定性的要求高，抗干擾能力要強(qiáng)，而對(duì)動(dòng)作時(shí)間的要求相對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)要寬。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，一般均系控制點(diǎn)與被控制點(diǎn)之間的聯(lián)系，而各被控制點(diǎn)之間相互聯(lián)系較少。

（三）閘群自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

閘群自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)一般分為兩個(gè)層次，第一層為中央控制室，常設(shè)在水利工程管理機(jī)構(gòu)所在地。第二層為測(cè)控站，設(shè)在被控閘門所在地或附近。對(duì)于大型水利工程系統(tǒng)、其閘群自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)一般要分為三個(gè)層次，如江蘇省大運(yùn)河監(jiān)測(cè)調(diào)度系統(tǒng)，控制中心設(shè)在江蘇省水利廳內(nèi)，而控制分中心則設(shè)在閘群相對(duì)集中的管理單位內(nèi)，如江都、淮陰等。分中心下轄有數(shù)座乃至數(shù)十座大中型水閘，各閘的運(yùn)行調(diào)度由分中心負(fù)責(zé)，并向控制中心報(bào)告和接收有關(guān)指令等信息。

1.中央控制室組成結(jié)構(gòu)

中央控制室也稱測(cè)控調(diào)度中心。一般為與行政管理機(jī)構(gòu)相適應(yīng)而設(shè)在管理局(處、站)內(nèi)，其組成結(jié)構(gòu)和水情測(cè)報(bào)中心大體相同，可參見(jiàn)圖4-2。事實(shí)上，在水利工程管理現(xiàn)代化過(guò)程中，如建設(shè)多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，則往往共一個(gè)中央控制室，使得資源共享。各有關(guān)設(shè)備也可互為利用，互為備用。

2.監(jiān)控終端站

監(jiān)控終端站是閘群監(jiān)控系統(tǒng)的主要信息源及命令執(zhí)行者，其主要任務(wù)是根據(jù)中央控制室的遙測(cè)查詢指令自動(dòng)采集本站點(diǎn)的水情或工情數(shù)據(jù)，并發(fā)送給控制中心，或根據(jù)控制中心調(diào)度指令控制閘門運(yùn)行。監(jiān)控終端站一般由各類傳感器、通信設(shè)備、RTU、中間繼電器矩陣、電源等構(gòu)成，典型閘群自動(dòng)監(jiān)控終端站結(jié)構(gòu)框圖如圖5-1所示。

其中傳感器部分應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，如一座水閘有若干個(gè)(孔)閘門，原則上每個(gè)閘門上都要安裝閘門傳感器。上、下游均應(yīng)有水位計(jì)。有關(guān)工情的傳感器，如電源電壓、工作電流，閘門運(yùn)行在開(kāi)、關(guān)、停的狀態(tài)，以及限位開(kāi)關(guān)(防止控制系統(tǒng)失靈而引起破壞性后果)的工作狀況等。

水閘一般地處郊野，電源保障率不高，有條件的地方應(yīng)自備發(fā)電機(jī)。同時(shí)應(yīng)有直流備用電源，以防停電時(shí)仍能保持弱電部分工作，使得檢測(cè)數(shù)據(jù)不丟失并與中央控制室保持聯(lián)系。圖5-1典型閘群自動(dòng)監(jiān)控終端站結(jié)構(gòu)框圖二、閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的一般原則

閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)要求信息收集及時(shí)，閘門調(diào)度穩(wěn)定可靠，閘控保護(hù)與配電保護(hù)設(shè)施完善。根據(jù)以上特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)運(yùn)行的要求，自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下的設(shè)計(jì)原則:(1)在具備基本功能的前提下，將設(shè)備的實(shí)用性和可靠性放在首位，并強(qiáng)調(diào)安全檢測(cè)措施與安全控制措施，避免設(shè)備失誤和設(shè)備故障運(yùn)行。

(2)針對(duì)在閘門和配電室周圍均存在著多種不利于系統(tǒng)的各種電磁干擾源，特點(diǎn)是雷電和強(qiáng)電干擾，系統(tǒng)應(yīng)具有抗惡劣環(huán)境的工作能力。

(3)采用參數(shù)應(yīng)答式工作體制。

(4)力求操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

(5)對(duì)于閘群控制組網(wǎng)結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)明、靈活.，便于擴(kuò)充。

(6)閘群自動(dòng)監(jiān)控如有水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)相配合，其水情自動(dòng)測(cè)報(bào)應(yīng)按規(guī)范SL61一94執(zhí)行，并符合用戶的實(shí)際需要。

（二）系統(tǒng)工作體制的選擇

早期的閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)多采用集中控制方式，即由中央控制室統(tǒng)一直接監(jiān)測(cè)與調(diào)度控制。這種工作體制由于功能過(guò)于集中，命令信息傳輸量大等而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行可靠性降低，已逐步被淘汰。目前有3種工作體制，可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和要求來(lái)選擇。

1.編程控制器(即PLC系統(tǒng))

PLC系統(tǒng)適用于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制。其現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控功能強(qiáng)、性能穩(wěn)定、可靠性高、技術(shù)成熟、使用比較廣泛，價(jià)格合理，但它只局限于通信場(chǎng)合，在閘門自動(dòng)化中可用于單閘就地自動(dòng)控制。

2.分布式數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(即SCADA系統(tǒng))

SCADA系統(tǒng)屬中小規(guī)模的測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程控制單元RTU、通信網(wǎng)絡(luò)及控制中心三部分組成。它既具有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控功能強(qiáng)的特點(diǎn)，又具有信息資源系統(tǒng)共享的組網(wǎng)通信能力。其中一些系統(tǒng)既可配有線通信系統(tǒng)，又可配無(wú)線通信系統(tǒng)，而無(wú)線通信系統(tǒng)尤為適合地域廣闊的應(yīng)用環(huán)境。

SCADA系統(tǒng)主要應(yīng)用于水利、石油、供電等行業(yè)中，用于地理環(huán)境惡劣或無(wú)人值守的情況進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，該系統(tǒng)性能價(jià)格比高，在中小規(guī)模閘群自動(dòng)控制和水利樞紐自動(dòng)控制中，已有許多的應(yīng)用及廣泛應(yīng)用的推廣前景。

3．集散型分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))

DCS系統(tǒng)是當(dāng)今國(guó)際上流行的大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)分為兩個(gè)層次，上層為中心管理級(jí)(稱中心站)，下層為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)(稱閘控站)。全系統(tǒng)由中心站主計(jì)算機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行管理，主要是對(duì)閘控站(包括水位站)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視、數(shù)據(jù)記錄保存、狀態(tài)報(bào)告、下達(dá)調(diào)控指令以及人機(jī)界面操作等。而閘控站則采用分布式控制結(jié)構(gòu)，各站在本站主計(jì)算機(jī)管理下，分別由各自獨(dú)立的CPU終端管理，獨(dú)立完成本號(hào)閘門的監(jiān)視、控制以及與主機(jī)的通信等。

DCS系統(tǒng)適用于測(cè)控點(diǎn)較多、測(cè)控精度高、測(cè)控速度快的場(chǎng)合，其特點(diǎn)是分散控制和集中監(jiān)視，具有組網(wǎng)通信能力、測(cè)控功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠、易于擴(kuò)展、組態(tài)方便、操作維護(hù)簡(jiǎn)便，但系統(tǒng)成本較高。在我國(guó)20世紀(jì)90年代已有一些研究院所(如南京水利水文自動(dòng)化研究所)研制了一些DCS系統(tǒng)，并成功地運(yùn)用。

（三）系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)

1.中心站主要功能

(1)中心站對(duì)閘門進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視和控制，通過(guò)顯示屏或監(jiān)視器觀察閘門運(yùn)行狀態(tài)。

(2)中心站對(duì)接收的閘門實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，依用戶所提供的模型或要求進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示或打印。能實(shí)現(xiàn)操作命令記錄，操作結(jié)果記錄，具有資料存儲(chǔ)、檢索、查閱的能力。

(3)中心站根據(jù)水位數(shù)據(jù)與供電監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，決定可否調(diào)度并按照閘門調(diào)度運(yùn)行方案進(jìn)行群閘實(shí)時(shí)調(diào)度，由計(jì)算機(jī)發(fā)出調(diào)度指令，自動(dòng)控制相關(guān)閘門的運(yùn)行。

(4)控閘過(guò)程中，中心站計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)被控閘門及供電質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視和管理，若現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)控制故障能實(shí)時(shí)報(bào)警，并提示相關(guān)的故障現(xiàn)象，存儲(chǔ)、打印。

(5)自動(dòng)實(shí)時(shí)接收水情遙測(cè)系統(tǒng)所需測(cè)站的水位、雨量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)接收閘前、后水位站發(fā)來(lái)的水位信息并轉(zhuǎn)發(fā)給閘控站。

(6)通過(guò)有線或無(wú)線通信，中心站可將所需的閘門信息、水位信息或電參量信息發(fā)送至上一級(jí)監(jiān)控中心。中心站根據(jù)需要可選擇配備同步閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)時(shí)觀察遠(yuǎn)方閘門的動(dòng)作，作為閘門計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輔助監(jiān)視手段。

2.閘控站(1)自動(dòng)采集閘門開(kāi)度(閘位)和有關(guān)配電開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓、電流、壓力等工況參數(shù)，誤差與精度滿足規(guī)范要求，并將參數(shù)自報(bào)給中心站，同時(shí)能響應(yīng)中心站計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的召測(cè)命令。

(2)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)，判別電動(dòng)機(jī)能否具備啟動(dòng)運(yùn)行條件。

(3)根據(jù)閘門調(diào)度運(yùn)行方案，隨時(shí)接收中心站計(jì)算機(jī)發(fā)出的閘門遙控指令，確認(rèn)正確無(wú)誤后，啟動(dòng)控制電路，控制相應(yīng)閘門的升、降、停的運(yùn)行，并實(shí)時(shí)反饋控制終端所監(jiān)測(cè)閘門的各項(xiàng)參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)工況，控制精度滿足用戶要求。

(4)在閘門運(yùn)行過(guò)程中如出現(xiàn)傾斜、卡孔、越限、過(guò)速、反向運(yùn)行以及供電不正常(如電壓、電流越限、過(guò)流、斷相)等故障，應(yīng)立即停機(jī)并告警，同時(shí)向中心站發(fā)送有關(guān)信息、標(biāo)識(shí)出可能的故障類別。

(5)具備本地/遠(yuǎn)方切換側(cè)控的功能。進(jìn)行本地的操作控制，主要是方便現(xiàn)場(chǎng)的功能調(diào)試與故障檢測(cè)和維護(hù)。此外應(yīng)留有人工操作方式，裝備應(yīng)急開(kāi)關(guān)等。三、水閘自動(dòng)監(jiān)控的主要功能部件

任何一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)都需要各種各樣的部件相互配合才能完成自動(dòng)化任務(wù)，但對(duì)于一個(gè)具體的自動(dòng)化系統(tǒng)，它既有與其他自動(dòng)化系統(tǒng)相同的部件，如放大部件、執(zhí)行部件，也一定會(huì)有與其他系統(tǒng)不同的部件?，F(xiàn)就水閘自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的一些共性部件作重點(diǎn)介紹。（一）測(cè)量傳感部件

在水閘自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中常用的側(cè)量傳感器件有閘位傳感器、水位傳感器以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況的測(cè)量，如供電情況、閘門運(yùn)行工況、系統(tǒng)非正常工作狀態(tài)和一些開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)。測(cè)量傳感部件的基本概念，我們已經(jīng)在第四章作了介紹，這里重點(diǎn)介紹一下閘位傳感器。閘位傳感器又稱閘門開(kāi)度傳感器(其原理很大程度上與水位傳感器相似)，根據(jù)輸出信號(hào)的類型不同可分為模擬式和數(shù)字式閘門開(kāi)度傳感器。

早期的模擬式閘門開(kāi)度傳感器一般以精密線繞多圈電位器作為傳感器件，將閘門啟閉機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)裝置引至電位器的旋轉(zhuǎn)軸，在閘門啟閉的過(guò)程中電位器旋轉(zhuǎn)軸跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，使得電位器的動(dòng)稗與某一固定臂之間的阻值隨著閘門的升降而變化。當(dāng)在電位器的兩固定臂施加一電壓時(shí)，即可從動(dòng)臂取走一電位值。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉且信號(hào)傳輸只需要三芯電纜，傳愉費(fèi)用低，系統(tǒng)停電不會(huì)丟失閘門開(kāi)度信號(hào)。其不足是電信號(hào)有一定的溫漂，但基本能滿足水利工程中測(cè)量閘門開(kāi)度的要求。數(shù)字式閘門開(kāi)度傳感器又分為計(jì)數(shù)式和直接編碼式兩種。計(jì)數(shù)式傳感器的工作原理是對(duì)閘門啟閉機(jī)某一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角位移通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。記錄脈沖可由光電器件、干簧管或霍爾器件產(chǎn)生。這種傳感器數(shù)據(jù)的記錄過(guò)程和保存都需要有電源支持，一般備有可以浮充電的電池，其輸出的數(shù)據(jù)格式可以是二進(jìn)制、BCD碼或格雷碼。這種傳感器的使用可靠性主要取決于充電電池，一旦電池失效則該傳感器中的數(shù)據(jù)將全部丟失。故這種計(jì)數(shù)式閘門開(kāi)度傳感器應(yīng)用較少。

直接編碼式閘門開(kāi)度傳感器是將啟閉機(jī)某一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角位移通過(guò)碼盤、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、光電器件或黑白條碼直接按某一碼制進(jìn)行編碼輸出，它的數(shù)據(jù)不需要借助于電源來(lái)記錄和保存，它的可靠性取決于碼盤及其觸針的可靠接觸壽命、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的機(jī)械和電氣壽命、閱讀黑白條碼的光電器件的壽命。事實(shí)上，半導(dǎo)體光電器件的壽命最長(zhǎng)，是直接編碼式閘門開(kāi)度傳感器的首選。但這種傳感器易出現(xiàn)較大的回旋差，即碼盤從一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變?yōu)橄喾捶较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在開(kāi)度的一定變化范圍內(nèi)傳感器的輸出數(shù)據(jù)無(wú)變化。近年來(lái)，為消除回旋差，提高精度，進(jìn)行了許多改進(jìn)，如使傳感器在全量程范圍內(nèi)其碼盤轉(zhuǎn)數(shù)增加(最多已達(dá)128圈)，每一圈分辨數(shù)據(jù)增多等。

（二）通信道

在閘群自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，通信道是一個(gè)極其重要的部分，這不僅由于通信道的可靠性、穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的工作，而且有時(shí)是系統(tǒng)里價(jià)格最為昂貴的一部分。這里再介紹一下閘群自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的工作方式。系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)主要用于閘控站與中心站的通信，也包括閘控站之間或與水位站之間的通信。通信鏈路種類可以是有線或無(wú)線的，常用的有超短波、微波、光纖和電纜辱。通信方式一般采用全雙工應(yīng)答方式，即可由中心站觸發(fā)通信和閘控站觸發(fā)通信。中心站觸發(fā)通信方式包括巡檢輪詢方式、廣播方式和控制命令下發(fā)方式。閘控站觸發(fā)的通信方式包括事件觸發(fā)方式和突發(fā)傳輸方式等。

（三）遠(yuǎn)程控制單元（RTU)

遠(yuǎn)程控制終端可以由各種各樣的元器件或部件組成。為了適應(yīng)遠(yuǎn)程控制的需要，國(guó)內(nèi)外一些研究部門和生產(chǎn)廠家，將遠(yuǎn)程終端站的主要控制部件組裝在一起，稱為遠(yuǎn)程控制單元，即RTU。RTU具有工作可靠、性能穩(wěn)定、功能齊全(并可選擇)、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的改進(jìn)提高，現(xiàn)在已有許多定型的、性能優(yōu)越的RTU面市。

RTU主要作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及本地控制，進(jìn)行本地控制時(shí)作為系統(tǒng)中份個(gè)獨(dú)立的工作站，RTU可以獨(dú)立地完成連鎖控制，包括前債控制、反鎮(zhèn)控制以及控制調(diào)贊等，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)作為一遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信單元，完成或響應(yīng)本站與中心站或其他站的通信和遙控任務(wù)。

RTU的主要配置有CPU模板、含存儲(chǔ)器的I/O模板、通信接口單元以及通:信機(jī)、天線、電源、機(jī)箱等輔助設(shè)備。RTU能執(zhí)行的任務(wù)流程取決于下載到CPU中的程序，CPU的程序可用工程中常用的編程語(yǔ)言編寫。如C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言等。

在閘群自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，RTU起著比較、放大變換、計(jì)算和控制、信號(hào)的接收與發(fā)送等作用。R'PU能定期或隨機(jī)采集測(cè)t傳感部件的輸出數(shù)據(jù)并赴行處理，經(jīng)編碼后發(fā)送到控制中心，同時(shí)也可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行打印、顯示、存盤等，RTU接收控制中心指令，提供數(shù)字量輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門的自動(dòng)控制。

RTU允許進(jìn)行閘門控制的編程。同時(shí)，RTU有一個(gè)為警告和事件的時(shí)間標(biāo)記而設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;RTU能被定期查詢報(bào)告特殊情況，數(shù)據(jù)超過(guò)了上下限將由RTU自動(dòng)傳送直到被中心計(jì)算機(jī)獲知，RTU軟件包括診斷和判斷RTU本身與傳感器是否正常等。四、某省洪湖閘測(cè)控自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.系統(tǒng)主要功能

(1)自動(dòng)收集各遙測(cè)站的實(shí)時(shí)雨t、水位數(shù)據(jù)以及閘門開(kāi)啟狀態(tài)和實(shí)時(shí)值，并對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。

(2)當(dāng)洪水位達(dá)到預(yù)定值時(shí)，人庫(kù)站超聲波測(cè)流儀自動(dòng)投人運(yùn)行，監(jiān)測(cè)人庫(kù)的水位和流量。

(3)根據(jù)洪水調(diào)度方案，中心下達(dá)閘門運(yùn)行控制命令。使洪湖閘三孔閘門自動(dòng)啟閉，并在閘門自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)閘門及電壓、電流變化，在閘門運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生傾斜、卡孔、越限、逆向運(yùn)行時(shí)，以及電機(jī)過(guò)壓、過(guò)流、斷相運(yùn)行時(shí)，立即發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)并立即停止閘門運(yùn)行。

(4)隨時(shí)顯示各遙測(cè)站的工作狀態(tài)、雨量直方圖、水位過(guò)程線以及閘控站閘門工作狀態(tài)，并實(shí)時(shí)發(fā)出水位、閘位越限信號(hào)。

(5)打印輸出各種水情及閘門運(yùn)行狀態(tài)圖表、數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

(6)運(yùn)用洪水預(yù)報(bào)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)，并顯示、打印預(yù)報(bào)結(jié)果。

2.系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)洪湖閘測(cè)控自動(dòng)化系統(tǒng)由布吉河水情自動(dòng)測(cè)報(bào)分系，統(tǒng)、洪湖閘門自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)以及草鋪超聲波流量測(cè)量子系統(tǒng)等組成。共含3個(gè)雨量遙測(cè)站、1個(gè)水位/雨量遙測(cè)站、1個(gè)三孔閘門的自動(dòng)監(jiān)控站，1個(gè)超聲波流量檢測(cè)站及洪湖閘測(cè)控中心站。其硬件結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖5-2。其中，由于布吉河水位變幅大，根據(jù)超聲波測(cè)流的技術(shù)特點(diǎn)，為精確測(cè)量洪水流量，設(shè)置了高度不同的三組超聲波換能器探頭。圖5-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3.系統(tǒng)主要的技術(shù)特點(diǎn)

(1)提高閘控站可靠性措施閘控站的主要作用是:①對(duì)現(xiàn)場(chǎng)三孔閘門自動(dòng)進(jìn)行周期性、實(shí)時(shí)性現(xiàn)場(chǎng)信息采集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。②自動(dòng)控制三孔閘門的啟、閉運(yùn)行。③對(duì)各閘運(yùn)行數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)工況及電源變化進(jìn)行檢查和報(bào)警處理。④與中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，接受中心站調(diào)控命令，并反饋本站執(zhí)行命令后的狀態(tài)信息。由于閘控站機(jī)房臨近高壓線及配電間，因此閘控站必須將可靠性、安全性、實(shí)用性放在十分重要的位位置，具體措施如下: