某水库闸门自动控制系统设计与应用
唐小林贵州江河水利监理有限公司
【摘要】在防汛和水资源调度中，闸门一直以来都承担着重要的角色，这就对闸门及其控制系统的可靠性、安全性和先进性提出了更高的要求。随着计算机技术、通讯技术和控制技术的飞跃发展，水利枢纽的自动控制迫切需求可靠性高、性价比好的闸门控制系统。本文主要讲述某水库闸门控制系统采用先进的计算机控制系统，系统分为现地控制、集中控制和远程控制，该系统操作简便，维护量小，运行稳定可靠。
【关键词】水库闸门自动控制系统pＬＣ
一、闸门控制系统的设计原则系统本着技术先进、安全可靠、经济实用的原则进行总体设计和配置。系统要求简单可靠、操作灵活、维护方便、实时性好、抗干扰能力强；具有人机接口功能强，便于功能和硬件设备的扩充，系统配置和设备选型符合计算机技术发展迅速的特点。
二、闸门控制系统功能水库闸门控制系统要求高可靠、免维护、功能强大、操作方便、易于扩充和更换部件，实现闸门启闭的手动与自动控制，闸门开度的自动测量与指示。配合闸门开度的测量和对库水位的自动采集与数据处理。
完成对泄水流量、库容、面积的计算处理与显示输出。
闸门控制系统实现的主要功能有：工作闸门启闭的自动控制，包括现地控制和远程控制；闸门开度自动测量；闸门启闭限位保护；泄
XX水库底孔进口事故闸门 1.5X1.5-52m 计 算 书 2002.01.
一．基本资料 1.孔口尺寸（B H）1.5X1.5 m 2.进口底坎高程：1117.000 m 3.检修平台高程：1169.500 m 4.上游校核洪水位：1168.370 m 5.上游正常高水位：1168.000 m 6.死水位：1130.000m 7.淤沙高程：1122.400 二．布置 该闸门采用设计水头52.m，运行条件为动闭静启，门体上设置充水阀，利用水柱压力动水闭门，平压后启门。面板设置在上游面，下游止水，止水高度1.6m，止水宽度1.6m。由于闸门孔口尺寸较小，梁系按照结构布置，要满足主梁和主轮的布置要求。还要满足闸门利用水柱闭门和闸门底缘下游倾角不小于30°，上游倾角不小于45°的布置要求。 由于闸门孔口尺寸较小，闸门主轮未能作等荷布置，且兼作控制闸门反位移支承，侧轮作控制闸门侧向位移支承，侧轮布置在门体上游侧的面板上。 考虑闸门结构尺寸较小，孔口尺寸宽高比等于1，但闸门吊耳较高，故采用单吊点启吊，吊耳设置在门顶，而且在吊耳上设置有短吊杆及充水阀联动。 边梁布置为单腹板。
顶、侧止水均采用P 型橡塑复合止水。 三． 结构计算 1.总水压力 Hs=52m h=1.6m Bz=1.6m P=1/2λ(2Hs-h)hBzs =0.5 1 (2 52) 1.6 1.6=132t 面板与梁格布置简图 2.面板 初选面板厚度按下式计算： []σαδ9.0kp a = 考虑到淤沙和锈蚀的作用，初选面板厚度为：δ=2.0cm;
计算面板厚度采用：δ=1.6cm; 设计面板厚度为：δ=2.0cm; 3.面板与梁格的连接计算： 由于该闸门的尺寸较小，属于潜孔高水头闸门，故不设置水 平次梁，顶、底梁均采用与主梁类似的截面。 4.主梁的计算 ① 荷载分析 主梁可视为支承在边梁上的简支梁，承受水平方向传递来的 均布水压力。由于该闸门主梁设计未能采用等间距布置，计算中 取荷载最大的下主梁进行计算设计。 q=(0.4+0.34)×52=38.48t/m ② 内力分析 M max =ql 2/8=38.48×1.62÷8=12.3136t-m=12.3136×105（kg ·cm ） Q max = ql/2=38.48×1.6÷2=30.784t=30.784×103（kg ） 那么截面所需的W= M max /0.85[]σ=12.316×105÷1600 =906(cm 3) ③ 截面设计 按刚度要求的最小梁高为：[][] L E l h /208.0min ωσ=
闸门自动化监控系统 应用领域：水利水库灌区河道干渠明渠供水渠的闸门现地控制和闸门远程控制。 传统电动闸门的升降，往往在简易电力箱内采用开关按钮直控接触器的方式，无法对闸门的开启高度进行测量，也不能判断闸门板当前的运行状态，更不具有计算机化控制，或者远程控制接口，此类闸门的控制手段无法做到精确的闸门板定位，由于闸门底部淤泥等情况复杂，易造成螺杆顶弯变形，甚至破坏启闭机，不能继续工作，影响水利系统的业务运行。 山东亿捷网络科技有限公司的闸门自动化控制系统，以“无人值守”为设计原则，采用SCADA系统结构，通过传感技术、自动化控制技术、计算机软硬件技术、网络通信技术等，为用户提供了一套既可现地对闸门进行控制，也可远程通过计算机进行闸门启闭的自动化控制系统，该闸控系统可接入渠道水位信号、流量信号，或现场视频信号等，能够将水位、流量、视频画面等与闸控系统集中显示在一个软件画面中，使得远方操作更加可视，达到无人值守、统一调度的目标。 闸门自动化监控系统由以下两部分组成： 1、现地控制屏。 2、远程监控软件。
1、现地控制屏。 现地控制屏，主要由逻辑控制部分（PLC）、执行部分（电机保护器、相序保护器、过载保护器、交流接触器、闸位计、电压变送器、电流变送器等）、通信部分（以太网接口、无线GPRS接口、RS485接口等）共三部分，组成了一套工业级高可靠的闸门自动化控制系统。 现地控制系统支持螺杆式、卷扬式、斜拉式等闸门类型，无论单孔还是多孔闸门均可接入到系统中来。同时，考虑闸室一般地处偏远，系统除支持有线网络外，可选择微波或GPRS或超短波等无线方式进行远程控制。同时现地控制系统配置了一面触摸屏，图形化的人机界面，模拟现场闸门的状态，使得操作更简单，更准确。 闸控现地触摸屏画面
水库闸门远程控制系统方案 发布时间：2011-01-05 一、前言 水利行业是一个历史十分悠久的行业，也是信息十分密集的行业。随着计算机技术、数字控制技术、网络通讯技术的发展，工业自动控制系统已进入一个全新的时代。采用新技术、新设备对水利工程项目的设备与管理进行现代化改造和智能化建设是历史发展的必然趋势。对社会主义建设和水利行业的发展前景有着深远的意义。水利现代化和智能化建设是实现资源共享，促进国民经济协调发展的需要。信息化系统建成后，消除了信息孤岛，减少了数据冗余，提高了信息的可靠性和科学性。信息快速方便的信息传递为上级部门正确决策提供了保证，同时也提高了水库现代化管理水平，提高了水库的工作效率。同时也为水利信息化建设打下了基础。水库，一般建在比较偏僻的山区，尽管现在交通发达，但对水库运行管理来说仍然不便。一方面因为路途遥远，工作人员每天在往返的路上浪费大量的时间和精力；另一方面道路崎岖，多是山路，行车危险，特别是雨季，道路泥泞，这给水库的管理工作带来很大的不便。特别是在汛期暴雨期间，可能造成山体滑坡，电线中断等事故，工作人员无法到达现场。此时更是防洪的关键时期，必须保证闸门的合理控制，才能有效的控制洪水，保证人民群众生命、财产的安全。随着现代通讯事业的不断发展，无线技术应用在控制领域中越来越成熟。利用GPRS网络来实现远程的通讯，从而达到用计算机来实现水 库闸门远程控制的目的。 二、项目分析 2．1,闸门远程控制系统组成 2．1．1 终端闸门控制系统 采集闸门状态信息，如闸门开度、水库水位等，和执行各项中心发出的指令。 2．1．2 无线传输设备 鉴于终端闸门控制系统的接口和设备的工作环境等多种情况的要求，我们选择厦门四信通讯有限公司的F2103 IP MODEM(DTU)。采用RS-232/485接口、金属外壳设计，它具有体积小、功耗低、配置使用简单、即插即用。支持主备数据通道、并行多数据通道，支持实时在线和按需在线多种工作方式，如定时上下线和设备唤醒，并且支持APN网络接入等功能不仅可以保障数据安全可靠还能让客户根据需传输节省资费。2．1．3 数据控制中心 源始数据处理与管理中心，负责对终端上传的数据进行分析、存储，对分析结果做出判断，并下达各种控制指令。 2．2 系统总架构 终端闸门控制系统数据采集设备通过RS232/485通讯接口与F2103串口连接，远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入。 通讯设备F2103通过GPRS网络接入Internet连接到远程数据中心服务器主机，建立透明数据通道。这
水闸闸门监控系统详细 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
水闸闸门遥控与监测系统方案 1、概述 某水闸共5孔平板闸门，闸门宽度8米，闸身长40米。目前使用的水闸监控系统已经完全损坏，使用中存在以下问题： （1）不能实现定点控制闸门开度。目前各闸门的定点控制均由值班人员手动完成。由于现场控制站在闸顶楼上，值班人员只能凭现场聆听闸门与卡位相接的声音实现定点控制闸门开度，在下雨等噪音严重的情况下往往会因无法听到声音而难以定位，监控效率低，且存在安全隐患； （2）闸门现场控制站的PLC坏掉，工作不稳定，其他装置是否损坏不确定； （3）无法实现远程监控功能，不能满足监控管理自动化的要求。2、 系统工作范围 本系统功能的实现： （1）五孔平板闸门的自动控制：通过工控机现地实现左右四扇闸门的全开、全关控制和中间闸门的全开、半开、全关控制。也可在监控室上位机远程控制闸门开度； （2）五孔平板闸门的手动控制：在工控机故障或其他特殊情况下，采用手动控制方式实现各种控制；
（3）主要参数的采集与显示：采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位和闸基扬压力信号，并在控制面板和上位机上显示； （4）视频监控功能：设多台定点视频监控摄像头对闸门进行监视，在监控室可以实时对闸门进行监控。 系统监控内容 输入/输出信号统计 闸门监控系统报警信号统计 闸门监控系统 系统设计
考虑到水闸五孔闸门和启闭机分组监控的特点，本方案根据要求设计一套以工控机为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，该系统由一台上位机、一台现地工控机单元、摄像头、视频显示器等组成。在监控室可以通过显示器远程监视闸门的运行状况，并实现远程发送控制指令；现场控制站能接收来自上位机的控制指令进行控制，也可以单机独立控制，特殊情况下实现手动控制。系统总体结构 监控系统总体由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。总体框图如图1所示： 图1 水 闸监控系统总体框图
温州河道水闸检测监控系统
目录 一、方案背景 (2) 二、系统结构 (4) 2.1 系统概述 (4) 2.2 数据采集监测子系统 (6) 2.2.1水闸流量监测 (6) 2.2.2 河道水位监测 (6) 2.2.3 闸门开启状态监测 (6) 2.2.4 河道雨量水质监测 (7) 2.3 数据传输系统 (8) 2.4 视频监控防盗报警系统 (9) 2.5 监测中心功能 (11) 三、系统特点 (12) 3.1可靠的通讯网络 (12) 3.2集中器数据采集 (12) 3.3 经济可靠性 (13) 四、解决方案 (13) 4.1、水渠，河道流量测量 (13) 4.2、河道、闸门、水渠水位测量 (14) 4.3、闸门开启度测量 (14) 4.5、潮位测量 (15) 五、设备选型 (15) 5.1 WSN无线传输网络（TDR-05JQW-Y） (15) 5.2 集中器 (16) 5.3 CDMA无线传输设备（TDR-05JYW） (16) 5.4 视频监控设备 (17) 5.5 硬盘录像机 (19) 5.6 超声波液位测量仪 (19) 5.7 河道，水渠流量测量仪 (21) 五、结束语 (22)
一、方案背景 温瑞塘河被温州人民称为“母亲河”，对温州的防洪、排涝、供水、航运、灌溉及生态环境保护，特别是温瑞平原的经济和社会发展起着十分重要的作用。目前温瑞塘河虽然不再作为饮用水源地，但仍承担着航运、防洪、灌溉等功能，同时也是温州市区及郊区沿河乡镇工业及生活污水的重要归宿地。温州属东亚季风盛行地区，在汛期常易受到台风、暴雨及其引发的洪水等灾害袭击，防汛压力较大。并且随着温州市经济的迅速发展，城市建设和人口规模不断扩大，相应水污染程度也日益严重。全市日排放污水67万吨，其中44万吨直接排入温瑞塘河，约占全市日排污总量的65.67％。大量工业、生活污水入河造成了温瑞塘河水体的综合性有机污染，使得大部分河道水质常年劣于地表V类水质标准。由于平原河网流域地势平坦，水体流动缓慢，污染物不易下泄，而从上游携带来的泥沙及各种垃圾又在河床中沉积下来，极易淤积产生黑臭现象。 为了改善水质生态调水能有效促进河水流动，主动排污，是一项行之有效的改善水质的措施。据统计，2000—2008年通过瓯江翻水站和珊溪水利工程向塘河共计调水量达9.8亿立方米，沿江排水调度开闸2500孔次，调水的日益频繁，对塘河水体实现科学、有效的调度提出了更高的要求。 水质监测结果显示，调水对改善当前水质有显著的效果。以2008年12月中旬调水为例，调水后市区西山河段至南塘河段干流有机污染状况有明显好转，相邻的二级河道水体污染程度也有所缓解。氨氮从调水前的约5－14mg/L下降至约3－10mg/L，水中溶解氧浓度也由调水前的0.3－2.2mg/L提高到0.7－4.0mg/L。
浅析水库闸门自动控制系统设计及实现姚玉翔 摘要：介绍了水库闸门自动控制系统的组成，并论述了闸门自动控制的安全性 设计的方法，采取安全性设计后可有效消除安全性隐患，提高闸门自动控制系统 的安全性，确保闸门的运行安全。 关键词：水库闸门；自动控制系统；安全设计；实现方法 传统水闸启闭机控制系统一般采用继电器-接触器，通过按钮来操作启动和关闭，由于电器触点可靠性比较差，控制手段落后，闸门开度也多凭肉眼观察，误 差大；并且不能根据水位或其它状态的变化实现自动控制；维修方式采用事后维 修和计划维修，这些方法都是基于人工或现场操作人员的经验，实时性差、可靠 性低，一旦出现故障则需要全站停机检修，造成较大的损失。因此迫切需要对闸 门控制方式进行自动化改造。 1水库闸门自动控制系统的构成 要想实现水库闸门的自动控制,控制系统需要包括以下几个部分:现场控制部分、防雷系统、数据采集和信号传输系统以及应用软件。中心计算机同时与打印机、 避雷系统以及LPC或者DCS连接,用来测量闸门开度的开度仪与控制系相连。 1.1现场控制部分 目前的现场控制设备一般采用DSC或者PLC,二者原理相似。控制器接收到上 位机发送过来的控制信号以后做出反应动作,对各接触器的通断进行控制,远程控 制闸门的升降。 1.2防雷系统 水库闸门的自动控制系统主要由电子元件构成,如果线路遭受雷击就会发生故障,还可能产生电磁暂态过程,形成过电压。因此为了避免雷击损害自动控制设备 并影响到系统功能,信传输以及供电线路等容易发生雷电故障的部位加装避雷设施。 1.3数据采集和信号传输系统 数据采集系统主要由库水位传感器、闸门开度传感器、二次仪表以及数据采 集设备构成,而信号传输系统则包括通讯设备、计算机终端以及通讯线路等部分。 闸门开度传感器通过二次仪表将开度信息传送给上位机,完成数据的采集和传输操作。 1.4应用软件 水库闸门自动控制系统中的上位机软件既可以使用组态软件进行制作,也可以 利用可视化语言来开发。前者的要求比较低,只需要操作人员掌握系统结构以及组 态软件的使用方法就可以开发出符合水路闸门自动控制需求的应用软件;对于后者,开发人员需要掌握下位机和底层通讯协议,开发难度与工作量都比较大,非常耗时。 2安全性设计方法 2.1静态安全性设计 为了避免闸门在静态情况下的误动作，根据闸门自动控制系统的特点，可以 通过以下措施来提高系统的静态安全性。 ①中心机房计算机软件设计有用户身份确认，不同的用户拥有不同的使用权限，一般用户只能通过计算机查看闸门的相关信息，不能修改和控制闸门的运动 状态；只有管理人员才能通过口令进入闸门控制界面对闸门进行控制。 ②闸门和PLC控制柜上设计有现场与集控切换钥匙，钥匙只能交由管理人员 保管，防止无关人员进入闸房对闸门控制柜进行现场操作。 2.2系统自检与自锁互锁设计
水库放水闸工作闸门2×2.5-7.25m 计 算 书 2005.11
一．基本资料 1.孔口尺寸（B H） 2.5×2 m 2.进口底坎高程：?950.40 m 3.检修平台高程：?959.50 m 4.上游校核洪水位：?956.86 m 5.上游设计水位：?957.65 m 6.死水位：950.40m 二．布置 该闸门采用设计水头7.25m，运行条件为动水启闭，利用螺杆下压力动水闭门，动水启门。面板设置在上游面，止水布置在下游，止水高度2.6m，止水宽度2.1m。由于闸门孔口尺寸较小，梁系按照结构布置，要满足主梁和主轮的布置要求。还要满足闸门底缘下游倾角不小于30°的布置要求。 由于闸门孔口尺寸较小，闸门主轮未能作等荷布置，且兼作控制闸门反位移支承，侧滑块作控制闸门侧向位移支承，侧滑块布置在门体上游侧的面板上。 考虑闸门结构尺寸较小，孔口尺寸宽高比等于0.8小于1，故闸门采用单吊点启吊，吊耳设置在门顶,边梁布置为单腹板。悬臂轮布置为双腹板. 顶、侧止水均采用P型橡塑复合止水，底止水为I型平板橡皮，底侧止水也为平板橡皮。 三．结构计算
1.总水压力：结构布置见下图 Hs=7.25m ，h=2.6m ，Bz=2.1m ，P=1/2λ (2Hs-h)hBzs =0.5 1 (2 7.25-2.6) 2.6 2.1=32.49t 面板与梁格布置简图 2.面板 初选面板厚度按下式计算： [] σαδ9.0kp a =梁格编号b(cm)a(cm)b/a k αp (kg/cm 2)(cm)1 106.487.2 1.220.3891.650.5690.84 2 3δ考虑到淤沙和锈蚀的作用，初选面板厚度为：δ=1.2cm; 计算面板厚度采用：δ=0.84cm; 设计面板厚度为：δ=1.2cm; 3.面板与梁格的连接计算： 由于该闸门的尺寸较小，属于潜孔低水头闸门，故不设置水
按照建设要求闸门控制系统能够实现远程自动控制及现地控制相结合的方式，由于部分闸门距离水库管理所较远，为了及时进行配水调度工作，有必要对相应的闸门实现自动控制。考虑到闸门实现全自动控制造价较高，首先对关键控制性闸门实现自动控制，同时对多孔闸门中使用较频繁闸门实现自动控制，因此，为逐步实现灌区配水调度的高效性，有必要建设闸门自动控制系统。 闸门控制系统的方案设计 在水利信息化的进程中，闸门安全、可靠的自动控制一直都是核心问题。 针对目前闸门自动控制系统的需求，我司提出了基于现地控制层，远程控制层，集中控制中心三层控制体系结构。采用先进的PLC、以太网技术，避免了传统控制带来的风险，从而实现精准、可靠的控制系统。 为了更好地建设闸门自动化监控系统，我司制定以下设计原则： 1）先进性原则：高起点、新技术、国内领先。 2）实用性原则：结构简洁、功能实用、操作简单、界面友好。 3）可靠性原则：设备可靠性高、适应恶劣环境且系统防雷抗干扰能力强。 3.2.系统结构 闸门自动控制系统主要包括监控中心站、现场监控单元和监控终端，实现闸门实时信息自动采集、传输和控制。 1）监控中心站：采用工业计算机，进行数据存储；为管理人员提供人机操作界面，实时显示闸门启闭机、出口工作阀等机电的工况；实时显示闸门的开度；实现数据查询及报表输出；通过授权的操作人员可通过工控机的人机界面远程控制闸门启闭。 2）现场监控单元：主要由机柜、PLC（可编程逻辑控制器）电源、继电器、交流接触器等构成。 3）监控终端：实时监测采集工况数据（水位，水情，流量，闸（阀）门开度、电压、电流）；在设备工作异常时自动保护；控制机电设备合理运行；接收中心发出的控制命令，根据命令向中心传输系统运行参数。 4）现场控制屏 现场控制屏相当于闸门控制按钮，它直接对闸门上升、下降、停止进行控制。也是闸门控制的采集部分，负责将闸门开度值传到下位机中，将开度传来的模拟信号装换成RS-485信号传到下位机中，完成开度采集传输工作。 闸门自动控制系统结构如下图所示：
闸门综合自动化监控系统 (share-strobe) 水利行业是一个历史十分悠久的行业，也是信息十分密集的行业。而采用新技术、新设备对水利工程项目的设备与管理进行现代化改造和智能化建设是历史发展的必然趋势，对社会主义建设和水利行业的发展前景有着深远的意义。 闸门作为水利系统最基层的工程之一除了满足水利部门的用水需求外，在防洪、保护工农业生产和人民生命财产安全以及环境保护等诸多方面都发挥了巨大的积极作用。为了进一步发挥泵站的综合利用效益,尽可能减少洪涝灾害的损失，提高调度管理的决策水平，建设闸门综合自动化监控信息系统是必不可少的。特别是在国家南水北调东线工程中，研究建设以闸门综合自动化监控信息系统为基础的全线闸门的供水综合调度系统更具有现实性和重要性。 系统构成 系统主要分为系统中央控制台和闸门现场监控装置两部分。监控中心由监控计算机、系统监控软件平台、计算机网络平台及应用软件组成。闸机现场监控装置由闸门现地控制单元（LCU）、现场检测仪表、信息传输通道等部分组成。 图1 闸门自动化控制图 基于光纤网络的通讯，在各个终端与中心站(管理中心)之间建立局域网完成数据通讯。光纤具有可靠性高、数据传输稳定、维护费用低等特点，是实施远程可靠数据传输较为合理的方案。系统功能 上位机是系统的指挥、监控中心，它可以与上级管理中心联网通过上位机与PLC的通讯功能指挥系统运行和修改工艺参数。PLC是系统的控制中心，可以独立控制整个系统正常运行。 数据采集与处理 这部分功能包括对实时数据的采集、进行必要的数据预处理并以一定的格式存入实时数据库。通常按照信号性质的不同把它分为模拟量、开关量及脉冲数字量等其采集及处理方法也各不相同。 模拟量的采集与处理 这一类实时量包括电气模拟量、非电气模拟量及温度量。电气模拟量系指电压、电流、频率及功率、功率因素等电气信号量。非电气模拟量主要指压力、流量、水位、位移等信号量。 开关量的采集 开关量采集包括中断型开关量和非中断型开关量两种。中断型开关量信号包括各类故障信号、断路器及隔离开关位置信号、泵、机组设备运行状态信号、手动自动方式选择的位置信号等。 运行安全监视 ?全厂运行实时监视及参数在线修改 ?参数越复限报警记录 ?事故顺序记录 ?故障状变显示记录 ?趋势分析判断 ?月运行指导
南水北调东线刘山站快速闸门控制系统安全性探讨及应对措施 点击：79 日期：2011-12-1 10:56:42 刘遵启 （徐州市水利局, 江苏徐州221018） 摘要：液压快速闸门断流的方式在南水北调工程中得到普遍应用，其控制系统都使用PLC可变程序控制器，为控制的可靠性奠定了基础。但由于快速门断流方式的特殊性，对它的控制系统提出更高的要求，不但要考虑正常情况，也要考虑到非正常情况出现的可能性，要有应急措施。为此笔者从实际出发认为快速门应增加辅助继电器控制系统，以提高整个控制系统的可靠性。此方案不但能解决在现场PLC故障情况下主机和快速门的联动，而且可以在控制室应急处理快速门不能及时下落的问题。 1引言 刘山站是南水北调东线工程的第七级翻水站，位于京杭运河徐州市境内的不老河段，是国家南水北调东线工程的重要枢纽。主机选用2900ZLQ32-6立式轴流泵5台，叶轮直径2.9米，单机流量31.5 m3/s，配套TL2800-40/3250型同步电机5台套。刘山站主机组采取快速闸门断流的方式，每台机组设工作门和事故门各一扇，均采用QPKY-2×160KN液压式启闭机，实现机组出水流道的快速开启和关闭。因此出水流道能否可靠开启与关闭对机组的安全运行至关重要，否则会给机组的运行带来危害。 2、问题的提出 该站在机房的出水侧专门为快速闸门配套的液压站将压力油泵产生的系 统压力通过输、回油管路、单向阀、插装式控制阀组、单向节流阀、启闭机油缸等阀件构成油系统。在电磁换向阀、电磁球阀的控制下实现闸门的开起或关闭，闸门的开启速度通过调节单向节流阀实现。电磁换向阀、电磁球阀的控制指令来自液压站控制柜的现场PLC，而PLC程序的启动是通过主机开关的辅助触点来传递信号，使现场PLC能根据主机开关辅助触点的状态、快速门的开度情况执行已设定好的程序，进而完成快速闸门的自动开启与关闭。液压站及快速门的工作状态和运行参数通过光缆将数据打包后传送给上位机。也就是说快
5 闸门控制系统 5.1系统设计要求 投标单位应到各电闸进行实地调研，结合当地的实际情况和现代信息技术，利用先进的硬件设备和软件系统，提高闸门监控自动化控制水平，确保泄水建筑物的安全及泄水调度的准确性、及时性，以增强抗灾能力。拟采用可编程控制器（PLC）作为主要控制设备，并建立视频图像监视系统，作为辅助闸门监控的一个手段。 5.2系统工作范围 本系统工作范围包括： 控制涵闸2孔平板闸门。 采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位信号。 与上级系统联网，支持上级远程控制与调度。 涵闸至上级网络通信。（现场已提供与计算机网络连接的RJ45接口） 系统监控内容 通过监测闸上闸下水位，并依据控制中心的调度方案，控制闸门的启闭。基本的输入/输出信号和报警信号见下表： 输入/输出信号统计
闸门监控系统报警信号统计 5.3系统总体结构 考虑到涵闸2孔闸门和启闭机分组监控的特点，方案要求设计一套以可编程控制器（PLC）为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，建议该系统由一台上位机和一套现地监控单元组成。监控信息通过涵闸至上级网络之间传送至上级单位，以便及时了解涵闸的运行状况。控制中心的控制指令，通过计算机网络传至本地的执行系统，从而对闸门进行启闭控制。 5.4系统的基本组成 建议系统由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。 闸门监控子系统由一台上位机、一套现地监控单元、现场传感部件和执行机构等设备组成。现地监控单元采用可编程序控制器（PLC）作为主控设备,在监控单元上有2孔涵闸的手动集中控制与显示，同时保留现场的手动操作。闸门位置和上下游水位信号的采集采用专用传感器。建议现场视频监控由2台摄像机、视频监控站等组成。 5.5系统基本功能 闸门监控系统功能
水闸闸门遥控与监测系统方案 1、概述 某水闸共5孔平板闸门，闸门宽度8米，闸身长40米。目前使用的水闸监控系统已经完全损坏，使用中存在以下问题： （1）不能实现定点控制闸门开度。目前各闸门的定点控制均由值班人员手动完成。由于现场控制站在闸顶楼上，值班人员只能凭现场聆听闸门与卡位相接的声音实现定点控制闸门开度，在下雨等噪音严重的情况下往往会因无法听到声音而难以定位，监控效率低，且存在安全隐患； （2）闸门现场控制站的PLC坏掉，工作不稳定，其他装置是否损坏不确定； （3）无法实现远程监控功能，不能满足监控管理自动化的要求。2、 系统工作范围 本系统功能的实现： （1）五孔平板闸门的自动控制：通过工控机现地实现左右四扇闸门的全开、全关控制和中间闸门的全开、半开、全关控制。也可在监控室上位机远程控制闸门开度； （2）五孔平板闸门的手动控制：在工控机故障或其他特殊情况下，采用手动控制方式实现各种控制； （3）主要参数的采集与显示：采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位和闸基扬压力信号，并在控制面板和上位机上显示； （4）视频监控功能：设多台定点视频监控摄像头对闸门进行监视，在监控室可以实时对闸门进行监控。 系统监控内容
输入/输出信号统计 闸门监控系统报警信号统计 闸门监控系统 系统设计 考虑到水闸五孔闸门和启闭机分组监控的特点，本方案根据要求设计一套以工控机为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，该系统由一台上位机、一台现地工控机单元、摄像头、视频显示器等组成。在监控室可以通过显示器远程监视闸门的运行状况，并实现远程发送控制指令；现场控制站能接收来自上位机的控制指令进行控制，也可以单机独立控制，特殊情况下实现手动控制。 系统总体结构 监控系统总体由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。总体框图如图1所示：
水闸闸门遥控与监测系统方案 蒈1、概述 螄某水闸共 5 孔平板闸门，闸门宽度8 米，闸身长40 米。目前使用的水闸监控系 统已经完全损坏，使用中存在以下问题： 薅（1）不能实现定点控制闸门开度。目前各闸门的定点控制均由值班人员手动完成。由于现场控制站在闸顶楼上，值班人员只能凭现场聆听闸门与卡位相接的声音实现定点控制闸门开度，在下雨等噪音严重的情况下往往会因无法听到声音而难以定位，监控效率低，且存在安全隐患； 蒁（2）闸门现场控制站的PLC坏掉，工作不稳定，其他装置是否损坏不确定；薈（3）无法实现远程监控功能，不能满足监控管理自动化的要求。 芅2、 系统工作范围 羃2.1 芀本系统功能的实现：
蚈（1）五孔平板闸门的自动控制：通过工控机现地实现左右四扇闸门的全开、全关控制和中间 闸门的全开、半开、全关控制。也可在监控室上位机远程控制闸门开度； 蚆（2）五孔平板闸门的手动控制：在工控机故障或其他特殊情况下，采用手动控制方式实现各种控制； 蚅（3）主要参数的采集与显示：采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位和闸基扬压力信号并在控制面板和上位机上显示； 聿（4）视频监控功能：设多台定点视频监控摄像头对闸门进行监视，在监控室可以实时对闸门进行监控。 系统监控内容 螈3.2 肇输入/ 输出信号统计
螃 羄 螅3.3 系统设计 螀考虑到水闸五孔闸门和启闭机分组监控的特点，本方案根据要求设计一套以工控机为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，该系统由一台上位机、一台现地工控机单元、摄像头、视频显示器等组成。在监控室可以通过显示器远程监视闸门的运行状况，并实现远程发送控制指令；现场控制站能接收来自上位机的控制指令进行控制，也可以单机独立控制，特殊情况下实现手动控制。 系统总体结构 羁3.3.1 肈监控系统总体由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。总体框图如图 1 所示：
隧洞金属结构安装施工方案 xxxxxx有限公司 xxxxxx水库项目经理部 二0xx年x月
目录 第一章工程概况 (2) 第二章施工规划 (3) 第三章金结安装施工方案编制依据及引用标准 (4) 第四章金属结构安装施工 (5) 4.1安装前准备 (5) 4.2埋件安装 (5) 4.3门叶安装 (6) 第五章启闭机安装 (8) 5.1施工准备 (8) 5.2安装工艺流程 (8) 5.3安装技术及调试 (9) 第六章施工进度计划 (10) 第七章金属结构施工投入机械设备 (11) 第八章施工安全措施 (12)
第一章工程概况 xxxxx是一座以农业灌溉为主兼顾农村人畜饮水的水利工程，水库总库容107.9万m3，属小（1）型水利工程，枢纽工程等别为Ⅳ等，兴利库容84.56万m3，死库容27.49万m3，调洪库容25.9万m3。 大坝为粘土心墙风化料坝，坝高43.0m，坝顶高程1518.0m，坝顶上游设1.0m高防浪墙，坝顶长169.8m，坝顶宽5.0m；上游坝坡坡比从上至下分别为1：2.25、1：2.50二级，下游坝坡比从上至下分为1：2.0、1：2.25、1：1.75三级；心墙上、下游设计坡比均为1：0.25，分别设计1.0m厚砂、碎石反滤过度层，大坝回填总方量35.2万m3。 导流输水隧洞布置于大坝右岸，为竖井控制出流，前段有压，后段无压隧洞，隧洞在施工期承担枯期导流任务，运行期承担下游灌区灌溉和下放生态流量的功能，隧洞总长284.036m，进口底板高程1496.2m，竖井闸室段底板高程1495.86m，无压段设计底坡i=0.01，最大过流量 6.6m3/s，全洞采用钢筋混凝土衬砌。从隧洞竖井至出口，在洞内埋设一DN355.6mm的钢管供农业灌溉及下放生态用水。 竖井处设置1.0×1.0m的事故检修闸门一道，1.0 ×1.0 m工作闸门一道。xxxxx隧洞工程金属结构项目主要包括：事故检修闸门和工作闸门各一套及启闭机安装。 闸门安装项目包括闸门门叶、门槽埋件、启闭机机械和配套电气设备，以及有关的拉杆、自动挂脱梁、锁定装置、闸门配重、基础埋件、各种电缆等附属设施，安装项目的规格和数量详见表1-1。
山口水电站进水口事故快速闸门运行规程 目录 1、主体内容与适用范围 (1) 2、依据及引用标准 (1) 3、操作 (1) 4、故障及故障处理 (8) 5、维护及注意事项 (9)
1、主体内容与适用范围 山口水电站进水口快速闸门启闭机采用浮动支承式液压启闭机，动水闭门，动水局部开启闸门充水平压后，静水提门。闸门平时由液压缸持住悬挂在孔口上方，处于事故关门的待命状态，一旦水轮发电机组发生故障（紧急停机按钮动作；调速器油压装置事故低油压；机械过速保护装置动作；机组转速>140%nr；事故停机过程中剪断销剪断；机组转速>115%nr且主配压阀拒动；上位机发令）时，可远控快速关闭孔口。 2、依据及引用标准 山口水库机组进水口液压启闭机安装使用，维护，说明书。 山口水库机组进水口快速闸门原理图。 3、操作 3.1 闸门控制方式 山口电厂快速闸门控制方式有远方控制和现地控制两种。远方控制方式和现地控制方式的选择是通过控制柜上的系统工作方式转换开关实现闭锁。 闸门控制系统设计有系统工作方式转换开关，该转换开关设计有4个状态位置：远方集控、切除、现地自动、现地手动位置。 3.1.2远方集控方式：将控制柜上系统工作方式转换方式置“集控”位置，各控制系统能够以MB+网络方式或硬接线方式进行远方自动控制和数据采集功能。 3.1.3现地自动控制方式：现地自动控制方式是通过对控制系统控制柜上的控制开关、按钮的操作，实现闸门的现地控制功能。 3.1.4现地手动控制方式：为检修方便，闸门控制系统设计有现地手动控制方式。现地手动控制是在闸门检修状态或闸门出现重大事故情况下使用，现地手动控制操作是通过控制柜上的控制开关和按钮对该系统控制设备能够单独控制操作。 3．2启门操作方式 方式1（未实现）：实现平正常冲水平压的方法是按下动力柜上的《自控停
水利行业监控系统解决方案 根据中国建设“数字水利”的目标，全面实施水利系统远程视频实时监控系统，对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行实时动态监控，及时采取预防与补救措施，全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性，对减少洪水灾害、缓解防洪压力、保障人民生命财产安全具有重要作用。 水库大坝远程无线监控系统 水库大坝监控点一般分布在较广阔的范围内，与监控中心距离较远，同时由于河流山脉等障碍往往难以架设线缆。采用基于无线局域网技术建立的远程无线监控系统，无需铺设网络电缆，可迅速方便地在需要监控的地方架设前端监控设备，具有很强的实用性、灵活性和可扩充性。 水库大坝实施无线监控系统，可以实现： 水库重点区域的实时远程监控，如闸门开启度、大坝稳固程度等的重点监控 汛期的水库安全防卫工作，时刻监控水库水位是否超出警戒线 水库水岸情况的实时远程监控，如是否有物体（如人、兽）进入闸门口等危险区 水库水面情况的实时远程监控，如水面上是否有漂浮物、漂流物 随时将水库水质检测信息传送到监控中心 对库区天气状况进行实时监控 监控中心对水库现场工作的远距离指挥调度 某水库大坝需要建设无线监控系统，共设置10个前端监控点，实时监控水库大坝、溢洪道、闸门等重点防洪部位。要求24 小时全天候采集和传输监控点现场约1公里范围的视频图像，某些监控点需要保证在夜间可以看清水尺桩的标记读数。 每个监控点包括图像采集处理系统和无线传输基站，前者由摄像机、探射灯、云台/射灯控制系统、视频服务器等构成，无线传输系统由Axelwave电信级无线网桥和天馈系统构成。
监控中心设在水库管理局中心控制室，中心基站采用Axelwave电信级无线网桥和天馈系统，以点对多点的方式，构成无线传输网络。监控中心通过远程控制摄像机焦距和云台运动，实时拍摄水库库区、水位、坝体、溢洪坝段、闸门开启度、坝下及放水等现场画面。监控图像通过无线网络传输到监控中心。监控中心可同时观看多路清晰、实时的监控画面，并完成监控图像资料的录制存档。 水文站远程无线监测系统 水文站是收集水信息的基本站点，是水文工作的基础。水文站网持续地对我国江、河、湖、库的地表水、地下水的水量、水质等进行观测，实时收集水文水资源数据，对水资源开发、利用、管理、保护，实现水资源的合理调配，提高水资源利用率和改善水生态等方面具有十分重要的作用。同时，还为防汛防潮的指挥调度提供了及时、准确的决策依据。 建设水文站远程实时监测系统，实现对地上、地下水信息的实时监测，对水源地及管理区实施全面视频监控，将现场采集的数据、图像、声音、视频等基础信息实时传送到监控中心，极大地提高测报工作的精确度，改善传统监测的工作质量，实现真正意义的实时水文信息的采集、监控和统一管理。 水文站点在地理布局上一般分布较广且地形复杂、位置偏僻，与监控中心相距较远，利用传统的有线连接方式，不仅成本高昂、施工周期长，且往往因河流山脉等障碍而难以架设线缆，更重要的是，有线传输的抗灾性比较差，在大风、暴雨、决口等恶劣环境下，有线线路极易遭到破坏，水文监测信息将无法及时传递，难以满足水文信息安全防范的高可靠性要求。 水文无线监测系统，抗灾性比较好，确保水文信息采集系统在各种恶劣天气情况下，都
550m2烧结机液压闸门控制系统概述 炼铁作业部耿丹 1概述 提高布料质量，对于改善料面的点火状况，降低能耗起着相当大的作用[1]。首钢京唐550m2烧结机利用烧结机圆辊上部安装的液压闸门实现了混合料的精确布料，保证了台车宽度方向上的烧结速度一致。 圆辊液压闸门安装于烧结机混合料仓下部，可实现大闸门（200mm行程）和6个小闸门（50mm行程）开度的自动调节，用来调整混合料的下料量，现场设备如图1所示。大闸门由2个液压执行器控制，同步调节。6个小闸门附着在大闸门上，由6个液压执行器控制，单独调节。液压闸门系统能够实现闸门位置的实时调节、反馈、锁死并能够实现闭环控制。 图1 液压闸门现场设备图 2工作原理 2.1工作原理 液压闸门系统的工作压力为18.0 MPa，由2台90/45-200液压系统(带位移传感器、比例阀组、液压锁、单向节流阀) 和6台50/28-50液压系统(带位移传感器、比例阀组、液压锁、单向节流阀)的位置控制、液压站（含2台电动液压泵(一用一备)、滤油器）、1套PLC 控制柜及系统内相关的管路（连接件）等组成，液压原理图如图2所示。 2.2工作过程
1、手动开启油泵（主、备可选），PLC自动控制液压系统的压力，同时检测系统故障，即时报警。 2、大闸门控制。大闸门由南北两个油缸同步控制，现场有“自动”和“手动”两种选择方式，选择手动时，当任意按下油缸缩按钮，油缸提升打开闸门，当任意按下油缸伸按钮，油缸伸出闸门关闭；选择自动时，两个油缸检测同一个设定开度输入信号实现自动同步，控制大闸门到指定位置。大闸门自动控制时设有同步过程，当两个油缸位置偏差较大时，较慢的油缸加快速度以实现同步，若位置偏差超出一定范围时则停机报警，并输出大闸门故障信号到PLC控制系统。 图2 液压系统原理图 3、小闸门控制。当液压泵站开启后可进行小闸门的控制，小闸门共6个，可分别选择手动或自动控制。选择手动时，按下控制柜上的开按钮，PLC输出开信号到比例调节阀，闸门开启，按下关按钮，闸门关闭；选择自动时，此时PLC接收中控室的设定开度信号，自动输出比例调节阀控制信号，将闸门调整到指定位置。小闸门在一定的时间（20秒）不能调节到位便停止工作并输出小闸门故障信号到PLC控制系统。 3重要组成部分描述
收稿日期：2015-04-30 作者简介：杨建国（1959-），男，工程师，从事水电厂检修维护管理工作。 泰山抽水蓄能电站下水库闸门电气控制系统改造 杨建国，刘 璐 （山东泰山抽水蓄能电站有限责任公司， 山东泰安271000）摘要：介绍泰山抽水蓄能电站下库闸门电气控制系统改造前存在的问题以及改造的细节，并就其功能进行简单的介绍。 关键词：抽水蓄能；闸门；变频器；编码器 中图分类号：TV734 文献标识码：B 文章编号：1672-5387（2015）07-0046-03 DOI：10.13599/https://www.doczj.com/doc/d312069523.html,ki.11-5130.2015.07.013 第38卷第7期水电站机电技术 Vol.38No.72015年07月 Mechanical &Electrical Technique of Hydropower Station Jul.2015 1电站基本概况 泰安抽水蓄能电站位于山东省泰安市西郊的泰山西南麓，距泰安市5km，距济南市约70km，靠近山东省用电负荷中心，地理位置优越，地形、地质条件良好，技术经济指标优越。电站在山东电网中主要担负调峰、填谷作用，并兼有调频调相和紧急事故备用等功能，电站以二回220kV 出线接入山东省电网，电气距离约为40km。 泰安抽水蓄能电站为日调节纯抽水蓄能电站，工程规模为一等大（Ⅰ）型工程，由上水库、输水系统、地下厂房、下水库、地面开关站等建筑物组成，电站装有4台单机容量250MW 的单级立轴混流可逆式水泵水轮机组和发电电动机组，总装机容量为1000MW，发电额定水头为225m。 2改造背景 电站每2台机组共用1条尾水隧道， 共计2条。为检修尾水隧道，每条尾水隧道在下水库进水口装设有1台闸门及其电气控制系统。 由于设计、施工以及元器件可靠性等各方面的因素，闸门电气控制系统稳定性和可控性较差，每年的闸门活动试验均不能顺利完成，活动试验时间至少需1d 时间。暴露出的各类问题都严重影响4台机组可靠备用和地下厂房的安全。为此，电站对下水库2套闸门电气控制系统进行改造。 3改造前设备状况 （1）动力回路中起吊机构采用两台YZR 三相异步电动机驱动，运行中电气传动系统通过CJ20系列接触器切换转子串电阻的方法启动和调速。电气保护回路和电气控制回路完全由按钮、继电器进行逻辑联锁和时间继电器进行延时控制，并通过接触器动作驱动运行。启闭机使用的是转子串电阻调速、调速方式依赖转子部分串不同阻值的金属电阻来消耗部分能量以达到调速效果， 在低速区具有稳定性差、出力不足的缺点，在高速重载下降时要有第三方制动及拖拽才能保证闸门不下滑，这种制动方式要消耗大量能源做制动，只有少部分是用来提升重物。在电机保护方面由于采用了第三方的拖拽对电机的冲击较大，在频繁使用过程中会使电机的温度过高，影响电机的绝缘，加速了电机的老化过程。在机械平衡方面由于制动的冲击力使振动加剧，加速了机械疲劳过程。绕线转子异步电动机转子串电阻调速属于能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速范围小，平滑性差。低速时机械特性软，造成停止位置不准，易造成安全事故。 （2）高度和重量控制采用的是高度起重量综合显示仪检测控制方式，高度起重量综合显示仪是常州常新电子衡器厂80、90年代设计制造的，功能和可
快速闸门自动化控制
南水北调东线刘山站快速闸门控制系统安全性探讨及应对措施 点击：79 日期：2011-12-1 10:56:42 刘遵启 （徐州市水利局, 江苏徐州221018） 摘要：液压快速闸门断流的方式在南水北调工程中得到普遍应用，其控制系统都使用PLC可变程序控制器，为控制的可靠性奠定了基础。但由于快速门断流方式的特殊性，对它的控制系统提出更高的要求，不但要考虑正常情况，也要考虑到非正常情况出现的可能性，要有应急措施。为此笔者从实际出发认为快速门应增加辅助继电器控制系统，以提高整个控制系统的可靠性。此方案不但能解决在现场PLC故障情况下主机和快速门的联动，而且可以在控制室应急处理快速门不能及时下落的问题。 1引言 刘山站是南水北调东线工程的第七级翻水站，位于京杭运河徐州市境内的不老河段，是国家南水北调东线工程的重要枢纽。主机选用2900ZLQ32-6立式轴流泵5台，叶轮直径2.9米，单机流量31.5 m3/s，配套TL2800-40/3250 型同步电机5台套。刘山站主机组采取快速闸门断流的方式，每台机组设工作门和事故门各一扇，均采用QPKY-2×160KN液压式启闭机，实现机组出水流道的快速开启和关闭。因此出水流道能否可靠开启与关闭对机组的安全运行至关重要，否则会给机组的运行带来危害。 2、问题的提出 该站在机房的出水侧专门为快速闸门配套的液压站将压力油泵产生的系 统压力通过输、回油管路、单向阀、插装式控制阀组、单向节流阀、启闭机油缸等阀件构成油系统。在电磁换向阀、电磁球阀的控制下实现闸门的开起或关闭，闸门的开启速度通过调节单向节流阀实现。电磁换向阀、电磁球阀的控制指令来自液压站控制柜的现场PLC，而PLC程序的启动是通过主机开关的辅助触点来传递信号，使现场PLC能根据主机开关辅助触点的状态、快速门的开度情况执行已设定好的程序，进而完成快速闸门的自动开启与关闭。液压站及快速门的工作状态和运行参数通过光缆将数据打包后传送给上位机。也就是说快