钢坝闸控制系统设计

钢铁制水闸门的自动化控制系统设计随着工业的发展和技术的进步，钢铁制水闸门在水利工程中的应用越来越广泛。

为了提高水闸门的操作和控制效率，保证水闸门的安全稳定运行，自动化控制系统的设计变得非常重要。

本文将从控制系统的整体设计、硬件选型、软件开发以及系统的优化等方面进行详细介绍。

一、控制系统的整体设计钢铁制水闸门的自动化控制系统设计需要考虑到实际工程的要求和现有技术的可行性。

首先，应根据闸门的尺寸、工作环境和操作要求确定控制系统的整体方案。

一般来说，控制系统可以分为三个层次：传感器和执行器层、控制层和监控层。

在传感器和执行器层，需要选择合适的传感器和执行器来实现对闸门位置、速度、力度等参数的测量和控制。

常用的传感器包括位移传感器、速度传感器和力传感器等，执行器则可以选择液压或电动驱动等。

在控制层，需要设计合适的控制算法和控制器来实现对闸门运动的控制。

控制算法可以分为位置控制、速度控制和力控制等。

控制器可以选择PLC（可编程逻辑控制器）或微控制器等。

在监控层，需要设计出人机界面和数据采集系统来实现对闸门状态和运行情况的监控。

人机界面可以选择触摸屏或键盘显示器等，数据采集系统可以选择数据采集卡或通信模块等。

二、硬件选型在硬件选型方面，需要根据实际工程的要求选择合适的设备和元件。

首先，需要根据传感器和执行器的种类和数量来选购合适的设备。

其次，需要根据控制算法的复杂度和计算要求来选购合适的控制器。

最后，需要根据监控系统的功能和通信要求来选购合适的人机界面和数据采集系统。

在硬件选型过程中，需要注意设备的可靠性和兼容性，以及供应商的信誉和售后服务等因素。

同时，还需要考虑设备的成本和功耗等因素，以保证整体控制系统的性价比和可持续发展。

三、软件开发钢铁制水闸门的自动化控制系统设计的软件开发需要包括控制算法的实现、界面设计和数据处理等方面。

在控制算法的实现方面，需要根据闸门的工作特点和控制要求来编写相应的程序。

根据需要，可以选择使用 ladder diagram（梯形图）、structured text（结构化文本）或 C/C++ 等编程语言来实现控制算法。

《河南水利与南水北调》2023年第11期勘测设计基于底轴结构优化的钢坝闸设计白晓明（太原市水利勘测设计院，山西太原030024）摘要：以巴公河治理段工程为背景，分不同工况对其拦截污水和泥沙的钢坝闸底轴受力情况展开分析，确定出闸门挡水的设计工况，并在该工况下对底轴、支绞座和驱动臂等主要构件展开设计分析，从底轴结构优化视角提出钢坝闸设计方法。

结果表明，河段治理工程钢坝闸金属结构埋件数量多且受力大，其所承受的应力传递至土建结构后会进一步影响土建结构应力分布。

对钢坝闸结构构件的设计思路及应力计算结果可为工程实践提供借鉴参考。

关键词：底轴结构；优化；钢坝闸设计；支绞座；驱动臂中图分类号：TV663.9文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）11-0070-021工程概况工程利用钢坝闸拦截污水和泥沙，配合截污工程为蓄水工程提供水源。

钢坝坝长25m ，坝高2m ；坝底板为6.20m 长、1.20m 厚的C25钢筋混凝土结构。

底板下部铺设厚0.10m 的C15素混凝土垫层，钢坝两侧设置长4m 、宽12m 的启闭机室。

钢坝上游设10m 长、0.50m 厚的C25钢筋混凝土防渗面板，面板下设置0.10m 厚的素混凝土垫层。

钢坝下游设8m长、0.40m 深的C25钢筋混凝土消力池，消力池末端与30m 长的格宾石笼海漫连接。

2设计工况受底轴驱动的翻板闸门主要包括门叶、驱动臂、支绞座、底轴等部分，结构详见图1，通过启闭机和驱动臂驱动底轴旋转后达到钢坝闸启闭的目的。

钢坝闸在底轴驱动下分别在闭门挡水、卧倒行洪、开门放水等工况运行，且闸门在闭门挡水工况下受力最大。

门叶、驱动臂、支绞座、底轴是钢坝闸主要的受力件，支绞座与驱动臂受力全部来自底轴；门叶则属于主纵梁结构，其受力程度与孔口宽度无关，而与挡水高度有关，且受力简单。

为此，文章仅分析钢坝闸底轴受力情况，并提出两种理论工况和一种实际工况。

理论工况1：钢坝闸关闭时下游无水，门叶和闸门水平面之间形成0°～90°的夹角；液压启闭机驱动力矩与水压力、结构自重、底轴和支绞座间动摩擦力所产生的力矩和处于平衡状态，扭矩主要由底轴承受。

基于PLC的水库闸门控制系统设计摘要：为提高水库闸门的控制系统的可靠性、安全性、稳定性，使得水库闸门控制系统安全、稳定、可靠地运行，本文以某水库闸门为研究对象，采用可编程控制器（PLC）设计了一套水库闸门控制系统，并从系统硬件、软件、上位机等对该设计进行了详细的介绍，以望能为类似设计提供参考借鉴。

关键词：水库闸门；PLC；系统硬件设计；系统软件设计；上位机设计引言随着我国网络信息技术的发展及信息化进程的加快，自动控制技术、计算机网络技术、传感器技术、通信技术等技术也被引入到水库闸门的控制系统中，使得水库闸门的控制系统也由传统的继电器—接触器控制方式向自动化集成水平更高的自动闸门控制方式发展。

将PLC应用于水库闸门控制系统中，能够有效提高系统的管理效率、运行能力，降低人力资源成本，减少人为操作失误。

对此，笔者对基于PLC的水库闸门控制系统设计进行了介绍。

1 系统组成及硬件设计该系统设计以某水库的溢洪道和泄洪洞的18孔闸门作为研究对象。

系统设计方案以“无人值班、少人值守”为原则，以可编程控制器（PLC）为核心，采用分层、分布式组网，且综合运用传感器技术自动采集现场状况，通过以太网通信技术实现数据传送至远程监控室，便于上位机监视现场，从而实现了闸门的远程监控。

水闸远程监控系统拓扑结构见图1。

图1 水闸远程监控系统拓扑结构图1.1 系统组成该系统网络结构分现地级、监控级和管理级三个等级。

距闸门越近，控制级别越高。

（1）现地级。

处于网络的最底层，其控制级别最高。

PLC作为网络节点的形式挂靠在工业以太网上。

现场电气控制柜中的智能仪器负责采集测量闸门用的编码器、荷重仪的数据，然后将此信号通过RS485接口传送到PLC中；液位仪的数据直接由PLC的模拟量模块采集；同时现场电气控制柜可直接控制启闭机的起停，PLC的I/O模块也可直接采集并控制这些开关量。

PLC模块中的模拟量和开关量数据都传送到触摸屏中显示，经处理后传送到上层网络。

钢坝闸初步设计本文档旨在介绍钢坝闸的初步设计内容，包括设计目的、背景以及概述。

钢坝闸的初步设计旨在满足以下目的：提供可靠的水利工程控制手段，实现灵活的水位调节和水流控制；确保工程结构的安全性和稳定性；优化设计，提高水坝的效能。

随着经济社会的发展，对于水利工程的需求日益增长。

钢坝闸作为一种常见的水利工程设施，在水库管理、溢流调节等方面发挥着重要作用。

本次设计是为了满足某水利工程项目的实际需求而进行的。

在钢坝闸的初步设计中，我们将考虑以下主要内容：选址和布置：选择合适的位置并合理布置钢坝闸，以便能够满足工程要求；结构设计：根据水流条件和结构要求，设计稳定可靠的水坝结构；控制机构：设计安全可靠的水位调节和水流控制机构，以实现水利工程的灵活运行；安全性分析：进行安全性分析，评估钢坝闸在不同工况下的稳定性和可靠性。

通过这些初步设计的内容，我们将为实际的钢坝闸设计提供重要的参考和依据，以确保工程的可行性和成功实施。

本文档旨在说明设计钢坝闸所需满足的技术和安全要求。

技术要求钢坝闸的设计应符合以下技术要求：主体结构：采用高强度和耐腐蚀材料构建，以确保坝身的稳定性和耐久性。

涵洞设计：确保流量顺利通过，减小溢流和漏水的可能性。

操作机构：采用可靠且易于操作的机构，以确保闸门的准确控制和调节。

设备选型：选择高质量的设备和材料，确保其功能性和可靠性。

洪水防护：钢坝闸应能够承受预期的最大洪水流量，并采取适当的措施来应对可能的洪水冲击。

安全要求钢坝闸的设计应满足以下安全要求：结构稳定：确保钢坝闸在面对各种内外力情况下的结构稳定性，包括洪水冲击、地震和冰冻等因素。

闸门操作安全：采用可靠且安全的操作机构，确保闸门的控制和调节过程中不会出现安全隐患。

紧急排涝能力：在紧急情况下，钢坝闸应具备快速排涝的能力，以减小可能造成损害的风险。

安全标识：在钢坝闸周围设置明显的安全标识，并提供必要的安全警示和紧急救援设施。

以上是钢坝闸初步设计所需满足的技术和安全要求的概述。

大型钢坝闸控制系统设计作者：桂跃武来源：《现代电子技术》2010年第13期摘要:阐述了黄山新安江大型钢坝闸控制系统的设计原则、系统结构、功能和软硬件特点。

考虑到新安江大型钢坝闸控制的重要程度,从安全可靠运行的角度出发,选用了先进的、稳定的、有成功经验的控制系统。

根据新安江钢坝闸的要求和特点,采用了当前工控领域比较先进的技术和设备,使其成为具有国际先进水平,又能充分满足各方面实用要求的成熟可靠的控制系统。

关键词:钢坝闸; PLC; 操作员站; Unity; Quantum; Modbus中图分类号:TP273 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)13-0171-03Design of Control System for Heavy Steel Dam GatesGUI Yue-wu(Shanghai Municipal Engineering Design General Institute, Hefei 230061, China)Abstract: The design principles, system structure, function and hardware and software features of the control system, for the heavy steel dam gates in Huangshan Xin'anjiang are elaborated. Taking into account the importance of the heavy steel dam gate control and proceeding from the perspective of safety and reliability, an advanced, stable and successful control system is selected. The advanced technology and equipments in the current industrial filed are adopted in accordance with the requirements and characteristics of Xin'anjiang steel dam gates for making them to reach the international advanced level. The design meets all practical requirements of mature and reliable control system.Keywords: steel dam gate; PLC; operation station; Unity; Quantum; Modbus0 引言随着我国城市用水、景观建设及环境整治和灌溉、发电的需要,在水利水电建设中水闸和橡胶坝得到广泛的运用。

浅析水库闸门自动控制系统设计及实现摘要：随着技术的不断发展，水库闸门自动控制系统的研究也不断取得新的进展。

本文对水库闸门自动控制系统的设计及实现进行了浅析，重点阐述了系统的主要构成、功能要求、控制原理和实现方法。

结果表明，水库闸门自动控制系统能够在保障水库安全的同时，提高水资源的利用率和多功能利用效应，对实现可持续发展具有重要意义。

关键词：水库闸门、自动控制系统、构成、功能要求、控制原理、实现方法、可持续发展正文：水库闸门自动控制系统是一种能够实现水库闸门自动控制的技术手段，具有高效、准确、方便等优点，可广泛应用于水利工程领域。

其主要构成包括传感器、控制器、执行器、监测系统等。

传感器主要用于测量水库的水位、流量、温度等参数，并将其送到控制器中进行处理；控制器是系统的核心，负责对水库闸门的开关状态进行控制，并提供相应的控制策略；执行器则是根据控制器的指令对水库闸门进行开关，保证系统的稳定性和可靠性；监测系统则用于对系统的运行状态进行监测和管理，包括故障诊断、报警等功能。

水库闸门自动控制系统的主要功能要求包括：高精度、高效率、稳定性好等。

水库闸门自动控制系统的控制原理主要有三种：基于水位控制、基于流量控制和基于温度控制。

其中，基于水位控制的原理最为常用，它通过对水位信号进行采集、分析和处理，根据水库的水位变化情况，对水库闸门进行开关控制。

水库闸门自动控制系统的实现方法主要有两种：基于PLC控制和基于单片机控制。

其中，基于PLC控制的方案适用于控制规模较大、控制逻辑复杂的水利工程，它通过采集和处理传感器信号，根据控制逻辑输出控制指令，来实现对水库闸门的自动控制。

基于单片机控制的方案则适用于控制规模较小、控制逻辑简单的水利工程，它通过单片机实现对传感器信号的采集、处理和控制指令的输出，从而实现对水库闸门的自动控制。

总之，水库闸门自动控制系统能够有效保障水库的安全运行，提高水资源的利用率和多功能利用效应，对实现可持续发展具有重要意义。

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；泄流量自动计算；库容自动计算和库水面面积自动计算等功能。

１．闸门启闭的自动控制功能。

采用现代程序控制技术，对水库闸门实施现地控制和远程控制。

２．闸门开度自动测量。

安装闸门开度自动测量传感器，在闸门启闭过程中自动跟踪测量，闸门现地和远程显示开度数据。

启闭闸门时。

由传感器获取的开度数据首先传入现场。

ＬＣ中，然后再传入远端计算机系统进行数据处理，完成开度的计算、显示与远程传输。

开度数据可在现场显示，同时进入网络传给远端的计算机。

启闭闸门时，可以实时观察闸门的启闭开度情况。

３．闸门自动限位保护。

闸门运行到上、下极限位置以及闸门启闭到预定开度时，能够准确停机。

1. 引言本文档旨在编写一个钢坝闸施工方案，目的是确保施工过程中的安全和高效性。

本施工方案旨在提供详细的计划和步骤，以确保施工过程中的质量控制和项目交付。

2. 项目概述2.1 项目背景钢坝闸项目旨在建设一座用于水流调节和水资源管理的钢制闸门。

该闸门将具有先进的控制系统，并能够有效地应对不同水位的需求。

2.2 项目目标本项目的目标是设计、建造和安装一座符合安全标准的钢坝闸门。

项目要求满足以下要求：•可靠的控制系统，具有自动化和手动控制功能；•高度的密封性，以确保水流调节的效果；•耐用且易于维护的钢结构。

3. 施工流程3.1 前期准备在施工过程开始之前，需要进行全面的前期准备工作。

这包括但不限于：•制定详细的工程计划，包括时间表和里程碑；•确定施工地点，并进行现场勘察；•制定施工技术方案，并获取相关许可证；•筹集所需的材料、设备和人力资源；•确保施工现场的安全和环境保护措施。

3.2 地基处理在施工现场准备就绪后，需要进行地基处理工作。

这是确保钢坝闸门稳定性和安全性的重要环节。

地基处理步骤如下：1.清理施工区域，确保地面平整；2.进行地质勘察，并根据勘察结果制定地基处理方案；3.执行地基处理方案，如填土、加固地面等；4.检查地基处理结果，确保达到设计要求。

3.3 钢坝闸门安装在地基处理完成后，开始进行钢坝闸门的安装工作。

按照以下步骤进行：1.安装钢坝闸门的主体结构，包括钢制闸板和支撑结构；2.连接控制系统和电气设备；3.进行钢坝闸门的调试，并确保各项功能正常；4.进行水密性测试，以确保闸门能够有效阻止水流。

3.4 竣工验收完成钢坝闸门的安装后，进行最后的竣工验收工作。

这是确保项目符合规范和技术要求的重要步骤。

竣工验收步骤如下：1.进行可视检查，确保钢坝闸门的外观质量；2.进行功能测试，测试闸门的开启和关闭、控制系统等功能；3.进行水密性测试，并确保闸门能够有效防止水流泄漏；4.保留相关文档和记录，以备将来参考。

钢坝闸方案施工方案及主要技术措施6.1 主要施工步骤6.1.1 钢坝闸首先，进行场地清理和平整，然后开挖导流沟，并在坝区上下游设置挡水围堰、工作平台和排水系统。

接着，在降水井进行降水处理，同时铺设临时道路和清淤河底。

接下来进行钢筋砼底板和河底护砌（包括消力池、海漫、防冲槽、上下游连接段），然后进行挡墙和护坡的施工。

最后，进行钢坝闸的安装调试和附属工程，拆除围堰并回填导流沟。

6.3 导流围堰、河底施工路及排水6.3.1 钢坝闸在北侧开挖导流沟进行导流，采用全段围堰法施工。

在护砌范围上下游设置导流沟进口和出口，导流沟底宽5m，两侧1:1.5放坡。

导流沟进出口各10m长度范围设30cm厚干抛石防冲，并在坡面高度2m范围铺设土袋进行加固。

在导流沟外侧铺设一条6m宽的导行路，铺设20cm厚碎石硬化，距导流沟上口2.5m位置架子管搭设硬质围挡防护，并设警示标志。

在上下游15m位置分别筑挡水围堰，围堰高2m，顶宽2m，坡面1:1.5放坡，迎水面均采用编织土袋进行护坡加固。

在导流沟内铺设编织土袋护坡，并搭设8m宽跨沟钢桥，连通项目部与钢坝闸施工道路。

在围堰施工完成后，采用水泵将坝区范围内存水抽入。

采用开挖的导流沟土方进行围堰、临时路等回填，施工完成后再回填入导流沟内。

由于项目部在钢坝闸北岸布置，在开挖导流沟后阻断了施工路，故在导流沟下游位置搭设一座8m宽钢桥，为减小垮了度，钢桥处局部1:1放坡，桥长12m，端头设1×1.5m钢筋砼承台，上部采用I40b工字钢，间距0.4m，2cm厚钢板桥面，横向焊接牢固，承台顶垫2cm厚橡胶板。

钢坝闸在上下游浆砌石护砌段和海漫段各铺设一条施工道路，与左右岸护坡平台连接，形成整体贯通道路。

临时道路采用好土回填，宽7m厚0.8m，边坡设马道，坡度1:5.道路顶面铺设20cm厚砂砾料进行硬化。

在施工过程中，需重新铺设马道，进行剩余部分施工。

6.5 降水井降水6.5.1 钢坝闸在进行施工时，需要进行降水处理。

钢铁制水闸门的开闭机构设计与控制系统摘要：钢铁制水闸门是水利工程中的重要设备，其开闭机构和控制系统的设计直接关系到水闸门的开闭效果和安全性。

本文重点讨论了钢铁制水闸门的开闭机构设计和控制系统的相关技术，包括机构设计的基本原理和要求、常见的开闭机构类型、机构的结构设计和计算、控制系统的组成及其控制策略。

1. 引言钢铁制水闸门作为水利工程中的一种关键设备，其开闭机构的设计和控制系统的性能直接影响着水闸门的正常开闭、安全运行和工程效果。

因此，对于钢铁制水闸门的开闭机构设计和控制系统的研究具有重要的意义和价值。

2. 钢铁制水闸门开闭机构的基本原理和要求钢铁制水闸门的开闭机构应具备可靠性、稳定性、精确性和适应性等基本要求。

其基本原理为利用机械力或液压力使闸门在不同的水压力条件下实现开闭，并且能够在不同的工况下保持稳定工作。

此外，开闭机构还应具备重叠避雷装置、水力缓冲装置、锁紧装置等辅助装置，以确保水闸门的开闭安全可靠。

3. 常见的钢铁制水闸门开闭机构类型常见的钢铁制水闸门开闭机构类型包括液压式、蜗轮蜗杆式、齿轮传动式等。

液压式机构通过液压力来实现开闭动作，具有动力大、速度快的特点，适用于大型水闸门。

蜗轮蜗杆式机构具有传动比稳定、传动效率高的特点，适用于中小型水闸门。

齿轮传动式机构在传动过程中具有比较低的噪声和较高的传动效率，适用于不同工况下的水闸门。

4. 钢铁制水闸门开闭机构的结构设计和计算钢铁制水闸门开闭机构的结构设计应遵循原理清晰、结构简单、重量轻、刚度大等原则。

结构设计应考虑到水压力、温度变化和使用寿命等因素，并进行强度和刚度计算。

此外，还需要进行传动效率、动力消耗、运动规律等方面的计算与分析。

5. 钢铁制水闸门控制系统的组成及其控制策略钢铁制水闸门的控制系统主要由主控制器、执行机构、传感器和通信设备等组成。

其中，主控制器负责协调和控制整个系统，执行机构实现开闭动作，传感器用于监测水位、压力等参数，通信设备用于与上位机或其他水利设备进行数据交互。

专利名称：平原河网区航道钢坝闸智能控制系统与方法专利类型：发明专利
发明人：王思如,王朋杰,孙金华,刘米雪,顾一成,胡继洲,赵士文,孙晓敏,胡庆芳
申请号：CN202010449792.6
申请日：20200525
公开号：CN111636386A
公开日：
20200908
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种平原河网区航道钢坝闸智能控制系统及方法。

该系统包括控制器、钢坝闸、对射式激光传感器、水位计、测速视频监控机以及提示单元；对射式激光传感器中至少有一组布置于钢坝闸的上游，且水位计、测速视频监控机中分别有至少一个布置于钢坝闸的上游；对射式激光传感器中至少有一组布置于钢坝闸的下游，且水位计、测速视频监控机中分别有至少一个布置于钢坝闸的下游；提示单元布置于钢坝闸的上游；钢坝闸的受控端与控制器的控制端连接。

该方法采用上述系统实现。

本发明使平原河网区航道在航运、防洪、补水等多重功能的基础上实现对船舶通过钢坝闸前、中、后的一系列自动感应、提醒播报、安全启闭等智能控制，实现自动化钢坝闸过船。

申请人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
地址：210029 江苏省南京市广州路223号
国籍：CN
代理机构：南京艾普利德知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：周海斌
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大型钢坝闸控制系统设计桂跃武(上海市政工程设计研究总院,安徽合肥 230061)摘 要:阐述了黄山新安江大型钢坝闸控制系统的设计原则、系统结构、功能和软硬件特点。

考虑到新安江大型钢坝闸控制的重要程度,从安全可靠运行的角度出发,选用了先进的、稳定的、有成功经验的控制系统。

根据新安江钢坝闸的要求和特点,采用了当前工控领域比较先进的技术和设备,使其成为具有国际先进水平,又能充分满足各方面实用要求的成熟可靠的控制系统。

关键词:钢坝闸;PL C;操作员站;U nity;Q uantum;M o dbus中图分类号:T P273 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2010)13 0171 03Design of C ontrol System for Heavy Steel Dam GatesGU I Y ue wu(Shang hai M unici pal Eng ineering Design General Institute,H efei 230061,China)Abstract :T he desig n pr inciples,system structure,functio n and har dw are and softw ar e features of the contro l sy stem,for the heavy steel dam g ates in Huangshan X in'anjiang are elabo rated.T aking into account the impo rtance of the heav y steel dam g ate co nt rol and pr oceeding from the per spectiv e o f safet y and reliability,an advanced,stable and successful contr ol sy s tem is select ed.T he advanced techno log y and equipments in the cur rent industrial filed are adopted in acco rdance w ith the r e quirements and character istics of Xin'anjiang steel dam g ates for making them to reach the internatio nal advanced level.T he desig n meets all practical requirements o f matur e and reliable contr ol sy stem.Keywords :steel dam gate;PL C;operation station;U nity;Quantum;M odbus收稿日期:2010 02 260 引 言随着我国城市用水、景观建设及环境整治和灌溉、发电的需要,在水利水电建设中水闸和橡胶坝得到广泛的运用。

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。