浅析水库闸门自动控制系统设计及实现 姚玉翔

水库闸门起闭数控装置的原理和设计分析摘要为了提高水库的自动化管理水平，采用数字化集成电路技术，实现对水库闸门的有效遥控，从而提升操作的安全性。

基于此，本文就水库闸门起闭数控装置的原理和设计进行研究，首先就水库闸门起闭数控装置的设计原理进行分析，然后重点探讨水库闸门起闭数控装置的具体设计，从而保证水库闸门起闭数控装置的精确度和安全性，增强水库的自动化管理水平。

关键词水库闸门；数控装置；设计原理引言闸门起闭数控装置从技术水平而言是不难实现的，但是由于水库具有特殊性，因此其安全具有至关重要的作用，一旦出现数控装置失灵的情况，就会对工作人员的人身安全造成极大的威胁。

如果加强水库闸门起闭数控装置的可靠性和安全性，就能够帮助工作人员进行远程操控，一旦出现安全问题，便给予工作人员足够的应对时间，因此将先进数字化集成电路技术应用于装置的设计是很有必要的。

1 水库闸门起闭数控装置的设计原理水库闸门起闭数控装置的设计思想是通过自动化技术实现对闸门的远程操控，使闸门能够根据操控需求实现自动上升和下降。

水库管理具有极大的危险因素，因此在水库闸门起闭数控装置的设计中需要对先进的科学技术进行有效应用，从而保证水库闸门远程操作的可靠性和安全性。

根据水库闸门起闭数控装置的设计经验，需要实现数控装置的抗干扰、停电记忆、安全准确等性能。

就水库闸门起闭数控装置的结构来看，主要包括以下几个方面，分别是电动机、控制电路、延时电路、比较电路、取样电路和计数器电路，然后通过译码器实现电子屏的数字显示，从而实现对整个闸门的自动化远程操控。

2 水库闸门起闭数控装置的具体设计2.1 取样设计取样电路主要对水库闸门的运作机理进行详细的分析，然后计算出准确的高度、角度等参数，从而满足具体的设计需求。

在水库闸门的运行过程中，齿轮减速机构会在电动机的带动下发生运作，由于齿轮减速机构与钢丝绳相连接，因此闸门会随之发生开启和关闭的动作。

在水库闸门起闭的过程中，钢丝绳会拉动闸门，这时需要对闸门发生动作的高度、齿轮运作的角度等具体参数进行准确的记录，然后进行换算，保证最后的设计能够实现齿轮转幅与闸门高度之间的协调一致，从而保证水库闸门起闭数控装置的准确度[1]。

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。

闸门启闭机自动化控制与监控研究设计闸门启闭机自动化控制与监控研究设计随着科技的发展，自动化控制与监控技术在各个行业中的应用也越来越广泛。

对于水库、水闸等水利设施来说，闸门启闭机自动化控制与监控系统的研究和设计也变得极为重要。

一、闸门启闭机自动化控制系统闸门启闭机自动化控制系统主要是指通过PLC控制器、人机界面、传感器、电动机驱动器等设备，实现闸门启闭、调节、保护等功能。

其中，PLC控制器是控制系统的核心部件，可以实现对闸门的精确控制，避免人为操作误差。

在实际应用中，闸门启闭机自动化控制系统需要考虑多种因素，比如气象数据、水位数据、水压数据等。

通过对这些数据的实时监测，控制系统可以根据情况进行闸门的启闭、调节，保证水利设施的正常运行。

二、闸门启闭机监控系统闸门启闭机监控系统主要是指依靠视频监控设备、分布式控制系统、数据库等技术手段，实时监测水利设施的安全状况，及时发现各种异常情况，并进行预警、报警处理。

通过监控系统，可以有效避免闸门损坏、水灾等事件的发生。

闸门启闭机监控系统需要面对的问题包括：数据采集、传输可靠性、数据处理、数据存储等。

其中，数据采集是监控系统的重要环节，包括监控设备的选择、布置、调试等。

传输可靠性是指监控系统中数据传输链接的可靠性，这对于实时监控的重要性不言而喻。

数据处理是指监控系统中对实时监测到的数据进行分析、判断、处理，从而得到最终的监测结果。

数据存储是指监控系统中的数据存储方式，包括数据量、数据格式、数据交换等方面。

三、闸门启闭机自动化控制与监控系统设计闸门启闭机自动化控制与监控系统的设计需要考虑到多种因素，包括设备的选择、布局、传输方式、数据采集等。

在设计过程中需要明确各个环节之间的关系，进行逐步优化和改进，最终形成一个完整的系统。

闸门启闭机自动化控制与监控系统设计中需要注意的问题包括：系统的可靠性、系统的故障处理、系统的可扩展性等。

系统的可靠性是指系统运行稳定、安全的程度，高可靠性对于保证电力设施的正常运行尤为重要。

水库闸门控制系统开发浅谈作者：谢祥洲来源：《广东蚕业》 2016年第3期谢祥洲（重庆赛菱斯机电设备有限公司，重庆404100）摘要水库闸门包括浮箱控制、泄洪门控制和取水口电气控制，主要的控制系统由触摸屏、PLC和变频器组成，本文通过对部分闸门自动控制系统的应用分析，阐述了如何实现其高效性和经济性相结合的原理。

关键词水库闸门；自动控制；组态软件；经济性；高效性中图分类号：TP273文献标识码：C文章编号：2095-1205(2016)03-53-031浮箱控制方案1.1控制目的根据水库水位的高低，实时的自动控制钢丝绳伸出或收缩。

1.2总体框图1.3工作原理（1）根据水库的水位高低，控制钢丝绳的伸出或收缩。

（2）水位传感器实时对水库水位进行检测，检测出的数据送往PLC中。

后经PLC的逻辑运算出钢丝绳要伸出或收缩（电机的正转或反转）的距离，PLC再把这段距离演变成运动控制指令传送到变频器中。

变频器根据接收到的指令，实现转向控制、旋转速度控制、旋转距离控制。

（3）通过文本液晶显示器还可以实时观察到水库的水位。

它是通过水库水位传感器，把水位信号直接传送到PLC中，再经PLC传送到文本液晶显示器。

以供操作人员观察水库水位的变化。

1.4系统的优点（1）通过文本显示器可以很方便的观察水库水位的变化。

（2）利用安装在钢丝绳滚筒上的距离传感器，对钢丝绳的位置进行检测。

经检测出水位有细微的变化时，本系统能够迅速作出反应。

（3）由于本控制系统采用变频调速，使电机的启动和停止更加平滑。

特别是当水位有细微变化时，要求电机也要有细微的调整时，效果更加明显。

（4）由于电机的启动和停止得到了更加平滑的控制，大大的减轻了电机对机械的冲击。

使设备的故障率得到了有效的控制。

（5）本控制系统有两种控制模式（手动模式、自动模式），这两种控制模式都是分别独立的控制电路，手动模式完全保留原来的控制方式。

2泄洪门控制方案2.1控制目的根据操作者输入的数据，自动开启到指定位置，并且能够快速的停止闸门运动。

浅析对水利闸站设备自动化系统运用和完善的思考摘要：随着我们国家经济不断发展，科学技术不断进步，计算机的应用，促使社会逐渐步入全面信息化时代。

科学技术的先进成果逐渐应用到水利工程管理技术中，水利工程技术现代化、自动化、智能化建设进程不断加深和完善，水利工程管理体系逐渐由传统的人工、经验型管理模式，转变为自动化、智能化的管理模式，这是历史和现代化发展的趋势。

关键词：水利闸站自动化运用完善计算机技术应用普及，全面信息化进程加快，自动化控制系统技术飞速发展，在水利闸站工程设备中使用自动化技术，能极大的提高闸站调度中的生产能力，便捷化操作，减轻人员现场劳动强度，提高了整个水利工程的安全性。

然而在实际生产中自动化系统还存在各种各样的问题，对于这些问题，需要我们理性的思考和科学化的去解决；不能头痛医头、脚痛医脚，需要从根本上逐步解决这些问题。

水利闸站综合自动化监控系统主要包括计算机集中监控子系统，现地控制子系统，微机保护子系统，和工业电视监视子系统等部分组成，该系统按照”无人值班，少人值守“的原则和要求进行设计。

利用成熟的控制系统，传感器技术，数据传输技术以及计算机技术建立控制系统一、水利闸站自动化系统的使用现状水利闸站安装或技改为自动化系统后，基本都能达到利用计算机来控制闸站口门调度的工作要求。

但由于在资金上、认识上还有技术上的局限性，目前安装自动化系统后出现一些问题：使用过程中系统不稳定，实际操作过程中反而比没安装自动化系统时繁琐。

由于担心系统在工作中出现问题，为此让工作人员实际操作中增加各种人工任务。

原本安装自动化的目的是提高工作效率，减轻工作人员劳动强度，保证闸站和工作人员的安全；让自动化来配合人、服务人工作的。

现在在实际运用中，由于系统的不完善，出现了相反的情况，违背了运用自动化系统的初衷。

1、资金投入不足水利闸站全面自动化控制体系的建设，需要先进的仪器设备投入，需要大量的资金投入。

由于地方无法满足水利闸站自动化系统规划和建设的资金投入，导致水利闸站项目设计初虽然加入了自动化控制系统，但是却因资金不到位，无法满足设计要求，对设计中的某些项目简化，对某些核心设备筛减，最终导致水利闸站全面自动化控制难以实现。

浅析自动化监控系统在水闸运行管理中的应用摘要：水闸应用自动化控制系统是水利工程调度运行的主要趋势，其应用效果十分显著。

不仅能提高工作效率、优化管理模式，还能明显加强监控、控制，降低运行成。

关键词：自动化监控；水闸；运行管理引言在信息时代下，自动化、智能化的水闸调度运行是当前水利工程研究的一个热点方向。

科学合理的水闸自动化控制系统不仅可以提高水闸调度运行效率，还能降低设备运行成本和管理费用，有较大的应用价值。

一、自动化系统在水闸工程应用中的问题1、监测数据缺乏精准性从水闸自动化系统角度进行分析，传感设备监测到的数据信息对于自动化系统需要采取自身的运动指令具有较为直接的影响。

若其监测数据信息缺乏精准性，则会导致自动化系统对水闸实际状态产生错误的判断，并发出相应错误的指令，导致水闸出现开合动作失误问题。

这时自动化系统不仅不能真正发挥出水闸工程的真正功能，甚至还会导致严重安全事故的发生，使人们的生命财产安全受到威胁。

现阶段，自动化系统在水闸工程中进行应用过程中，这一类型的问题主要体现为水位、渗压、闸门荷载、闸门开度以及水体流速与流量等数据监测缺少精确性。

同时在其监测数据缺乏精准性的作用下，将会导致自动化系统在进行闸门闭合期间出现错误的指令，使得水资源调度效率受到影响。

2、运行性能缺乏稳定性通过对我国水闸系统抽样检测数据进行分析可以发现，一些自动化控制系统在后期不可进行良好运行的现象较为明显，致使相关工作人员还对水闸开合人工操作模式进行使用。

在科学研究与分析后可以看出，自动化控制系统在刚刚投人使用时具有较强的运行流畅性，其验收工作也较为科学。

但在其运行相应时间后，其运行性能稳定性快速下降，其中还会出现不可使用现象，致使工作人员只能使用人工操作模式。

3、系统实用性较弱水闸自动化控制系统在实际应用期间，由于客观因素影响，对于专业技术能力较强工作人员招聘存在问题，只能对专业知识水平普通人员进行聘请。

但自动化控制系统对于操作人员专业知识能力需求相对较高，使得一些基层工作人员不能熟练对水闸自动化控制系统进行操作，其中还有部分工作人员不会对水闸自动化控制系统进行使用。

水库闸门自动化监控系统改造研究在水利工程建设实施的项目中，闸门是其自动化监控系统设计中一个非常重要的部分。

本文以某水库输水工程为例，阐述了将检修闸门启闭方式改造为暗杆螺杆机以及PLC远程控制系统，并对改造后运行效果进行了分析。

标签：水库；闸门启闭；自动化监控；改造0 引言随着科技水平的不断提高，水库行业中越来越多的生产设备具备了自动化控制以及远程监控的功能，这样不仅能够很好的满足社会需求，还确保了即使在恶劣天气、少人值守的情况下，仍然能保持较高的设备运行效率、保证供水安全。

因此，对生产设备进行自动化控制以及远程监控的改造设计，有利于整个设备的进步，所以有必要加强水库检修闸门自动化改造的应用设计。

1 检修闸门概况某水库有效库容达4.35亿m3，设计最大日供水能力为719万t/d。

取水泵闸泵段共有12扇检修闸门，每两扇闸门对应一台取水泵，分别处于各自机泵进水流道处（表1）。

2 问题的提出目前，在咸潮期间采用双吊点葫芦对检修闸门进行启闭。

但在运行实践中发现以下问题：（1）起吊难度大：目前采用两台双吊点电动葫芦对12扇检修闸门进行起吊，由于双吊点与闸门采用卡扣连接，在对接过程中难度较高，时常出现由于葫芦卡扣的晃动导致连接失败，从而大大影响工作效率。

（2）时间长度大：在起吊检修闸门前，需双吊点葫芦先对24块盖板进行起吊，由于盖板重量大且数量较多，因此平均起吊一扇检修闸门所需时间一般就长达35min，若遇到应急抢修等突发情况，不利于快速处置。

（3）作业环境要求高：双吊点葫芦钢丝绳高度达10m，在启闭过程中遇降雨或风力气候环境时，将增加操作风险，同时由于中控室没有检修闸门远程监控系统，在恶劣气候时，值班人员无法进行现场操作，值班人员在上位机中无法实时掌握检修闸门信息并进行紧急操作。

（4）检修难度大且不利于应急响应：两台双吊点葫芦使用时共用一根行程轨道，分别对应两段各12台检修闸门，一旦其中1台双吊点设备损坏（双吊点葫芦设备安装位置在长江口，咸度极高易腐蚀设备），将导致对应的检修闸门全部无法启闭，可能存在较大的供水隐患。

水库闸门系统设计及实现随着社会的不断发展和进步，工程建设也逐步转变为智能化和自动化的方向。

水利工程是人们生产生活中不可或缺的重要组成部分，而水库是最主要的水利工程之一。

由于天气的不确定性和突发性，水库的运营存在着重大风险。

如何能够寻找一种自动化的控制系统规避风险，并最大化效益，这就是我们要讨论的课题——水库闸门系统的设计及实现。

一、水库闸门系统的需要现代水库的建设有助于改善干旱地区的灌溉条件，防止洪涝灾害，并为城市居民提供饮用水和发电。

但是，由于水库设计的不确定性以及天气的变化，使得水库的管理和维护变得尤为重要。

水库管理者必须能够在各种气象条件下正确地管理闸门系统，以确保水库的安全和最大化的效益水平。

二、水库闸门系统的工作流程水库闸门系统是由一系列闸门组成的机械装置，可以通过遥控进行开闭。

系统的工作流程如下：1. 水库的水位变化被传感器监测，如果水位高于安全水位限制，则向控制中心发出警报。

2. 当控制中心接收到警报时，系统会自动开启闸门，以释放多余的水量。

3. 当闸门开启时，控制中心会根据水库容量、闸门属性、气象条件等因素来进行调整，以保证水库安全并最大化效益。

4. 闸门位置和水位高度会通过传感器实时监测，以确保闸门处于适当的位置，并及时发出警报。

5. 如果气象条件发生变化或突发事件发生，控制中心会连续监测闸门位置和水位高度。

如果水位太高或太低，控制中心将紧急关闭闸门来避免风险或损失。

三、实现水库闸门系统自动化控制的技术及方法水库闸门系统的自动化技术和方法主要是通过智能化的电子控制和数据处理技术来实现的. 我们可以通过以下技术和方法实现系统自动化控制：1. 传感器技术传感器是主要的监测控制设备。

它们可以检测气体、水液、温度、压力等多种参数，并将这些数据送回监控中心用于数据处理和控制。

2. 人工智能技术人工智能技术是当前最热门的技术之一。

利用人工智能技术，我们可以创建一个能够学习、适应和控制系统的智能控制单元。

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。