水电站闸门控制系统远程操作

浅谈水电站闸门PLC远程监控系统摘要：传统的液压启闭机控制系统通常是采用继电接触器线路来控制闸门的运行。

这种系统的最大缺点就是线路复杂，维护工作繁重，操作麻烦，可靠性低，故障率高。

故本论文主要浅要讨论基于plc的闸门控制系统，水电站闸门的传统继电器控制和卷扬启闭机正反转控制闸门升降的模式；采用plc和液压控制的模式对闸门进行控制。

关键词：闸门；plc；监控系统中图分类号：tv663文献标识码： a 文章编号：在水工建筑物的固定式和移动式机械中占有重要地位的闸门启闭机械，早期以绳毅式、链条式、多节拉杆式为主，但由于其操作的不是自由悬挂的重物，而是沿导向门槽作上下移动或者是绕着支绞作旋转运动的闸门。

可靠性，安全系数低，很难精确的控制。

随着经济和液压技术的不断发展，传动稳定的液压启闭机逐步取代了那些比较落后的绳毅式、链条式、多节拉杆式的启闭机。

作为一种比较完善而又经济的先进的传动装置，其动力机构为油缸，由于油缸能够产生很大的下压力，所以，当采用液压启闭机操作闸门下降时，闸门就无需加重，因此也就可以减少驱动装置的额定启升容量。

一种典型的水闸自动化监控系统，其现地控制单元lcu(local control unit)有的采用8位或16位单片机，致命的缺点是不便于扩充；而可编程控制器(programmable logic controller)简称plc因其具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及pid回路调节等功能在闸门监控系统中得到了广泛的应用。

plc更符合工业现场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。

由于传统的液压启闭机控制系统存在控制线路复杂，维护工作繁重，可靠性低，不能对整个水电站进行自动控制，远程通讯能力欠缺等缺点和局限性，所以越来越不能满足水电站的生产发展。

1分布式监控系统的介绍在我国的自动化控制领域中自动化控制系统主要分为分布式监控系统和集中式监控系统。

基于CAN现场总线技术的小型水库闸门远程在线控制方法# 基于CAN现场总线技术的小型水库闸门远程在线控制方法## 摘要随着现代信息技术的快速发展，远程在线控制技术在水利工程领域得到了广泛应用。

本文探讨了一种基于控制器局域网络（CAN）现场总线技术的小型水库闸门远程在线控制方法。

该方法通过CAN总线实现数据的高效传输和实时控制，提高了水库闸门操作的安全性和可靠性。

## 引言小型水库作为重要的水资源管理设施，其闸门的控制精度和响应速度直接关系到水资源的合理调配和防洪安全。

传统的闸门控制方式存在操作复杂、实时性差等问题。

因此，开发一种高效、可靠的远程在线控制方法对于提升小型水库的运行管理水平具有重要意义。

## CAN现场总线技术概述控制器局域网络（CAN）是一种高性能、高可靠性的现场总线通信技术，广泛应用于工业自动化、汽车电子等领域。

CAN总线具有实时性好、传输速率高、抗干扰能力强等优点，非常适合用于远程控制应用。

## 系统设计### 系统架构本系统采用模块化设计，主要包括数据采集模块、CAN通信模块、控制执行模块和远程监控模块。

数据采集模块负责收集水库闸门的实时状态信息；CAN通信模块负责数据的传输；控制执行模块根据远程指令执行相应的闸门操作；远程监控模块则用于实时监控系统状态并进行故障诊断。

### 硬件选型- 数据采集模块：选用高精度传感器和数据采集卡，确保数据的准确性和实时性。

- CAN通信模块：采用高性能CAN控制器和通信接口，保证数据传输的稳定性和可靠性。

- 控制执行模块：选用伺服电机和精密减速器，实现闸门的精确控制。

- 远程监控模块：利用现有的网络通信技术，实现远程监控和操作。

## 软件设计### 通信协议设计了一套基于CAN总线的通信协议，包括数据帧格式、传输速率、错误处理机制等，确保数据传输的高效性和准确性。

### 控制算法开发了基于PID（比例-积分-微分）控制算法的闸门控制软件，通过实时调整控制参数，实现闸门的快速响应和精确定位。

云南水力发电YUNNAN WATER POWER201第37卷第3 期0 引言乌弄龙水电站位于云南省迪庆州维西县巴迪乡境内的澜沧江上游河段上，是澜沧江干流水电基地上游河段规划“一库七级”梯级电站中的第2级电站，上邻古水水电站，下接里底水电站。

电站枢纽为二等大（2）型工程，电站以发电为主，水库正常蓄水位1 906m，为日调节水库，电站装机容量99×104kW，年发电量44.60×108kW·h。

枢纽建筑物主要由碾压混凝土重力坝、电站进水口、地下厂房系统、泄洪表孔以及冲沙泄洪底孔等组成。

地下厂房布置在右岸，装机4台，单机容量247.5MW。

电站的泄洪闸门一共有5道，3道为泄洪表孔闸门，2道为冲沙泄洪底孔闸门。

由于电站水库是日调节水库，尤其在汛期，需要频繁对闸门进行操作已到达调节水位的目的。

因此在电站建设初期，闸门控制系统就是以远程控制的方式和现地控制并存的方式进行建设。

这不仅保证了水库调度应用、防洪度汛的要求，也保障人民生命及财产安全［1］。

最重要的是远程控制模式的实现增强了电站自动化控制的水平，提高了效率，极大的降低了运维人员的工作量，不需要再跑到现地闸门操作室进行操作［2］。

闸门远程控制系统由计算机监控系统和视频监控系统两部分组成，通过对计算机监控系统的优化，达到提高闸门控制精度的目的。

乌弄龙水电站泄洪闸门远程控制精度优化宗和刚（华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底水电厂，云南 迪庆 674606）摘　要：无人值班，少人值守是水电站建设追求的目标。

尤其是许多新建的大中型水电站，在建设初期就以这个目标去建设，很多系统都实现了远程控制。

以乌弄龙水电站泄洪闸门远程控制系统为例，介绍了该系统的远程控制原理，详细讲解了对闸门远程控制系统精度进行优化的方法，通过试验得到的数据去分析优化后的实际效果。

关键词：泄洪闸门；远程控制；控制原理；精度优化；中图分类号：TV736；TV34 文献标识码：B 文章编号：1006-3951(2021)03-0201-04 DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2021.03.051收稿日期：2020-07-09作者简介：宗和刚（1988-），男，云南昆明人，工程师, 主要从事水电站监控系统研究工作。

闸阀远程掌握方案需要在刘家沟水库分水闸安装两处，在中心所1#、2#分水闸，甘肃环县分水闸，陕西定边分水闸，共计六处安装闸阀远程掌握。

1、系统结构由于枢纽闸门布置较分散，且距离较远，为了减轻运行人员的劳动强度、实现电站无人值班，水库闸门掌握系统的设计，能够在闸门掌握室对现场各闸门进行远方监控，同时还能监视各闸门的位置以及运行状况，当消失闸门故障时系统能准时报警。

为便于现场的调试、维护和紧急状况处理，系统还能就地对闸门进行掌握。

水库闸门掌握系统采纳由上位机系统（主控级）及现地掌握单元（LCU）组成的分层分布式掌握系统。

主控级采纳双机互为热备用方式，通信网络采纳单总线以太网，做到了掌握分散，信息集中，如某处设施消失故障，并不影响其他设施的正常运行，在硬件上确保整个系统简洁、平安、牢靠。

其系统的结构如图1所示。

主控级设2套操作员工作站，操作员工作站由计算机、外围设施以及不间断电源（UPS）等组成。

操作员可通过操作员工作站，对监控对象进行掌握。

主控级采纳双计算机系统，以主、备方式运行，能够实现无间隔切换。

主控级全部的设施均布置在坝顶掌握楼内的闸门掌握室。

现地掌握单元（LCU）采纳以可编程规律掌握器为掌握装置，布置在启闭机旁。

闸门的掌握要求，对1条洞有2扇事故门（或工作门）的，在动水中必需2扇门同时启闭，故闸门现地掌握装置按1条洞的事故门和工作门分别配置1套掌握装置，即孔板洞、排沙洞、明流洞各设2套掌握装置（共计18套），溢洪道3套，浇灌洞1套，充水平压系统3套，整个现地掌握层设置25套掌握装置。

这些LCU依据闸门的不同地理位置，分成5组，每组LCU通过工控机与通信网相联，实现与主控级的通信。

闸门掌握系统主控级与现地掌握单元之间通过单总线网络进行通信，并设有与电站计算机监控系统以及水库调度系统之间的通信接 M,以便与这两个系统进行数据交换。

现地掌握装置与闸门启闭机同时安装、调试和投运。

2、基本功能上位机层（1）数据采集和处理。

水闸远程控制系统的应用发表时间：2018-09-18T19:52:28.657Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：胡善彬[导读] 摘要：水闸是重要的水工建筑物之一，在水利水电工程中被广泛应用。

五华县水务局广东五华 514400摘要：水闸是重要的水工建筑物之一，在水利水电工程中被广泛应用。

本文结合某水闸工程实例，对该水闸工程远程控制系统的构架及工作原理展开了介绍，并指出该水闸远程控制系统应用的优缺点，提出了相关建议。

关键词：远程控制系统；水闸；应用随着自动化控制技术及通信技术的快速发展，远程控制系统在水利水电工程中逐渐得到推广应用。

而水闸作为控制流量和调节水位的重要水工建筑物，应用远程控制系统能够有效提高水闸的管理水平，充分发挥水闸的功能和效益。

基于此，笔者展开了相关介绍。

1.水闸概况某水闸工程为城市的重要基础设施，同时也是环境治理工程中的关键部分，主要功能为非汛期蓄水，抬高水位，改善城市河道景观，汛期开闸行洪。

闸门形式为双孔护镜门，闸门单孔宽40.0m，共2孔。

每扇护镜门为半圆拱形，拱内圆半径为21.2m，拱外圆半径为22.8m，半圆形的门叶通过两侧拱脚支撑在中墩和侧墩上。

闸门在水平状态时挡水、小门顶过流形成瀑布景观。

每扇护镜门的顶部设有6扇可垂直升降的活动小门，用于调节水位。

闸门开启时，护镜门以铰轴为圆心向上转动，到达60°时停止并锁定。

每扇护镜门操作采用2台固定卷扬式启闭机，单机功率30kW、电压380V，启闭机分别布置在闸门两侧的排架上，排架上设机房。

门顶12扇活动小门的操作采用液压启闭机，单机功率6kW、电压400V，每扇活动小门设2只液压缸和1个油泵站，24只液压缸和12个油泵站分别均匀布置在2扇护镜门圆周上。

工程配备了先进的计算机监控系统，通过计算机控制2扇护镜门和12扇活动小门的操作，同时监视上下游的水位和闸门开度，确保挡水、泄洪功用，并可按预定或按值班人员要求控制河道景观照明，采集、监视电气设备各项参数。

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。

Science &Technology Vision 科技视界0引言二滩电厂原计算机监控系统由德国ABB 公司提供,采用总线式冗余光纤以太网逻辑结构,用于监视和控制6台水轮发电机组、18台单相主变压器、500kV GIS 开关站、大坝闸门、进水口快速闸门、水工泄洪闸门、6kV 厂用电、辅机等设备。

通过计算机监控系统可以远程操作表孔闸门、中孔闸门、底孔闸门、泄洪洞闸门;可以监视表孔闸门、中孔闸门、底孔闸门、泄洪洞闸门的开度、当前位置状态等相关信息和状态以及各类闸门对应的油泵、油位、电机的相关信息和状态;同时可以监视泄洪洞配电室、表孔配电室、中底孔配电室、坝体深井泵配电室相关的400V 开关的状态指示以及坝体深井泵的水位、流量、电机状态的相关信息和状态。

该系统自1998年投产以来,已连续运行14年,超过了设备使用寿命。

近几年来,备品停产、设备缺陷频发,系统不够开放等问题日益严重。

因此,二滩水电站于2013年初正式启动了计算机监控系统改造项目。

[1-2]在二滩水力发电厂整个计算机监控系统改造项目之中,大坝闸门LCU 改造难度大,风险高且改造期已处于年度防汛初期,改造成功与否直接影响到闸门的远程控制及防汛工作。

二滩电厂闸门监控系统的主要监控对象及功能包括:7个表孔闸门,6个中孔闸门,4个底孔闸门和2个泄洪洞闸门开度监视及闸门远方自动/现地手动控制;动力电源电压、各阀组的油压监视;中控室主控级与闸门现地控制站的PLC 的通讯;计算机人机操作界面、运行监控、系统诊断等。

因此,本次改造工作在整个改造施工过程中除了保持原有闸门控制流程及方式不变外,还需对闸门的计算机远程控制进行优化。

1系统结构安德里茨计算机监控系统主要由SAT 250SCALA 控制室系统和AK1703智能PLC 自动化装置组成,其显著的特点:采用了全智能的监控部件和模件,所有I/O 模板都是智能模板,板上带有处理器,在真正的意义上做到了全分布、智能分散、功能分散、危险分散的计算机监控系统,大大提高了系统的可靠性、可用性。

闸门远程控制系统指什么内容泵站闸门远程控制系统闸门启闭机远程自动化控制。

闸门启闭机是水利工程的重要组成部分，在泵站工程中，闸门启闭机的重要性很突出，泵站工程仪表会设置多套闸门启闭机设备，闸门启闭机的正常运行才能***泵站的自排和抽排功能，因此只有当闸门启闭机正常运行，才能真正让泵站发挥效益，安全也才能有保障。

随着科学技术的发展，各项新技术不断应用到生产生活中，为使闸门启闭机便于操作，运行可靠，科鼎研发生产了智能启闭机，可以实现闸门远程自动化控制。

目前很多输水系统渠道闸门大多仍采用传统铸铁闸门，配套螺杆启闭机或手动操作实现闸门启闭；灌溉方式和测流计量粗放，灌溉水的利用效率和效益十分低下、自动化程度低，不能实现远程控制，不能计量或没有计量能力，不能实现水资源的管理。

闸门远程控制系统是以微处理器为核心的自动化闸门控制系统，结合渠道测流理论以及传感测量技术，可实现闸门的远程控制、流量监测。

系统响应远程服务器下发的控制指令，实现闸门开度的调节控制，结合现场传感器以及流量计量算法，实现定流量、定水位、定开度等控制模式。

闸门远程控制系统既可现场对闸门进行控制，也可远程进行闸门启闭的自动化控制系统。

系统平台是集数据展示、逻辑判定、远程控制、设备侦测、报警通知、视频管理、设备管理、用户管理于一体的多业务处理及应用平台软件。

现场手动：智能启闭机上设置有闸门控制用的升降停按钮和控制权限切换开关，将控制开关切换到现场手动挡，利用工具实现闸门的现场手动开关。

现场自动：在智能一体化启闭机上设置触摸屏，触摸屏除了显示闸门和水位的实时信息外，还可以通过触摸屏按钮接收信息，在控制开关切换到现场自动控制挡，可以利用触摸屏上的人机界面和内部运行的控制软件实现闸门的现场控制。

远程控制：现场有现地、远程控制权限切换功能，当现场授权于远程后，管理中心获得控制权限，可以远程控制闸门的开闭，管理中心可以使用监控计算机运行的闸门控制软件远程控制现场闸门。

水电站泄洪闸门远程控制和精度优化的探讨摘要：无人值班，少人值守是水电站建设追求的目标。

尤其是许多新建的大中型水电站，在建设初期就以这个目标去建设，很多系统都实现了远程控制。

这不仅保证了水库调度应用、防洪度汛的要求，也保障人民生命及财产安全。

最重要的是远程控制模式的实现增强了电站自动化控制的水平，提高了效率，极大的降低了运维人员的工作量，不需要再跑到现地闸门操作室进行操作。

本文主要阐述了水电站泄洪闸门远程系统的工作原理，并提出了相应的优化策略。

关键词：水电站；泄洪闸门；远程控制；精度优化引言随着我国综合国力的不断提升，科学技术的进步，水电站工作质量越来越高，为国民生活和社会发展提供了有效保障。

现在建设水电站的目标就是实现无人值班，少人值守。

在建设中型或者大型的水电站时，更是坚持这一目标，进而实现远程操控。

1水电站泄洪闸门智能控制的必要性闸门是用于关闭和开放泄(放)水通道的控制设施，是水工建筑物的重要组成部分，可用于拦截水流、控制水位、调节流量、排放泥沙和漂浮物等。

闸门测流是利用已有水工建筑物，监测闸前后水位、闸门开度等参数，结合原有建筑物水工模型计算过闸流量。

先进的闸门监控系统是高效、可靠的水资源调度系统的基础，闸门远程自动控制是实现灌区现代化的关键。

闸门自动控制可以提高灌区供水的准确性和水资源的使用效率，同时降低工作人员的劳动强度，提高配水管理水平、灌溉效益和灌区现代化水平。

实现灌区闸门远程自动控制，对于实现灌区精准量水控水、科学调度和信息化管理都有重要意义。

灌区供水渠道有上千公里，战线长，距离遥远，舟车劳顿、人员辛苦，现有几十个渠道供水交接位置的节制闸门和数百个放水洞，分水控制和流量掌握基本上都是靠水管人员手动操作和经验估算，人为因素较大，计量准确性可变幅度值较大，管理水平低下，管理效率低下。

随着即将建成引灌区供水节制闸门、泄洪闸门、放水洞等水工建筑物将更多，而且这些闸门放水洞普遍建设在丘陵低山的半坡上。