水利工程管理技术任务三 水闸（闸群）自动监控.pptxVIP

项目六 水利工程管理信息技术任务三 水闸（闸群）自动监控任务三 水闸（闸群）自动监控一、概述 （一）水闸（闸群)自动监控系统 我国所建的水工建筑物当中，水闸占有很大的比例，这些水闸在防洪、抢险、排涝、抗旱以及水资源的分配中起着重要的作用。但是，长期以来水闸的运行管理一直是靠人工的方法，费时费力，严重制约着其效益的发挥。随着国民经济的发展，科学技术的进步，对水闸实行自动控制(或对闸群实现集中监控)是农业现代化水利工程管理科学化的必然。 闸门自动监控系统是先进的实时数据采集与控制系统。系统是建立在现代通信技术、自动控制技术、计算机技术、自动远动设备及现代量测技术基础之上的，同时涉及到信息论、继电线路理论和自动调节理论等来共同完成对目标系统的监测与控制，实现由中心控制站对被控各子站闸门的运行管理，主要用于灌区、水库、水电厂、河道、供水渠等的闸门控制。被控制的闸门可以是平板门、弧型门或快速门，运动方式可以是卷扬机方式、液压方式或螺杆方式。任务三 水闸（闸群）自动监控 （二）水闸(闸群)自动监控的特点 1.水闸一般均建在野外，暴露在空气中，对水闸实现自动化的控制运用多需要采用远动技术，尤其是在水资源分配系统中，这时需要对多座闸门联合调度，当采用自动化技术时，则应采用中央集中监控系统，或称“远距离综合自动化系统”，通常我们称之为闸群远方监控系统。 2.水闸自动化设备工作条件十分恶劣，很多设备装置常需要安装在野外，运行的气象条件复杂、环境差。此外有些对象所在地点交流电源供电不稳定，这样在研制和选择设备时必须特别注意在设备的稳定性、可靠性上下功夫，使设备在恶劣的条件下能安全运行，同时要考虑到设备有较灵活的供电方式，如耗电量少的弱电设备可以采用太阳能电池板充电的蓄电池组。任务三 水闸（闸群）自动监控 3.由于河、渠中的水流往往是非恒定流，而水流又具有时滞性，这两点会严重地影响水闸自动化装置的稳定性，对此要有充分的估计。例如，利用水闸来控制渠道中水位为一恒定值时，可能此刻因下游水位低而自动装置指令执行机构使闸门开度加大，刚开大后，下游水位又超过给定值，于是自动装置又指令执行机构关小闸门，再过一刻水位又低于给定值，于是闸门开度又得加大，如此反复，系统就呈现一个振动的、不稳定状态。这对自动化系统是极为不利的，设计时一定要避免这种情况发生。 4.水闸自动控制系统中对可靠性和稳定性的要求高，抗干扰能力要强，而对动作时间的要求相对工业控制系统要宽。在系统结构上，一般均系控制点与被控制点之间的联系，而各被控制点之间相互联系较少。任务三 水闸（闸群）自动监控 （三）闸群自动监控系统结构 闸群自动监控系统一般分为两个层次，第一层为中央控制室，常设在水利工程管理机构所在地。第二层为测控站，设在被控闸门所在地或附近。对于大型水利工程系统、其闸群自动监控系统一般要分为三个层次，如江苏省大运河监测调度系统，控制中心设在江苏省水利厅内，而控制分中心则设在闸群相对集中的管理单位内，如江都、淮阴等。分中心下辖有数座乃至数十座大中型水闸，各闸的运行调度由分中心负责，并向控制中心报告和接收有关指令等信息。 1.中央控制室组成结构 中央控制室也称测控调度中心。一般为与行政管理机构相适应而设在管理局(处、站)内，其组成结构和水情测报中心大体相同，可参见图4-2。事实上，在水利工程管理现代化过程中，如建设多个自动化系统，则往往共一个中央控制室，使得资源共享。各有关设备也可互为利用，互为备用。 任务三 水闸（闸群）自动监控 2.监控终端站 监控终端站是闸群监控系统的主要信息源及命令执行者，其主要任务是根据中央控制室的遥测查询指令自动采集本站点的水情或工情数据，并发送给控制中心，或根据控制中心调度指令控制闸门运行。监控终端站一般由各类传感器、通信设备、RTU、中间继电器矩阵、电源等构成，典型闸群自动监控终端站结构框图如图5-1所示。 其中传感器部分应根据实际情况设置，如一座水闸有若干个(孔)闸门，原则上每个闸门上都要安装闸门传感器。上、下游均应有水位计。有关工情的传感器，如电源电压、工作电流，闸门运行在开、关、停的状态，以及限位开关(防止控制系统失灵而引起破坏性后果)的工作状况等。 水闸一般地处郊野，电源保障率不高，有条件的地方应自备发电机。同时应有直流备用电源，以防停电时仍能保持弱电部分工作，使得检测数据不丢失并与中央控制室保持联系。任务三 水闸（闸群）自动监控图5-1 典型闸群自动监控终端站结构框图任务三 水闸（闸群）自动监控二、闸门自动监控系统总体设计 （一）系统总体设计的一般原则 闸门自动监控系统要求信息收集及时，闸门调度稳定可靠，闸控保护与配电保护设施完善。根据以上特点，结合设计运行的要求，自动化系统的设计应遵循如下的设计原则: (1)在具备基本功