电气自动化在水利工程应用

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1、电气自动化在水利工程应用　　摘要：水利自动化系统是水利工程的辅助工程，也是水利工程灵魂工程。自动化系统采集的数据真实有效与否直接关系到水利防汛抗旱部门的决策效果，所以水利自动化工程的质量把关至关重要。关键词：电气自动化水利工程应用中图分类号：TV文献标识码：A前言随着我国经济的发展和人口的增长，水利事业在国民经济中的命脉和基础产业地位愈加突出；水利事业的地位决定了水利建设质量管理的重要性。水利工程质量管理是工程建设的重要组成部分，它贯穿于工程建设的始终，也体现于工程建成后运行的始终，直接影响着工程的使用寿命和效益的发挥。一、水利工程电气自动化水利工程电气自动化工程一般包括：闸门监控自动化系统

2、、泵站监控自动化系统、大坝安全自动监测系统、水情自动监测系统等。近年来，中型以上的水利工程几乎都建有自动化系统，部分小型水利工程也安装了自动化设备实现遥测遥控。水利工程自动化系统的技术构成模式如下:1系统的总体结构特性8目前水利工程自动化系统大都采用二层或三层分布式系统结构，第一层为现地测量控制层(现地单元层)，第二层为集中监控层(主控单元层)，第三层为生产调度管理层(管理单元层)。系统各单元间的测控计算机均通过TCP/IP高速以太网连接，其主控级与现地单元级以及现地单元级间采用星形以太网或环网连接，网络介质大都采用了网线和光缆相结合的模式。控制权分生产调度管理层、集中监控层、现地测量控制层

3、三级，控制权可以进行设置和切换，优先顺序为“现地测量控制层—集中监控层—生产调度管理层”。2系统的主要硬件配置现地测量控制层一般都是由现地传感器或变送器、现地智能仪表、PLC控制系统等部分组成。现地传感器或变送器主要包括开度传感器、荷重传感器、水位变送器、压力变送器等;现地智能仪表主要包括开度测控仪、荷重测控仪、水位仪、电流表、电压表等;PLC控制系统主要由PLC系统与其输入输出接口及其电源按钮等部件组成。集中监控层一般都是由主控计算机、数据服务器、打印机、UPS电源、网络设备等部分组成。系统主控应用软件安装在主控计算机中，可通过主控计算机对整个系统进行操作控制。8生产调度管理层一般由调度管

4、理计算机、数据库服务器、打印机、UPS电源、网络设备等部分组成，可以进行远程调度管理和实现办公自动化。3系统的应用软件与数据库的配置水利工程自动化系统主控应用软件大都采用了组态软件技术，大部分为进口产品，部分为国产产品。具有无需编制复杂的指令代码、开发周期短、界面友好、通用性强、可靠性高等优点。数据库采用SQLSERVER系统，数据库的性能较高。4系统操作与应用特点水利工程自动化系统是一种硬件和软件相结合的系统，其硬件环节多而分散，影响因素多，且间歇性使用，必须定期对系统进行检测和维护，以保证系统在需要使用时能正常可靠地工作，因此对操作维护人员的素质要求较高。二、工程应用实例某水闸建设规模为

5、中型、Ⅲ级建筑物，水闸共有钢板闸门8孔，每孔净宽12m，总宽96m。设计洪水标准为20年一遇，相应洪水位2.81m，设计洪水流量393m3/s；洪水标准为50年一遇，相应洪水位3.07m，洪水流量556m3/s。1水闸计算机自动化控制系统大闸计算机监控系统覆盖的范围为88个水闸以及上下游水文测量站和一个配电房。系统充分利用计算机及自动化技术，实现对上述系统集中监控，同时对数据进行分析，给出决策信息；所有信息均实现与管理系统的互联，数据可通过Internet技术实现网络发布。还可以实现远程分析与查询的功能，该系统由如下子系统组成：大闸监控与控制提示、水文与水情监控与分析、配电房监控、中心数据处

6、理、PIMS管理网络与Internet网络发布系统。（1）闸体监控与控制提示该子系统由现场操作和远程监控两部分组成，现场操作部分通过液压控制系统实现，同时由其通过自带的以太接口向远程监控系统发送闸门的实时状态。远程监控通过浙大中控DCS系统，接收液压控制系统发送的实时数据，实现在中央控制室对闸体状态的监视。中央控制室内显示的闸体状态见表1。表1中央控制室内显示的闸体状态在整个水闸自动化监控系统中，水闸自动化控制系统采取现场手动控制运行（现场手动控制子系统）、远程自动化运行（自动化控制子系统）两种控制方式。每种运行方式均以各个控制对象的现场PLC控制柜为起点，但现场手动控制系统的优先级最高，且

7、具有互锁功能。（2）水文与水情监控与分析该子系统通过以太网方式，将JX-300XDCS8控制系统与水情数据服务器连接，上下游水文测量站数据可在中央控制室内实时显示，同时在该子系统内对该水文数据进行实时分析及计算、作业水情分析结论。（3）配电房监控配电房电量参数通过电量变送器采集，和控制站I/O卡件连接,在中央控制室及应变电站实时控制电压、电流参数，并具有报警提示等功能。（4）中心数据处理根据液压控制系统上传的