计算机监控系统在西渡水闸电站的运用

    毛良力

    摘要：就我国现今的水利行业来说，随着经济的发展也取得了很大的发展。并且，现今自动化技术也得到了相应的发展。在这种情况下，自动化技术开始在水利行业中得到广泛应用。在水闸电站中对计算机监控系统进行充分利用就是其中一个具体的例子。在水闸电站中对计算机监控系统进行利用，可以对水闸电站的运行情况有个详细的掌握，进而保证水闸电站的安全运行。本文在结合具体案例的基础上，对计算机监控系统在水闸电站中的具体应用进行了分析，以期在今后的水闸电站中的计算机监控系统能够更好在其中进行应用。

    关键词：计算机监控系统；水闸电站；运用

    对水闸电站来说，要想实现水闸的自动化控制，其中所涉及到的内容主要有计算机监控以及视频监控两方面。这两项工作的主要目标是对安全生产进行辅助，进而实现远程操作以及对水闸中使用到的各种设备运行情况进行监视，从而使得管理人员的劳动量以及工作强度得到显著减轻，并对水闸电站中出现的危险情况进行及时发现，防止出现事故。但就我国很多的水闸电站来说，都存在着无人值班或者缺少必要人员值守的情况，对于水闸的安全运行产生一定的影响[1]。这个时候，为了使得水闸在运行时的安全性，就需要采用计算机监控系统的作用对水闸的运行情况进行监控。但是，需要注意的是，很多水利行业中使用到的监控系统都是在低温、潮湿以及存在一些强电磁场干扰的环境下使用的，且水闸的地域分布很宽、其中使用到的设备较多等原因导致对计算机监控系统的要求更高[2]。这样的情况下，建立可长期稳定进行工作的计算机监控系统就显得尤为重要。

    一、西渡水闸电站的基本情况概述

    西渡水闸电站增效扩容改造工程位于衡阳县西渡镇境内。该水闸电站的主要任务为发电，主要作用为通过增效扩容改造，扩大电站装机容量，提高发电效率；充分利用水资源，实现节能降耗；提高自动化水平，达到减员增效；消除安全隐患，确保运行安全；增加电站发电量，实现强农惠农；另外可保证农业灌溉用水。该水闸电站的设计规模具体为：西渡水闸电站改造后装机容量为1220千瓦。由改造前总装机2×125kw、2×160kw+1×125kw+1×75kw增至2×160kw、2×200kw+2×250kw，新增装机容量450kw。其中水闸电站的主要技术经济指标为西渡水闸电站原设计装机770kW（2×125kw、2×160kw+1×125kw+1×75kw），年平均发电量310万kW·h，改造后装机1220kW（2×200kw）旧发电机（2×160kw、2×250kw），增加发电装机容量450kW，电站装机容量增加58%，年平均发电量450万kW·h，年增加发电量140万kW·h，年发电量增长率45%。

    该水闸电站土建部分具体参数为旧混凝土开挖210立方米；C30砼浇筑264立方米；钢筋30吨；厂房改造348平方米。使用到的主要机电设备有更换水轮机（ZDTO3-LM- 120+30°）2台，发电机（SF200- 24/1180）2台；改造水轮机（ZDT03- LML120+30°）4台；旧发电机（SF160- 24/1180两台）（SF250- 24/1180两台）、更换厂房主变压器（S11-500/10- 0.4）1台，三合一控制6台套。

    二、计算机监控系统设计要求

    计算机的监控系统在进行设计的时候需要满足如下条件：高度冗余的系统、具有良好的实时性、可靠性高以及很强的抗干扰能力。另外，还需要具备很灵活的人机接口，在操作上也以方便快捷为主[3]。计算机监控系统在进行维护工作的时候，也需要保证维护工作的简单性。计算机监控系统在水闸电站中的主要作用就是实现对闸门的集中系统监控，并采取联合或单独运行的方式对其进行控制[4]。在计算机监控系统中需要对闸门的开度、荷重、水位以及测压管的水位、水流量都需要有个详细的记录。并且还需要完成供配电装置的开关信号状态的采集工作，以及对水闸电站的运行趋势进行相应的分析，若发现出现异常情况就需要及时启动报警系统。

    三、计算机监控系统在水闸工程中的实际应用

    在水闸电站中使用计算机监控系统，可以使得水闸电站的运行自动化，减少相关工作人员的工作量等，实现水电站的自动化运行。

    （一）中央控制室

    在计算机监控系统中，中央控制室的作用就像是人体中的大腦，对这个监控系统起到控制的作用。控制中心的设备主要有操作员工工作站、视频工作站以及公用LCU等等。计算机监控系统在运行的时候使用的主要是光纤以太网，中控室中有两个工作站以及公用LCU、现地单元LCU等，其中使用的通信速率都达到了100M，并通过以太网交换机对其进行连接[5]。就操作员工工作站来说，其中主要的功能是对模拟量、开关量、温度量以及电气量进行输入，从而完成相关的数据采集工作以及处理工作。具体功能是执行光电隔离、并对输入的数据有效性以及合理性进行相应的判断，并执行数据量的相关功能，还可以对数据进行实时存储以及进行格式化处理。就运行监控以及事件报警来说，主要是使得工作人员通过系统中的视频工作站可以实现对其中所使用到的各种设备运行状态以及停运状态进行相应的监控以及显示，从而对水闸电站的运行情况有个很明确的掌握[6]。另外还能对复限参数进行相应的处理，并对处理结果进行自动显示、记录等。就控制调节来说，若将在闸门上的控制单元上安装的选择开关设置为远程状态的时候，操作人员就可根据权限的设置状态进行登录，从而开展相应的操作工作。并通过操作台上的显示器以及键盘、鼠标等对监控对象进行实时控制，实现运行的安全有效性。就人机接口以及数据通信来说，画面显示的主要是对监控系统中设置的主要功能进行显示，其中包括水闸全景图、棒形图以及电器主接线图等对水闸中各种设备显示的实时状态进行表示，从而给人一种直观形象的操作效果，并可以让工作人员对画面以及参数进行在线调整以及修改。

    （二）闸门视频监控系统

    闸门视频监控系统中的主要组成有摄像、显示、传输以及控制四个部门，现场开展的摄像工作主要是由摄像机系统进行的，其中在机房的上游一般设置一台室外的一体化球机从而对上游的漂浮物、船只情况进行监视。若其中存在的漂浮物或船只可能对水闸的运行安全产生影响的话，就需要发出报警装置。并对机房中设置的摄像机进行启闭，从而对启闭机房中的设备实际运行情况进行观察监视[7]。设置该系统的主要功能有：首先，可以对在监视范围之中的主要设备运行实际情况进行正确清晰的展现，并对现场的环境进行监视，提供一定的图像信息，从而实现对系统观察范围内的所有场景进行全方位监视。其次，在系统中的控制台中需要对进行监视的摄像位置进行科学选点，并对摄像机的位置进行固定，或对其展现的图像进行循环显示。再次，对监控系统中的远程监控点呈现的画面进行相应的信息编辑。在监控系统中还可以实现自动翻屏，对于摄像机进行远程控制，从而对镜头进行不断变化。最后，监控系统也存在硬盘刻录的功能，因此可以对监控系统拍摄下的图像进行压缩，从而实现对图像的保存以及再现，对于监控以及管理的相关需求都可以进行满足。监控系统还应该与视频系统进行连接通讯，从而使得工作人员对生产现场的一些图像可直接进行观察。

    结束语：综上所述，随着我国科学技术的快速发展，计算机监控系统在水闸电站中也得到了广泛的应用，促进水闸电站的各项工作获得新的发展。将计算机监控系统充分运用于水闸电站中，实现了水闸运行的自动化控制，对系统运行的可靠性以及安全性进行很大提高，并对工作人员的工作量以及劳动强度都进行了降低。在西渡水闸电站中利用计算机监控系统实现了自动化控制水闸电站的相关要求，并促进水闸电站在这期间取得较为明显的经济效益，保证了西渡水闸电站的运行安全性。

    参考文献

    [1]梁薇，张巧惠，邓小刚，刘运平，覃良辰，刑本福，杨越超，赖伟.红花集控中心电调自动化系统应用[J].水电站机电技术，2013，03：55-57.

    [2]吴仕盛.浅谈人和拦河坝水闸自动化监控系统[J].江西建材，2015，01：118.

    [3]张煦，张巧慧，邓小刚，陶海涛，连雪广，邢本福，梁薇.峡江监控、视频及通信系统的统一设计与实现[J].水电站机电技术，2014，06：36-39+58.

    [4]钱福军，唐鸿儒，包加桐.一种大型闸站信息管理系统整合方案的设计与实现[J].计算机应用与软件，2014，12：129-131.

    [5]蔡守辉.桥巩水电站计算机监控系统改造思路探究[J].水电厂自动化，2015，02：12-15.

    [6]杨瑞峰，赵文洪，张朝晖，徐宝山.昌马梯级水电站综合自动化系统设计研究与应用[J].水利水电技术，2015，09：82-85.

    [7]覃定吉，容向前.红花水电站泄水闸监控系统改造[J].广西水利水电，2011，05：69-72.