摘 要:水闸工程传统控制方式为人工根据水文站提供的上下游水位、流量情况，现场对称操作，由于信息滞后，人工操作不可能做到根据上下游水位变化情况随时快速实现给定流量的控制，对于大型水闸还存在着孔数多工作面长，操作人员多效率低等情况。在防汛调度过程中更存在着信息反馈不及时，决策部门无法实时掌握工程现场水情信息及工程状况而在一定程度上影响防汛调度工作。江苏省二河闸为改变较为落后的传统控制方式，借助工程加固机遇，利用自动化技术组建了一个分层分布式网络多媒体远程计算机监控及视频监视管理系统，该系统的建成和运用大大提高了二河闸闸门控制技术，实现了对二河闸更为科学准确和合理的调度管理，提高了工程运行管理水平。

关键词：自动化技术 水利工程 二河闸应用

一、概述

二河闸位于江苏省洪泽县东北8km处的洪泽湖大堤上，是淮河入海水道、分淮入沂、引沂济淮工程的总口门，发挥防洪、灌溉、引沂济淮等综合效益。该工程建于1958年，是大i型水工建筑物，设计流量3000m3/s，校核流量为9000m3/s。二河闸共35孔，每孔净宽10m，孔高8m，总宽402m。闸门为双吊点弧形门，配套qh2×225kn绳鼓式启闭机，工作行程14.0m，配套13kw电机。该闸在边墩与两岸墙之间各装有一套水轮发电机，年发电能力120万kwh。工程自建成以来，已发挥显著的综合效益，为促进淮河与沂、沭、泗地区的经济发展和社会稳定，发挥了重要作用。

二、本系统的创新点

二河闸原采用的控制方式是人工就地控制，由于孔数较多，闸门启闭时又要求对称操作，这样现场操作人员较多，操作方式较为落后，由于工程调度的控制参数——上下游水位来自于水文站，信息滞后，人工控制情况下不可能做到根据上下游水位变化情况随时快速实现给定流量的控制，在一定程度上也影响防汛调度工作，为改变这种较为落后的控制方式，江苏省淮沭新河管理处引进国外先进技术，建成了二河闸计算机监控与视频监视系统，提高了二河闸闸门控制技术，实现了对二河闸更为科学准确和合理的调度，系统刚建成运行就经受了2007年淮河洪水的考验，为省和淮河防汛指挥机构合理、及时、准确调度淮河洪水，提高水情调度时效性，最终战胜这场继1954年以来的淮河最大洪水作出了重大贡献。

1.定流量动态群控自动调节的实现

系统上位机监控组态软件采用美国wonderware公司的intouch7.11监控组态软件，实时关系型数据库系统采用insql专用数据库。由于本系统的控制对象是35孔闸门，群控操作一般对应的是较大流量的控制，在大流量控制时，有多种操作方式可能出现。如，在相同流量下开启孔数可能不同，开启位置也可能不同。在市电供电时，同时运行的电机不允许超过20台，在柴油发电机自供电时，不允许超过12台。在上位机界面显示上，如何将35孔门运行情况实时在监控画面上以一幅画面直观反映出来，都是在小型闸门监控系统中不会遇到的情况。针对大型闸门监控的特殊性，我们采用如下方式解决这些问题。

将plc机柜分为6组，其中5组每组控制7孔闸门，另1组控制35kv变电所及水电站。在上位机上可以灵活选择所要参与控制的plc，另外，在每组plc下，还可再设置要运行的具体闸门数。在选择完运行的plc及闸门后，计算机自动将给定流量所对应的开度均摊到每孔闸门。上位机根据实测的上下游水位和流量关系曲线，分段计算出对应每次开启的安全流量所对应的开高，分步逐次将开高和命令传送给各plc，plc按收到指令，自动将各闸门依次开到指定位置。当本组plc执行完命令后，返回给上位机一个信号，当第一次命令下发，所有plc运行完毕后，上位机再根据上下游的变化，计算出下一次安全流量下对应的各孔开度，再将新的指令发布给各plc。一直到各闸门开启到给定流量所对应的闸门位置处。在群控方式保持期间，计算机时刻监视当前水位下的流量变化情况，检测实测流量是否在允许误差范围之内，如出范围，上位机将自动发布新的指令，将闸门控制在误差范围之内。

在同一时刻，上位机只发布给两组plc控制命令，每组plc收到命令后，采用分步延时方式，逐次按顺序启闭闸门，闸门上升时，按先开中间，再延时对称开两边的方式避开电机启动瞬间电流扰动的问题。同样，闸门下降时，先关两边，再延时依次关到中间。保证了闸门运行的安全性。

在群控运行时，在同一幅监控画面上可同时监视三组plc所对应的闸门。由于发布命令时，最多同时两组plc在运行，在画面上，采用过度变量替换法将正运行的plc所对应的闸门参数替换在画面上，不在运行的plc可暂不显示。以此解决大型闸门孔数多，在群控方式时，不能同时全部出现在同一画面的问题。

2.系统的总体结构

系统按照安全、可靠、标准化、实用性为主的要求进行设计，在设备选型上力求性能价格比最优，系统采用分层分布式结构