1、概況

　　飛來(lái)峽水利樞紐位于廣東省清遠市境內的北江干流上，是以防洪為主、兼有航運、發(fā)電等綜合效益的工程。飛來(lái)峽水利樞紐泄水閘設有15孔14×13（m）弧形工作閘門(mén)用于泄洪，另有一孔排漂閘門(mén)。泄水閘廊道內設有功能獨立的2套滲漏排水系統。

　　在現代的大型水利樞紐，計算機監控技術(shù)得到廣泛的應用，飛來(lái)峽水利樞紐泄水閘計算機監控系統按照“無(wú)人值班、少人值守”的要求設計，利用計算機進(jìn)行自動(dòng)化監測和控制，實(shí)現了閘門(mén)的遠方自動(dòng)控制。

　　2、監控系統配置情況

　　飛來(lái)峽水利樞紐泄水閘計算機監控系統采用分層分布式結構，由集中控制單元和現地控制單元兩部分組成。集中控制單元有3個(gè)工作站，分別位于電站中央控制室、泄水閘集控室、水情辦公室，其中電站中央控制室與泄水閘集控室工作站采用冗余配置雙機互為熱備用的方式，水情辦公室工作站為監視工作站，集中控制層主要負責現場(chǎng)設備的檢測顯示、控制、報警、運行管理和報表打印等（詳見(jiàn)監控系統網(wǎng)絡(luò )圖）�，F地控制層包括17臺獨立的PLC控制系統。其中15臺（1號～15號）PLC分別控制15孔閘門(mén)的運行；1臺PLC用于公用設備的控制；另一臺用于排漂孔的運行。每個(gè)閘門(mén)PLC配置一塊現地操作屏，用于現地控制及設備實(shí)時(shí)工況監視。閘門(mén)的控制方式有：常規控制、閘門(mén)PLC屏操作面板控制、計算機監控系統集中控制3種控制方式。

　　在計算機監控系統網(wǎng)絡(luò )正常情況下，運行監控通過(guò)計算機監控系統集中控制來(lái)實(shí)現。在網(wǎng)絡(luò )中斷的情況下，運行監控可通過(guò)現地操作操作面板實(shí)現。在PLC出現故障情況下，可通過(guò)切換泄水閘門(mén)PLC屏上的計算機／常規切換開(kāi)關(guān)，改由常規屏控制。常規控制級別最高�，F地操作面板和集中控制的控制權限由泄水閘門(mén)PLC屏上的現地／遠程切換開(kāi)關(guān)決定。

　　3、監控系統主要功能

　　3.1集中控制層的功能

　　1）數據采集，定時(shí)采集所要求的現地監控單元I／O點(diǎn)的實(shí)時(shí)信息以及各種計算、綜合和統計信息，并存入數據庫。

　　2）數據處理，生成多種數據表，供顯示、打印和查詢(xún)用；分站事件順序記錄處理，記錄每一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間、性質(zhì)、站名，并對故障事件給出音響報警。

　　3）遠方控制和操作，控制的項目有：①15扇泄水閘門(mén)的監控；②1扇排漂閘門(mén)的監控；③1號墩、12號墩共4臺滲漏排水泵的監控；④泄水閘變電站10kV、0.4kV電壓等級斷路器的監控。

　　4）人機接口

　　5）報表

　　3.2現地控制層的功能

　　1）接受集中控制層指令并向集中控制層傳送數據。2）現地單元內部自成一個(gè)獨立的系統，通過(guò)現地的操作面板，可以完成相關(guān)設備的監控。

　　3.3應用軟件的功能和高級應用

　　應用軟件中閘門(mén)控制是核心部分。包括單孔、多孔、自動(dòng)3種模式。單孔控制可對單個(gè)閘門(mén)進(jìn)行任意開(kāi)度的啟閉；多孔控制可對多個(gè)閘門(mén)進(jìn)行控制，用戶(hù)可自己選擇要啟閉的一組閘門(mén)。自動(dòng)控制則是根據要泄的水流量及當時(shí)的庫水位，可自動(dòng)計算出要啟閉的總開(kāi)度并根據閘門(mén)調度規程選擇一組可遠程啟閉的閘門(mén)進(jìn)行自動(dòng)控制。

　　自動(dòng)控制模式是本系統應用軟件的高級應用功能，一般的閘門(mén)運行模式為：1）水情調度中心根據水庫水情情況確定下泄總流量→2）人工查《飛來(lái)峽溢流壩閘門(mén)泄流能力查算表》確定泄水閘開(kāi)孔數和開(kāi)度（飛來(lái)峽溢流壩閘門(mén)泄流能力查算表是根據北江的水文資料確定的關(guān)于上下游水位、下泄流量和閘門(mén)開(kāi)度之間的關(guān)系表）→3）發(fā)調度命令給電廠(chǎng)→4）電廠(chǎng)根據調度規程按照調度命令開(kāi)閘泄水。而在自動(dòng)控制模式下，在應用軟件中建立了水情數據模型和水情數據庫，根據水位和下泄總流量直接由系統確定泄水閘開(kāi)孔數和開(kāi)度，在操作中只要輸入下泄的總流量到系統中，系統可自動(dòng)計算開(kāi)啟閘門(mén)數和開(kāi)度而不需要人工過(guò)多的干預，具有成組控制的功能。

　　4、監控系統的配置

　　1）泄水閘集控室工作站采用HP公司計算機，網(wǎng)絡(luò )操作系統為WINDOWSNT4.0SERVER，運行GECimplicity組態(tài)軟件，與現地層通信，完成集控層的監視和控制功能。

　　2）電站中央控制室工作站采用DELL公司計算機，網(wǎng)絡(luò )操作系統為WINDOWSNT4.0SERVER，運行GECimplicity組態(tài)軟件，與水情分中心通信，完成集控層的監視和控制功能。

　　3）水情辦公室工作站采用HP公司計算機，網(wǎng)絡(luò )操作系統為WINDOWSNT4.0SERV／ER，運行GECimplicity組態(tài)軟件，與泄水閘集控室工作站和電站中央控制室工作站通信，完成監視功能，無(wú)控制功能。

　　4）集控層所有工作站獨立建立歷史數據庫和報表系統，數據庫選用微軟公司的關(guān)系型數據庫SQLSERVER.

　　5）電站中央控制室、泄水閘集控室工作站互為熱備用，電站中央控制室為主用機，泄水閘集控室工作站為備用機，在公用LCU機柜上設置2個(gè)工作站控制權限的控制切換開(kāi)關(guān)，實(shí)現權限的硬件切換。水情辦公室工作站為監視工作站，只具有監視功能，不具有控制功能。

　　6）電站中央控制室、泄水閘集控室、水情辦公室工作站組成快速以太網(wǎng)。

　　7）每一孔泄水閘的現地控制柜位于各個(gè)閘門(mén)啟閉機室，各采用1臺GE90－30PLC集成完成現地層監視和控制功能�，F地層人機操作界面采用GEMicroGreyline操作面板，該操作面板具有2行20個(gè)字符的LCD顯示界面，操作面板與PLC之間通過(guò)RS422通訊，實(shí)現泄水閘現地層的開(kāi)度設定和實(shí)際開(kāi)度顯示的人機操作界面。

　　8）公用PLC控制柜位于泄水閘中控室，采用1臺PLCGE90－30PLC集成完成現地層監視和控制功能。人機操作界面采用GEQuickpanel操作面板，該操作面板具有5″寬度的LCU顯示器，操作面板與PLC之間通過(guò)RS422通訊，提供公用設備的監視和控制的操作界面。

　　9）各個(gè)現地控制PLC通過(guò)GBC通信模塊組成Genius總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

　　10）現地LCU控制柜面板上設置控制權限開(kāi)關(guān)，當開(kāi)關(guān)處于現地位置時(shí)，集控層的操作無(wú)效，開(kāi)關(guān)處于遠程位置時(shí)，現地層釋放權限，由集控層進(jìn)行系統控制。

　　5、監控系統與其它系統的通信

　　5.1與MIS系統通信

　　閘門(mén)計算機監控系統與MIS系統物理上通過(guò)1臺網(wǎng)關(guān)機連接，在網(wǎng)關(guān)機上建立1個(gè)Access數據庫，監控系統將需要公布的數據寫(xiě)入庫中，MIS系統每5分鐘1次從表中讀取數據，傳輸到MIS網(wǎng)絡(luò )。

　　5.2與水情遙測系統通信

　　閘門(mén)計算機監控系統與水情遙測系統物理上通過(guò)1臺網(wǎng)關(guān)機連接，在網(wǎng)關(guān)機上建立Access數據庫FLXμgmsμSWAP，含2個(gè)數據表，分別為wmsμtoμgms，gmsμtoμwms（wms代表水情遙測系統，gms代表閘門(mén)監控系統），閘門(mén)監控系統將需要公布的數據寫(xiě)入表gmsμtoμwms中，水情遙測系統將需要公布的數據寫(xiě)入wmsμtoμgms表中；閘門(mén)監控系統將從wmsμtoμgms表中讀取所需數據，水情遙測系統將從gmsμtoμwms表中讀取所需數據，這樣，就實(shí)現了閘門(mén)計算機監控系統與水情遙測系統的數據交換。

　　6、結束語(yǔ)

　　飛來(lái)峽水利樞紐泄水閘計算機監控系統2年來(lái)的運行表明，系統規劃和設計合理，運行穩定，滿(mǎn)足設計要求，減輕了運行人員的勞動(dòng)強度，滿(mǎn)足目前少人值班的要求。但系統也存在一些有待完善的問(wèn)題，主要為：

　　1）由于系統的水位信號未接入，導致系統自動(dòng)控制高級應用功能在實(shí)際運行中并未得到應用。

　　2）由于軟件設計的不完善，系統中的實(shí)際下泄流量數據不準確，導致報表的統計也不準確，未在實(shí)際工作中采用。