摘要：分析了新疆葉爾羌河中游渠首遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行闡述，以及在實(shí)際運(yùn)行管理中發(fā)揮的重要作用，研究結(jié)果可為類(lèi)似地區(qū)的水利工程信息自動(dòng)化建設(shè)提供參考。
　　關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程監(jiān)控；工程安全；防洪調(diào)度；渠首
　　引言
　　葉爾羌河位于新疆維吾爾自治區(qū)的西南部，塔里木盆地的西緣。流域控制灌溉面積651.47萬(wàn)畝，是新疆第一大灌區(qū)。葉爾羌河中游渠首是葉爾羌河流域第四級(jí)引水渠首，屬大（2）型水利工程，葉爾羌河中游渠首遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是葉爾羌河流域水利信息化建設(shè)工程的重要組成部分。
　　中游渠首遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是利用現(xiàn)代遙測(cè)、遙控、通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)渠首的遠(yuǎn)程監(jiān)控，全面了解掌握整個(gè)工程的運(yùn)行工況，保證工程安全高效運(yùn)行。同時(shí)客觀上要求在長(zhǎng)期的運(yùn)行管理中盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)管人員。建立一個(gè)能夠適應(yīng)葉河中游渠首閘門(mén)監(jiān)控的科學(xué)、高效信息管理化網(wǎng)絡(luò)，完善葉河流域水量調(diào)度自動(dòng)化管理。
　　1視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代化管理、監(jiān)視的重要手段，它的主要用途是及時(shí)而真實(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)被監(jiān)控對(duì)象的實(shí)際信息，從而為決策提供依據(jù)。監(jiān)控人員借助于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輔助監(jiān)視作用，親眼見(jiàn)到了實(shí)況，就能放心地對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制操作，能大大提高設(shè)備遠(yuǎn)方操作的安全性及生產(chǎn)管理效率和自動(dòng)化水平。并在一定程度上起到安全保衛(wèi)的作用。
　　1.1系統(tǒng)功能
　　根據(jù)工程實(shí)時(shí)監(jiān)視的需要，監(jiān)控?cái)z像頭在暗夜和無(wú)光的條件下，能夠?qū)ΡO(jiān)視范圍內(nèi)的對(duì)象清晰的辨別。在管理站可遠(yuǎn)程操控設(shè)置在工程各個(gè)部位的視頻監(jiān)控?cái)z像鏡頭，最后在管理站調(diào)度中心DLP大屏幕上運(yùn)用各種畫(huà)面組合方式動(dòng)態(tài)監(jiān)視工程運(yùn)行狀況。有完善的用戶(hù)權(quán)限管理，具有錄像、回放、檢索等功能。調(diào)度中心設(shè)置背投大屏幕顯示系統(tǒng)和和電視拼接墻組成，該系統(tǒng)主要用來(lái)承載中游渠首水情、重要水工建筑物、閘門(mén)工況等圖像信息，從而增強(qiáng)控制室對(duì)渠首監(jiān)視的直觀性和可操作性，提高管理部門(mén)的工作效率。同時(shí)在需要時(shí)可完成會(huì)商功能。
　　大屏幕投影系統(tǒng)包括DLP大屏幕投影單元、VGA矩陣、VGA分配器、系統(tǒng)控制管理機(jī)、系統(tǒng)控制軟件及外圍設(shè)備等。通過(guò)圖像處理器，可實(shí)現(xiàn)各種圖形、圖像的任意選擇、輸出和放大，每一屏面可單獨(dú)顯示，也可與相鄰的幾個(gè)屏面組合顯示一幅圖像。圖像大小可任意縮放，能顯示全局，也能局部特寫(xiě)。大屏幕顯示系統(tǒng)顯示穩(wěn)定、無(wú)抖動(dòng)，圖像拼接平整美觀、無(wú)錯(cuò)位，色彩鮮艷、明亮清晰，能夠?qū)χ杏吻�首各視頻監(jiān)視點(diǎn)的監(jiān)控圖像及其他相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合顯示，以滿(mǎn)足對(duì)中游渠首遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)測(cè)的功能要求。
　　葉河中游渠首共設(shè)置17處視頻監(jiān)控?cái)z像頭,構(gòu)成葉河中游渠首視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)視渠首工程的運(yùn)行狀態(tài)及洪水狀況，使工作人員能準(zhǔn)確地掌握工程運(yùn)行及河流水情變化狀況，為工作人員及時(shí)決策做出正確判斷與決策，在確保工程安全運(yùn)行的前提下，最大限度地發(fā)揮水資源的作用。
　　2閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)
　　2.1系統(tǒng)組成
　　閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)采用二臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和四個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制單元組成。四個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制單元分設(shè)在進(jìn)水閘及泄洪閘閘室內(nèi)。分別對(duì)左岸3孔進(jìn)水閘門(mén)，右岸6孔進(jìn)水閘門(mén)，左邊12孔泄洪閘門(mén)和右邊11孔泄洪閘門(mén)進(jìn)行監(jiān)控,系統(tǒng)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制單元分別監(jiān)控8孔閘門(mén)。
　　閘門(mén)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制、閘前水位監(jiān)測(cè)等信息通過(guò)LCU控制柜內(nèi)的PLC連接閘房?jī)?nèi)交換機(jī)，利用光纖傳輸至管理站控制中心；管理站控制中心也可通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控閘門(mén)的運(yùn)行狀況。
　　2.2系統(tǒng)功能
　　閘門(mén)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是在充分考慮水閘啟閉操作的安全性和可靠性的前提下，利用先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水閘的引水信息的實(shí)時(shí)采集、閘門(mén)自動(dòng)精確啟閉、以及相關(guān)環(huán)境及水閘管理情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)具有如下功能：
　　（1）閘門(mén)控制
　　1）現(xiàn)地控制：在動(dòng)力控制柜處于手動(dòng)控制狀態(tài)下，利用動(dòng)力柜上配備的上升、下降、停止操作按鈕，操作閘門(mén)的上升、下降、停止，并通過(guò)控制柜上的閘門(mén)開(kāi)度顯示儀監(jiān)視閘門(mén)運(yùn)行情況。
　　2）自動(dòng)控制：在現(xiàn)地監(jiān)控點(diǎn)處于自動(dòng)監(jiān)控狀態(tài)下，渠首管理站可通過(guò)閘門(mén)監(jiān)控工作站向現(xiàn)地閘房PLC發(fā)出閘門(mén)控制的閘門(mén)開(kāi)度或目標(biāo)流量，現(xiàn)地閘房PLC將自動(dòng)接收控制指令，實(shí)施閘門(mén)自動(dòng)控制，并通過(guò)通信鏈路實(shí)時(shí)向管理站回傳閘門(mén)實(shí)時(shí)運(yùn)行的各種參數(shù)。
　　閘門(mén)控制可分為人工控制和自動(dòng)控制兩種方式，無(wú)論是那種控制方式，其對(duì)閘門(mén)的啟閉操作相關(guān)信息都將被跟蹤記錄。自動(dòng)控制方式根據(jù)地域又可現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)程控制兩種。現(xiàn)地操作人員通過(guò)安裝在閘門(mén)啟閉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的控制柜上的操作屏所實(shí)現(xiàn)的對(duì)閘門(mén)的啟閉操作。遠(yuǎn)程控制包括渠首管理站及其通過(guò)后續(xù)工程也可以完善系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)葉管局、塔管局不同用戶(hù)根據(jù)需要通過(guò)閘門(mén)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)的對(duì)閘門(mén)的啟閉操作。
　　（2）數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
　　水閘在正常運(yùn)行過(guò)程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)主要是水閘閘前水位、閘后水位、各孔閘門(mén)的開(kāi)啟高度、閘門(mén)負(fù)荷等，這些數(shù)據(jù)將作為水閘引水流量及引水量計(jì)算的重要依據(jù)。另外，系統(tǒng)還將對(duì)閘門(mén)啟閉機(jī)的機(jī)械荷載、工作電壓、工作電流、工作環(huán)境溫濕度和閘門(mén)啟閉過(guò)程中的相關(guān)設(shè)備工作狀況或狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　　（3）安全保護(hù)
　　1）閘門(mén)啟閉告警，在閘門(mén)啟閉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)以聲、光的形式提醒在現(xiàn)場(chǎng)的工作人員，以免發(fā)生事故；
　　2）電機(jī)過(guò)載保護(hù)，使閘門(mén)啟閉機(jī)電避免由于工作電流過(guò)大而被燒毀的事故；
　　3）限位保護(hù)，保證閘門(mén)啟閉機(jī)在啟閉高度范圍內(nèi)運(yùn)行，避免其超出工作范圍后所發(fā)生的事故；
　　4）機(jī)械荷載保護(hù)，主要針對(duì)閘門(mén)啟閉機(jī)在上升或是下降過(guò)程中有可能發(fā)生的受阻現(xiàn)象而設(shè)置，將受阻信息轉(zhuǎn)換為啟閉機(jī)的機(jī)械荷載數(shù)據(jù)，從而避免對(duì)閘門(mén)啟閉設(shè)備帶來(lái)的損害。
　　5）過(guò)電壓保護(hù)，主要是指系統(tǒng)對(duì)電機(jī)三相供電電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦某一相電壓超出正常工作范圍，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷電機(jī)三相電源，以保證電機(jī)運(yùn)行的安全。
　　6）不間斷電源:在停電情況下仍能給比較重要的設(shè)備供電。
　　3水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)
　　中游渠首對(duì)于流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)泄洪流量、引水流量、上游來(lái)水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能包括：數(shù)據(jù)的接收、處理與顯示，流量計(jì)算，歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)。
　　1）數(shù)據(jù)的接收、處理與顯示
　　葉河中游渠首調(diào)管理站可以實(shí)時(shí)接收從渠首采集到的渠首上下游水位，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、處理，然后在監(jiān)控終端的軟件界面上予以實(shí)時(shí)的顯示，用戶(hù)可根據(jù)這些顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)判斷樞紐工作狀況以及水文狀況，以便及時(shí)做出必要的反應(yīng)；后期工程計(jì)劃可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行再建設(shè)，完成后上級(jí)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)從葉河中游渠首調(diào)管理站提取水文數(shù)據(jù)。
　　2）現(xiàn)地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備如下功能：
　　實(shí)時(shí)采集水位數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送至葉河中游渠首調(diào)管理站；當(dāng)水位發(fā)生變化時(shí)，設(shè)備自動(dòng)采集水位變化值，數(shù)據(jù)自動(dòng)濾波處理后發(fā)送至葉河中游渠首調(diào)管理站。系統(tǒng)進(jìn)行采集、處理并存儲(chǔ)每一個(gè)經(jīng)過(guò)濾波的水位值。具有向葉河中游渠首調(diào)管理站發(fā)送設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)越限報(bào)警信息的功能。可遠(yuǎn)程設(shè)置水位報(bào)警的參數(shù)，具有自診斷自恢復(fù)功能。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)管理、操作簡(jiǎn)單、性能可靠及低功耗，并有防潮濕、防雷電、抗干擾等，所有采集都能夠在無(wú)人值守的條件下長(zhǎng)期連續(xù)正常工作，具有軟件故障自動(dòng)恢復(fù)功能
　　4結(jié)束語(yǔ)
　　葉爾羌河流域中游渠首遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)體現(xiàn)了兩大功能：一是為中游渠首運(yùn)行管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)手段；二是科學(xué)、合理調(diào)度為工程的安全運(yùn)行提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和決策支持功能。
　　在水利工程上實(shí)施綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以達(dá)到“無(wú)人值班”(少人值守)的目標(biāo)，是水利工程現(xiàn)代化運(yùn)行管理的發(fā)展方向，是科技進(jìn)步的標(biāo)志，是水利管理部門(mén)對(duì)工程運(yùn)行管理現(xiàn)代化提出的要求，也是水利工程運(yùn)行管理自身生存和發(fā)展的需要。建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)與其他水利工程運(yùn)行管理部門(mén)和科研單位間的信息交流，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身實(shí)際，因地制宜，力求實(shí)用，避免少走彎路，以提高水利工程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)應(yīng)積極采用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品，為其可靠運(yùn)行及其功能的正常發(fā)揮創(chuàng)造條件，進(jìn)一步提高水利工程的安全運(yùn)行水平。