水利作為國民經(jīng)濟的重要行業(yè)近年來發(fā)展迅猛，隨著計算機技術、數(shù)字控制技術、網(wǎng)絡通訊技術的發(fā)展，水工業(yè)自動控制已進入一個全新的時代。水利現(xiàn)代化和智能化建設是提高防治洪澇干旱災害、提高水資源管理決策水平的需要。也是實現(xiàn)資源共享，促進國民經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的需要，其有助于消除了信息孤島，減少了數(shù)據(jù)冗余，提高了信息的可靠性和科學性。

閘門作為水利系統(tǒng)最基層的工程之一在防洪抗災中扮演了重要角色，除了滿足水利部門的用水需求外，在防洪、保護工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)安全以及環(huán)境保護等諸多方面都發(fā)揮了巨大的積極作用。為了進一步發(fā)揮泵站的綜合利用效益，盡可能減少洪澇災害的損失，提高調(diào)度管理的決策水平，紫金橋公司提出以紫金橋軟件為數(shù)據(jù)中樞的閘門監(jiān)控信息系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)構成

閘門監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢測所到達的閘門上、下游水位、閘門荷重、閘門啟閉狀態(tài)與開度、圖像信息自動化采集與傳輸，達到能夠在監(jiān)控中心遠程控制閘門啟閉以及閘門自動控制和系統(tǒng)聯(lián)動；通過實時圖像可以直觀了解閘門的運行工況以及周邊環(huán)境。紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)主要分為系統(tǒng)中央控制室（監(jiān)控中心）和閘門現(xiàn)場監(jiān)控裝置兩部分，監(jiān)控中心由前置數(shù)采機、紫金橋系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺、計算機網(wǎng)絡組成，閘門現(xiàn)場監(jiān)控裝置由圖像部分的攝像頭機位布置、閘門監(jiān)控部件PLC的布置以及信息傳輸通道的建設。現(xiàn)場通過PLC來控制閘門啟閉設備，通過閘門開度儀實時確定閘門的開度，通過閘門荷重儀實時確定閘門荷重，并通過水文水利計算，根據(jù)實測水文資料，自動設定閘門開度，提高自動化控制程度，減少人工誤差。通過設立保護裝置，能對執(zhí)行過程中發(fā)生的意外情況進行及時處理。結合遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人值守閘門自動化控制。

二、閘門監(jiān)控系統(tǒng)的設計原理

閘門監(jiān)控系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性要求都比較高。尤其是在閘門（群）監(jiān)控系統(tǒng)中，各類閘門眾多，閘門操作運行可靠性直接關系到水庫運用的安全和效益的發(fā)揮，在閘門控制系統(tǒng)的設計中充分考慮技術先進性和操作安全可靠性。通常需要采用計算機、可編程邏輯控制器、通信網(wǎng)絡、自動化元件等組成的完整控制系統(tǒng)。

在大型的需要進行遠程監(jiān)控的系統(tǒng)中，由于樞紐的閘門布置比較分散，且距離較遠，為了能夠減輕運行人員的勞動強度和實現(xiàn)電站無人值班，閘門控制系統(tǒng)的設計使得運行人員能夠在閘門控制室對現(xiàn)場各個閘門進行遠方監(jiān)控，同時還能監(jiān)視各閘門的位置以及運行情況，當出現(xiàn)閘門故障時系統(tǒng)能及時報警。系統(tǒng)除了能在遠方進行監(jiān)控外，還能就地對閘門進行控制，以便于現(xiàn)場的調(diào)試、維護和緊急情況處理。

三、系統(tǒng)功能

紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)可通過直觀的流程圖及報表等實時顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過集成多媒體視頻實時觀察現(xiàn)場狀態(tài)，并通過下置控制命令來控制閘門的開關度。

• 流程圖顯示

該系統(tǒng)利用紫金橋組態(tài)軟件（Real-V6.0）的DRAW圖形功能，通過模擬的圖形方式來顯示實際的閘門開關情況，水位狀況。

數(shù)據(jù)采集與處理
這部分功能包括對實時數(shù)據(jù)的采集、進行必要的數(shù)據(jù)預處理并以一定的格式存入紫金橋過程數(shù)據(jù)庫。通常按照信號性質(zhì)的不同把它分分為模擬量、開關量及脈沖數(shù)字量等，其采集及處理方法也各不相同。

• 運行指導

本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對開、停機過程監(jiān)視，當開、停機指令下達后，計算機監(jiān)控系統(tǒng)能以流程圖的形式實時顯示全部開、機的過程中每一步驟及執(zhí)行情況，提示在開、停機過程受阻時部位及其原因，進行開環(huán)運行指導甚至閉環(huán)自動控制操作。另外還可以實現(xiàn)廠用電系統(tǒng)操作指導，系統(tǒng)能判斷某個廠用電斷路器或刀閘在當前是否允許操作并給出相應的標志。

• 權限管理：使用權限密碼設定，按不同級別設定密碼和權限，提高系統(tǒng)運行可靠性和安全性。
• 異常報警及事故追憶
  紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)可對某些參數(shù)以及計算機數(shù)據(jù)進行范圍監(jiān)視，進行趨勢分析，可預先設定其限制范圍，當它們越限或越復限時要作相應的處理。這些處理包括越限報警、越復限時的自動顯示、記錄和打?。粏酉嚓P量分析功能，作故障原因提示。同時當閘門發(fā)生事故時，計算機監(jiān)控系統(tǒng)將立即以中斷方式響應并自動顯示、記錄和打印事故名稱及時間；記錄、顯示和打印相關設備的動作情況；自動推出相關畫面；對事故原因進行分析并提示處理方法；計算機監(jiān)控系統(tǒng)能將發(fā)生的事故及設備的動作情況按其發(fā)生的先后順序記錄下來。
• 故障狀變顯示記錄
  計算機監(jiān)控系統(tǒng)定時掃描查詢各故障信號，一旦發(fā)生故障，故障報警信號將在CRT上以最為醒目的方式即時地顯示出來，以供值班人員查看。
• 趨勢分析判斷
  對閘門啟閉機定子溫度、軸承溫度、電機電流、電壓、功率、主變壓器油溫等進行趨勢分析；對閘門上、下游水位，水閘開啟高度，過閘流量，閘門實時荷重，排澇即時流量等參數(shù)的變化趨勢曲線進行分析，趨勢變化速率超過上、下限值時向各工作站值守人員發(fā)出報警信號。
• 視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)可集成圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可對遠端場景進行傳感成像、信號傳輸、集中監(jiān)視、圖像記錄以及聯(lián)動控制的安全技術防范和管理系統(tǒng)。

紫金橋閘門監(jiān)控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間相互獨立，又有信息相關性，通過設立一個紫金橋中心數(shù)據(jù)庫服務器，把各子系統(tǒng)中的信息經(jīng)過整理、提煉、挖掘后存放到數(shù)據(jù)庫中，減少了信息冗余度，并提高了信息的可靠性和科學性。用基于INTERNET技術開發(fā)Web綜合信息發(fā)布系統(tǒng)，根據(jù)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織成相應的Web頁面發(fā)布信息，可實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)頁面兩部分數(shù)據(jù)的瀏覽。靜態(tài)頁面是一些不變的信息，如工程概況、建筑物布置圖、系統(tǒng)構成圖等，動態(tài)頁面即把服務器中存放的數(shù)據(jù)按照業(yè)務邏輯組織，以數(shù)據(jù)表格、圖形的方式顯示，達到實時、直觀的效果。