橡膠壩自動(dòng)控制系統(tǒng)建設(shè)的必要性

工程監(jiān)測系統(tǒng)和充排系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制是工程管理的需要，也是科學(xué)發(fā)展的趨勢。特別是主河道上興建的橡膠壩工程，大多分梯級開發(fā)，因河寬壩高可蓄水發(fā)電，可梯級聯(lián)合開發(fā)旅游通航和休閑景觀，因此每級擋水工程除橡膠壩段，還有電站、船閘和泄洪沖沙閘等建筑物。城市河流橡膠壩工程為了美化城市環(huán)境還可設(shè)置亮化工程。為了防洪要求，需根據(jù)預(yù)報(bào)情況，對各梯級壩制定梯級充、塌壩程序聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度。要做好以上工作，理應(yīng)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，確保工程安全運(yùn)行。

自動(dòng)控制運(yùn)行的橡膠壩通常可根據(jù)上、下游水位和袋內(nèi)壓力進(jìn)行自動(dòng)控制與運(yùn)行。通過視頻監(jiān)視系統(tǒng)對橡膠壩壩體和上、下游水面進(jìn)行監(jiān)視。自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)包含系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、水位壓力信號測量、水泵蝶閥自動(dòng)控制、船閘控制、視頻監(jiān)視、亮化控制、通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)傳輸、上位機(jī)監(jiān)控軟件、自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施等項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。上述建設(shè)內(nèi)容實(shí)施后，可在市防汛辦或在管理處（站）辦公樓和控制室都能監(jiān)視監(jiān)控橡膠壩的運(yùn)行，以保證橡膠壩工程安全運(yùn)行。
計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是主要的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，現(xiàn)地控制系統(tǒng)用可編程邏輯控制器(PLC)及其軟件、現(xiàn)地控制柜、蝶閥傳感器、壓力變送器和上、下游水位變送器來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。對于橡膠壩工程，除計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)外，還應(yīng)配以手動(dòng)和機(jī)械控制系統(tǒng)，在緊急情況下，當(dāng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)不能正常工作時(shí)，特別是水位達(dá)到橡膠壩設(shè)計(jì)確定的緊急塌壩水位時(shí)，橡膠壩借助機(jī)械控制系統(tǒng)或用人工操作塌壩行洪。
系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)
1．系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
完善的橡膠壩自控系統(tǒng)應(yīng)分5個(gè)部分：水位壓力自動(dòng)測量系統(tǒng)、水泵蝶閥自動(dòng)控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程亮化控制系統(tǒng)（城區(qū)橡膠壩工程）、視頻監(jiān)視系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)與傳輸系統(tǒng)。以上5部分功能獨(dú)立，但反映在網(wǎng)絡(luò)上又是一個(gè)整體。每級橡膠壩從設(shè)計(jì)的角度，應(yīng)包括以下建設(shè)目標(biāo)。
(1)水位壓力自動(dòng)測量系統(tǒng)。建立上、下游水位測站每測站安裝水位變送器1個(gè)，建立袋內(nèi)壓力測站每測站安裝壓力變送器1個(gè)，可以實(shí)時(shí)測量運(yùn)行管理自動(dòng)控制系統(tǒng)所需的各種參數(shù)，如上、下游水位和袋內(nèi)壓力等，具有限值報(bào)警功能，具有儀表與屏幕顯示功能，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與打印功能。
(2)水泵蝶閥自動(dòng)控制系統(tǒng)。完成水泵韻啟’閉運(yùn)符馬碟澍韻。電（手》動(dòng)控制；可以按照設(shè)定的參數(shù)和控制方案對水泵與蝶閥進(jìn)行百動(dòng)自動(dòng)控制，可以記錄：存儲(chǔ)水泵與蝶閥運(yùn)行的各種參數(shù)和操作信息。按照不同的權(quán)限，遠(yuǎn)程用戶具有相應(yīng)的查詢和控制功能，具有數(shù)據(jù)打印和操作流程打印功能，具有故障報(bào)警功能。
(3)遠(yuǎn)程亮化控制系統(tǒng)。為了展示現(xiàn)代水利工程漂亮的夜景，就有了亮化照明設(shè)計(jì)和安裝。橡膠壩的亮化照明已成為表現(xiàn)水利建筑物的特征與形象，突出其藝術(shù)感必不可少的手段。夜間的橡膠壩景觀照明建設(shè)，是以人為本營造和諧水利，改善人居環(huán)境，提升“現(xiàn)代水利工程”新形象的重要組成部分。同時(shí)，亮化工程也能夠產(chǎn)生較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，以此延長和擴(kuò)大人們夜間活動(dòng)的時(shí)間與空間，拉動(dòng)夜間經(jīng)濟(jì)。在目前就地控制的基礎(chǔ)上，增加遠(yuǎn)程亮化控制功能，可達(dá)到在各管理（站）處辦公樓、管理處、市水利局、市防汛辦直接控制亮化的目的。
(4)視頻監(jiān)視系統(tǒng)。在橡膠壩工程控制室樓頂上布置適當(dāng)?shù)谋O(jiān)視點(diǎn)2個(gè)，安裝攝像機(jī)對工程全景和橡膠壩運(yùn)行進(jìn)行圖像監(jiān)視，并可以對云臺、鏡頭、畫面切換進(jìn)行控制，在市防汛辦或管理（站）處和控制室都能監(jiān)視橡膠壩的運(yùn)行，可以按需要定時(shí)泵像，可以在網(wǎng)上瀏覽實(shí)時(shí)畫面。
(5)網(wǎng)絡(luò)與傳輸系統(tǒng)。可以將現(xiàn)場水泵與蝶閥的運(yùn)行參數(shù)和操作信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂剖液凸芾恚ㄕ荆┨庌k公樓，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；可將現(xiàn)場的水位壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖液凸芾恚ㄕ荆┨庌k公樓，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)測量；可以將現(xiàn)場的視頻圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂剖液凸芾恚ㄕ荆┨庌k公樓或網(wǎng)上，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視。
2.系統(tǒng)建設(shè)任務(wù) ‘
(1)橡膠壩分組充排控制，各具有完全的獨(dú)立性，可分別充排，也可同時(shí)充排；充排的程度和形式取決于用戶的要求和現(xiàn)場的實(shí)際需要。充排需要一定的時(shí)間，所以橡膠壩充排應(yīng)設(shè)置多方案選擇，以便用戶從中優(yōu)選出合適方案。
(2)河道較寬多跨的橡膠壩其控制可分成左岸、右岸兩個(gè)控制室，每個(gè)控制室分別控制多跨壩袋的充排，控制室之間的相互協(xié)調(diào)可通過以太網(wǎng)無線收發(fā)器等形式進(jìn)行通信。同時(shí)在橡膠壩控制系統(tǒng)的主計(jì)算機(jī)上可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁發(fā)布功能，可通過網(wǎng)絡(luò)查詢橡膠壩當(dāng)前的運(yùn)
行狀態(tài)。
(3)由于充排的程度不同，蝶閥的開度控制也要量化標(biāo)定；出于安全運(yùn)行的考慮，充排的程度、上下游水位、橡膠壩袋內(nèi)部的壓力、各監(jiān)測參量都要?jiǎng)討B(tài)顯示、實(shí)時(shí)刷新。同時(shí)系統(tǒng)還需配備預(yù)警功能，以便及時(shí)處理險(xiǎn)情。
(4)橡膠壩的控制環(huán)節(jié)較多，在控制方式上采用連續(xù)監(jiān)測、動(dòng)態(tài)控制，所以在控制方案的技術(shù)設(shè)計(jì)上要在控制設(shè)備上留有備份通道，方便在緊急情況下進(jìn)行通道切換。
(5)橡膠壩的自動(dòng)控制應(yīng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)相結(jié)合，為適應(yīng)全天候的氣候條件，視頻監(jiān)視系統(tǒng)選用一體化攝像機(jī)和燈光照明設(shè)備，還要具備針對景深、光圈、聚焦的三可變功能。