中国水利水电第五工程局有限公司 四川成都 610225
摘要：近年来，我国的水电站建设越来越多，在工厂建设中，闸门水电站闸门起重机的应用也越来越广发纳。本文介绍了水电站闸门起重机在控制系统中增设水下可视监视功能并成功应用，表明水下可视监视系统对提高水电站闸门起重机水下作业安全可靠性所具有的优越性，为其他水电站闸门起重机水下作业控制系统的优化提供有效的借鉴。
关键词：水电站；水电站闸门起重机；抓梁；水下作业；可视监视
引言
就当前的具体分析来看，设备利用在工程建设中已经成为了常态，而且随着工程质量的要求提升，设备利用的自动化、智能化成为了设备利用的一大趋势，所以积极的推进水电站闸门起重机的智能化发展十分的必要。其是就水电站闸门起重机的智能化发展来看，比较重要的内容便是进行控制监视系统的构建，因为此系统能够实现水电站闸门起重机的运行监视管理、整体监视管理以及业务箱量查询管理等。所以对水电站闸门起重机控制监视系统做具体的分析和研究现实意义显著。
1国内水电站闸门起重机行业发展现状
工程水电站闸门起重机行业自2003年以来有了一个迅速发展，一方面吸引了大量的国外的制造商，另一方面也充分带动了国内厂家的研发新产品、新工艺的创造热情。履带水电站闸门起重机、全地面水电站闸门起重机等制造工艺都有了长足的进步，诸如“神州第一吊’’的记录几个月就被重新翻新。认真分析水电站闸门起重机行业在近几年来的有关销售数据可以得出行业具有以下的四个显著特点①水电站闸门起重机行业的市场规模具有显著的地域性，水电站闸门起重机在一些经济发达的地区能够持续热销，然而在一些经济落后的地区，则会出现明显的滞销现象，人们的购买力相对而言较弱；②中大吨位的产品增长十分迅速，16吨以上产品均呈现一种较大幅度的增长，从这几年的数据来看，20吨级以上产品的增长幅度更是呈现约100％以上的高速增长；③行业的发展与国家的相关投资政策有着较大的关联性，而且呈现周期性的变化趋势，与国民经济发展有着密切的联系。④用户的不确定性以及分散性，据相关的数据显示，目前国内水电站闸门起重机的私人用户能够达到整体用户总数的70％以上，而且呈现不断增加的发展趋势。随着国家相关发展战略的进一步调整，各项相关惠民措施的落实和到位，以及广大人民群众共谋发展奔小康的愿望愈发强烈，国民的经济建设必将会走向一条快速、健康的发展道路。
2水电站闸门起重机安全监控管理系统的功能要求
系统应具有对水电站闸门起重机械运行状态及故障信息进行实时记录、历史追溯的功能，还应具有故障自诊断和止停控制功能，基本功能包括信息显示、记录与查询、自检与止停、信息统计、视频监视等。1）信息显示显示水电站闸门起重机各机构工作状态、工作参数、故障与报警、操作指令、统计信息；2）记录与查询对上述显示功能中的各信息进行实时记录并可查询和导出；3）自检与止停系统自身发生故障时能报警提醒，检出水电站闸门起重机发生故障或报警时具备止停功能；4）信息统计统计水电站闸门起重机的作业时间、累计工作时间、工作循环、超载次数等；5）视频监视能对水电站闸门起重机的工作区域和危险区域做到实时监控，并将视频数据存储到硬盘保存时间72h以上，方便对监控视频进行实时查看和回放查阅。
3水下监视系统的配置
3.1主机系统
新增1套水下可视监视系统工控机，独立使用1个控制柜，安装于水电站闸门起重机电气室内。主机系统配置研华UNO-3072A工控机，配套安装视频信号处理主机、外围通信接口卡、UPS电源、监控储存硬盘、数据交换机、监控触摸屏、开关电源等设备，实现水电站闸门起重机抓梁各传感器信号、各视频信号等信号的集中处理、储存、通信、显示、调阅等多种管理功能，并与现有门机控制系统PLC之间进行通信，实时读取门机控制系统的有关数据、状态，进行集中管理。
3.2通讯
监控系统PLC与原系统PLC及信号采集模块、智能仪表、总线型编码器、触摸屏等通讯时，要注意双方的通讯协议是否支持，PLC是否需要增加相应的通讯模块。常见的通讯接口有串口（支持自由协议）、Modbus、Profibus-DP、网口（支持Modbus-tcp、TCP-on-ISO、S7等），还要考虑通讯距离与通讯速率是否满足要求、通讯接口是否够用、经济性、难易程度等，例如采用Modbus协议有多个从站轮询时会有明显延时、通讯可能受干扰，要在方案设计阶段考虑好上述问题。
3.3视频系统
水下监视摄像头采用专业监控镜头、CCD传感器、索尼700线主板、新一代阵列LED白光灯和密封外壳防水摄像头，防护等级IP66，潜水深度120m，分辨率（水平中心）为700~1200TVL，有效像素PAL：976H×582V，NTSC：976H×494V，信号制式为PAL/NTSC，最低照度0.01LUX/f1.2，视频输出幅度1.0Vp~p/75Ω，工作温度-20~60℃。视频系统实际程序扫描周期：≤100ms，储存时间：60个工作日；系统连续运行时间：7×24h，平均年故障时间：≤3d，平均故障修复时间：≤10min。视频储存选用海康威视DS7216HW型视频储存录像机，功能齐全，性能稳，支持16路视频输入，1路RCA，录像画质PAL：720×576，NTSC：720×480，回放质量PAL：352×288（CIF），NTSC：352×240（CIF），支持8路同时回放，支持24h全天运行，数据储存不少于168h。主、副司机室触摸屏选用AOC27英寸高分辨率液晶显示器，多比例多画面信号切换，多点触摸操作更流畅。显示屏壁挂于司机室侧面，司机可随手操作显示屏以便监视抓梁在水下的状态。
3.4信息采集
1）开关信号，主要包括门限位、运行连锁、电缆卷筒和制动器等；2）模拟信号，主要包括起重量、起重力矩、风速、幅度、主钩高度、副钩高度、回转角度、倾斜角度、左右安全距离、运行行程和负载提升速度等；3）脉冲量信号，主要是增量型编码器；4）数字信号，主要包括与其他控制器、智能仪表、总线型编码器等通讯的数据。此外，视频监视系统还要采集视频信号。针对水电站闸门起重机原控制系统的不同，需要分别制定相应的信号采集方案。
4水下监视系统的布置和安装
将水下抓梁原位置直接更换新型数字式抓梁就位、穿销位移传感器，更换防水接线盒，根据自动抓梁液压装置以及其他电子附件的控制要求，现场重新布线接线和封装。抓梁随行深水电缆需要在出厂前进行插头接线封装，完成绝缘试验，安装现场直接更换和进行随行同步性调整。数字式抓梁就位、穿销位移传感器的数字信号传输至抓梁防水密封接线盒内，挂入RS485信号总线传输到工控主机，将新系统控制输出信号并入门机控制系统相应保护回路和主、副司机室触摸屏上抓梁抓门实时动作模拟图。
结语
综上所述，水下可视监视系统的投入使用，起重司机可全面、精确掌握抓梁在水下作业的实时状态，避免发生盲目操作，提高了闸门操作的正确性，在出现设备故障等突发状况时，根据视频影像做出准确判断，有针对性地制订解决方案，有效降低水电站闸门起重机水下作业风险。
参考文献：
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