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一、系统背景
启闭机是重要的水工金属结构设备，其可操作性和稳定性决定了水利水电工程安全。各型启闭机的工作特征为低速重载，使用频率低，部分深孔闸门启闭机使用率接近1-2次/年，与港口机械常年连续使用的工况完全不同。因此套用港机的在线监测方法和思路不适用于水工金属结构启闭设备。
二、系统介绍
我公司研发的启闭机监测系统，与实际水利水电工程紧密结合，监测内容和精度贴合实际运用条件，面向水利水电工程金属结构启闭机设备在线监测领域，提供的服务主要包括以下。
1、固定卷扬式启闭机（简称：固卷）
固卷主要用于操作各类平面检修、事故或快速闸门，水头不高，孔口适宜的条件下，亦用来操作平面工作闸门，部分不需要启闭机提供下压力闭门的弧形工作闸门，也使用固卷操作。固卷主要失效型式是机械传动链损坏，包括：制动器径向跳动超差，连轴器同轴性超差，传动齿轮胶合，齿轮过度磨损，断齿，滚动轴承滚动体压溃，滑动轴承断裂抱死等。针对这些传动系统可能出现的问题，我公司认为对整机主要部位的振动监测是固卷在线监测的重点。传感器布置如下图所示：
当前，启闭机电控柜内一般均设置有较完善的荷载和开度指示装置。我公司不再重复监测，而将重点放在振动监测上。对启闭机传动链的各节点位置设置多个单向加速度传感器，将启闭机运行过程中重点部位的振动值进行采集和存储。启闭机与闸门的振动完全不同，启闭机是自身有激励源的机械振动，通过特定点位的单向加速度值，经过数据处理和变换，可与测得的转速，已知的各级齿轮齿数进行比较，当有明显的周期性和关联性时，可判断该部位的部件有发生损坏的倾向，在完全破坏失效前，提示管理人员进行维修或更换。
我公司还可按客户要求，增设位移传感器，监测安全制动器制动盘端面跳动和轴向窜动。一般来说，卷筒是整机最重的部件，卷筒轴两端的滑动轴承荷载最大，又处于低速运行条件下，润滑不良。制动盘与卷筒刚性连接，监测制动盘的端面跳动既可确保制动器的制动安全性，也可掌握核心部件的工作稳定性；增设减速机高速轴输入端温度监测，针对装配工艺不良，将启闭机连续运行时轴承温升情况纳入监测范围，有助于了解整体工作状况。
2、门机监测
门机一般用于操作发电洞相关金属结构产品和多孔泄水闸共用的平面检修闸门。一般荷载不大，操作频率不高，但由于门机受现场条件制约，一般位于坝顶，如风、雪等活荷载具有一定的不确定性，加之起升机构位于门机顶部，重心偏高，当地震荷载作用时产生鞭梢效应，对门机有较大影响。除起升机构参照固卷设置相应监测手段外，还需对门腿、主梁等结构件监测，原理框图如下所示：
门腿的应力传感器并不是以材料的许用应力限值为目标的结构强度监测，而是通过比较不同门腿应力值的大小，判断门机整体抗倾覆安全性。当两侧门腿应力差值较大时，表明当前门机受强风作用，须检查夹轨器工作状态，必要时增加临时锚锭装置，保证门机抗倾覆安全。
门机为钢结构件和机械传动机构的综合体，整体刚度偏弱；通常水利水电工程水面开阔，坝顶风力强，风向因坝体影响而多变。门腿在风场中可能产生各向的振动，属流固耦合问题，十分复杂。现行门机结构仍然遵循考虑动荷载的静力学设计原则，我公司偏重于整体的动力学特性研究：通过布置于门腿和主梁的三向加速度传感器，采集数据，经处理和数学变换后，尝试与主要构件的模态分析结果进行比较，对门机的动态安全性和稳定性进行预警。
3、液压启闭机
液压启闭机较为精密，自动化程度高，电气保护完善，阀组具有冗余设计。我公司对液压启闭机的在线监测重点在油缸铰轴的工作特性监测，辅以机架结构的应力监测。如下图所示：
通过对油缸铰轴的监测，能及时发现铰轴轴承的隐患，在发生铰轴抱死前，在线监测系统发出示警。
水利水电工程对启闭设备的需求是多样的，其它启闭机型式，如盘香式启闭机、螺杆式启闭机、台车式启闭机等，可依据您的需求，灵活定制监测内容，敬请来电来函垂询，我公司竭诚为您提供监测方案和分析服务。
一、系统概述
四川合睿达群闸联控信息化系统适用于河网、河涌水闸等水利工程设施的综合监控、实现工情、水文水情数据的综合采集和闸门的远程监控、实现河网水闸群的自动控制和智能调度 , 提高河网水闸综合管理的科学化、合理化水平，通过调控实现补水、换水进而改善水环境，满足水利工程防洪、排涝、挡潮要求的同时，确保水资源的合理调度，有效控制内河水位，减轻突发性自然灾害造成的危害。
二、系统特点
1. 基于 GIS 一张图展示，数据查询直观、操作更方便
2. 工程设施信息集中展示，水情、雨情、工情、水质数据综合采集
3. 现场“无人值守、少人值班”，远程集中监控，统一调度
4. 水闸运行数据、状态及现场环境可视化，管控全面
5. 群控调度功能模块化，调度规则按需定制，闸门控制策略制订灵活
三、系统主要功能
1. GIS 综合展示：闸站分布，水位水势信息
2. 水闸监视：运行状态及开度
3. 视频监视：辅助运行操作
4. 预警管理：信息查询、指标设定
5. 群闸联控调度：远程调控、联动控制、方案制订、评价
6. 基础信息管理
7. 综合统计与分析
8. 来水预测
9. 水量水质分析
10. 水量调度
11. 防洪调度
12. 排涝调度
13. 数据服务：支持与水文气象、水质系统对接
四、系统界面
一、系统概述
水质监测系统可应用于水资源循环利用的各个环节，实现对饮用水及生产、生活污水水质的实时连续监测。该系统在及时掌握水源地水质状况、预警重大或突发性水质污染事故、保障饮水安全、控制污水达标排放等方面发挥了重要作用。
二、系统拓扑图
水质监测系统拓扑图
浮漂水质监测
立杆式水质监测
立杆式水质监测
三、系统功能及特点
1、 实时监测水源地及饮用水的水温、溶解氧、pH、电导率、盐度、浊度、蓝绿藻，氨氮离子、余氯等参数，并可扩展其它监测功能。
2 、实时监测排污口及污水处理厂污水的浊度、PH、COD、氨氮离子、溶解氧、重金属离子等参数，并可扩展其它监测功能。
3、水质监测数据超标、水质分析设备故障、现场供电异常时，自动报警。
4、具备监测数据、报警数据的查询、统计、分析功能，可自动生成统计报表和趋势曲线。
5、 具备现场设备的实时监控、远程维护、远程诊断等智能管理功能。
6、可扩展远程拍照或视频实时监控功能。
7、 可集成控制系统，实现对泵、阀或其它设备的就地、远程控制功能。
8、 系统软件支持与其它平台对接，实现多系统联动，以快速应对突发性水污染事件。
四、系统应用产品
五、安装图例
立杆式水质传感器安装
水质浮漂站安装
多参数水质监测站房安装
六、站房控制界面
七、平台展示
一、系统介绍
闸门信息化系统，以“无人值守”为设计原则，为用户提供了一套既可现场对闸门进行控制，也可远程进行闸门启闭的自动化控制系统，该闸控系统可接入渠道水位信号、流量信号，或现场视频信号等，能够将水位、流量、视频画面等与闸控系统集中显示在一个软件画面中，构建成水资源的监控平台，使得远方操作更加可视，达到无人值守、合理调度分配。
二、闸控系统功能
1、实现现场手动、现场自动
现场手动：闸门所在现场设置有闸门电控柜，电控柜设置有闸门控制用的升降停按钮和控制权限切换开关，将控制开关切换到现场手动挡，利用工具实现闸门的现场手动开关。
现场自动：在现场闸门电控柜上设置触摸屏，触摸屏除了显示闸门和水位的实时信息外，还可以通过触摸屏按钮接收信息，在控制开关切换到现场自动控制挡，可以利用触摸屏上的人机界面和内部运行的控制软件实现闸门的现场控制。
2、远程控制
远程控制：现场有现地、远程控制权限切换功能，当现场授权于远程后，管理中心获得控制权限，可以远程控制闸门的开闭，管理中心可以使用监控计算机运行的闸门控制软件远程控制现场闸门。
3、急停控制
无论现场还是远程控制，一旦险情发生，需立即停止闸门运行时，现场控制柜设置急停按钮，以停闸、停电，确保安全。
4、具有运行状态判别，故障多重保护和报警功能
闸门运行过程中，运行状态和信息被实时监控，并被作为闸门运行动作的前提判断条件，防止发生错误动作无法调节，防止设备损坏。当监测到各种信息逻辑不协调，互相矛盾时，则立即停机报警，等待检修。
5、实时采集信息
闸门开度、闸门状态、闸门位移越限开关状态、电机运行参数、等各类实时参数与状态信号。
6、数据通信
闸门终端和管理中心之间依靠4G远程通信进行数据传输，传输数据包括实时采集数据、控制命令数据、故障警报数据等。
三、智能测控一体化闸门
智能测控一体化闸门采用太阳能供电系统供电，配置蓄电池和太阳能电池板，是集测、控于一体的新型闸门。其主要包括五部分：闸门控制器、太阳能供电系统、传感器检测系统、动力传动系统、铝合金材质闸门主体。
测控一体化闸门
1、闸门控制
智能测控一体化闸门的通讯系统支持GPRS、以太网、无线网桥等多种通讯方式，便宜连接调度中心和现场控制点，可以实现远程监测、信息交互。
2、太阳能驱动系统
太阳能驱动系统为整个系统提供能源支持，无需交流配电，既节约能源又有助于环境保护，同时为偏远地区的使用提供了可能。每个闸门都配有两块60W太阳能板和两块65AH的蓄电池，可为整套系统提供不间断电源供给。
3、现地闸门控制
控制柜可由操作人员进行操作。控制柜面板有信息界面和操作界面。信息界面仅限于用户查看设备基础信息使用，操作界面则可以进行闸门的调节，操作界面需密码进入。
操作方式包括：本地控制，远程控制，电气控制，机械控制。其中本地控制与远程控制不能同时进行控制，电气控制与机械控制为应急控制方式。
四、闸门远程控制系统
系统平台是集数据展示、逻辑判定、远程控制、设备侦测、报警通知、视频管理、设备管理、用户管理于一体的多业务处理及应用平台软件。
软件主要功能说明如下：
1、GIS地图展示
2、数据展示：
直观展示站房内各个关键参数的监测数据如：流量、水位、视频信息闸门控制。进入操作页面，也可以通过开度设置，水位设置、流量设置控制闸门的启停。
（1）、闸门位置控制：输入预设的闸门开度设定值，按确认键即可，闸门自行运行到所设闸门开度，开始放水。放水完毕，输入闸门开度值为0，按确认键即可，闸门自行运行到最低点，闸门关闭。
（2）、水位控制：通过所测水位值与闸门的联动，输入预设的水位设定值，按确认键即可，闸门自行开启，开始放水。待水位值达到所设水位值后，闸门自动关闭。
（3）、流量控制：输入预设的流量值设定值，按确认键即可，闸门控制器通过采集的流量值数据，再达到所需流量值后，闸门自动关闭。
3、设备流量监测：
对水位按照（日、月、年）进行报表统计
4、报警管理：
实时侦测各个监测站点设备运行状态，根据侦测结果分析异常原因，生产报警信息如：电源缺相、电流超上限报警、电压超下限报警、电机温度超上限报警、水压不足等，并及时将报警信息推送给用户，方便用户第一时间进行报警原因排查。
5、视频数据实时查，支持App远程控制及数据查看
水位数据查看 闸门app控制
五、测控一体化闸门应用案例
一、背景
随着科技的不断发展，信息化技术已经逐渐渗透到各个领域中，为我们的生活和工作带来了极大的便利。灌区作为农业发展的重要组成部分，其信息化系统的建设也日益受到重视。
二、政策导向
据水利部消息，水利部、国家发改委近日正式印发《“十四五”重大农业节水供水工程实施方案》，明确在“十四五”期间优先推进实施纳入国务院确定的150项重大水利工程建设范围的30处新建大型灌区，优选124处已建大型灌区实施续建配套和现代化改造，中央预算内投资将予以积极支持，同时要求地方统筹加大财政支持力度，创新投融资体制机制，多渠道筹集资金，确保建设资金及时足额到位。方案实施后，预计新建大型灌区可新增有效灌溉面积1500万亩，改善灌溉面积980万亩。
《“十四五”重大农业节水供水工程实施方案》中提出灌区信息化建设，作为灌区建设内容部分的重中之重!
三、建设内容
1、管理云平台
灌区信息化建设，围绕灌区现有水资源、水生态和水灾害等问题， 实现智能感知、自动控制、智能监视、智能管理，进一步提升灌区 现代化管理水平，促进灌区现代化农业的发展。
2、智能感知体系建设
智能感知网络建设以物联感知、航空感知和视频感知为主。主要包括雨情、水情、工情、墒情、水质、工程安全监测，以及智慧水管理系统所需信息。信息采集的布局应覆盖到信息流全过程，并形成闭环，建成全域覆盖的物联感知网。
3、通信网络建设
为保证整个灌区渠系工程的实时监控能力和数据传输效率，支撑渠系防洪、水环境保护、水资源调配信息的正常收集和传递，需建设高效、稳定的传输网络。灌区工程通信方案中从各监测点采集的数据传输至数据备份中心采用“双部署”模式有线+无线灵活部署，实现信息容灾仪器本地存储+云存储功能。
4、数据中心建设
灌区信息化管理系统以数据共享、业务协同为根本出发点，通过数据收集整编、数据接入、汇集(数据标准化处理、标准化接口定制)，整合重构各类水利信息资源，建立互联互通智能融合的大数据中心，实现数据集中采集、集中存储、集中管理、集中使用。
5、综合管理平台
以提高用水效率为核心，以严格的水资源管理制度为保障，该系统通过数据汇集平台监控分析数据、精准测算，为水量调度、精准灌溉、水权交易提供科学的数据基础。同时对各个灌片、不同区县灌溉用水情况纳入灌区信息化管理平台，提供综合监控、决策分析等服务，为灌区管理提供科学管控依据，推动灌区信息化管理的全面建设。
6、智慧灌区一张图
灌区管理“一张图”是以灌区 GIS 地图为蓝本，聚合基础地形图、 行政区图、土地利用现状图、基本农田保护图、水系分布图、防汛 工程分布图、灌溉工程分布图、灌溉面积分布图、水雨工情监测分 布图、水资源红线图、遥感影像图等多源信息的地图，叠加灌区水 资源及工程管理等业务管理系统，构建统一的“地下测、网上控、 平台管”的灌区综合监管“一张图”。
四、系统应用
1、量水监测系统
量水监测站实现对引水、输水、配水、分水点和分界点全过程的水位、流量自动实时监控，为灌区总调度、分中心提供数据支撑，实现水资源优化配置。
2、水雨情监测系统
水雨情监测站主要实现水情、雨情全过程的远程自动采集、定点抓拍，实时记录河道、水库、渠道水位的动态变化过程。通过对监测的水情、雨情数据进行分析，为灌区管理部门提供评估灌区的需水量和来水量的辅助决策依据，实现水量的科学配置。
3、闸门控制系统
闸门监控站对渠道进水闸门、节制闸门或重点支渠、水源的渠首闸门变化情况进行远程控制与管理。根据系统下达的指令，将目标流量或水位远传至闸门控制器，调节闸门的开度，并使渠道的流量或水位达到目标值。减少人工劳动力，主观放水控制的失误率达到对闸门的精准控制，能及时掌握灌区的运行信息，为水资源的优化调配提供依据，减少水资源的浪费，促进灌区综合效益的提高。
4、视频监控系统
视频监控站能将被监控现场的实时视频和数据等信息准确、清晰、快速地传送到管理中心，管理中心通过视频监控系统，能够实时了解和掌握监控现场的实际情况。同时，中心值班人员根据监控现场情况做出反应和处理，因此能有效地管理水利设施的运行情况及其周边现场情况。
5、土壤监测系统
土壤墒情监测站是水循环规律研究、农牧业灌溉、水资源合理利用及抗旱救灾基本信息收集的基础工作。土壤墒情信息主要监测土壤含水量和土壤温度，为灌区信息化系统提供决策依据。
6、气象监测系统
农业气象站主要监测灌区的气温、气压、相对湿度、风向、风速、雨量、光照、土壤温湿度等气象要素，实现对灌区农田小气候的全天候监测。为灌区信息化平台提供系统数据支撑。
五、系统特点
1、构建出统一的“地下测、网上控、平台管”的灌区综合监管 “一张图”。
2、实现动态计划用水，水资源优化配置，实时适量灌水与排水，满足灌区现代化生产需求,提高经济效益。
3、科学灌溉，提高种植水平，保障国家粮食安全和农产品有效供给， 实现灌区可持续发展。
