1、山東黃河共有引黃涵閘63座，大多為涵洞式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)引水能力2423m3/s，設(shè)計(jì)灌溉面積3493萬(wàn)畝。黃河作為山東省的最大客水資源，已成為保障山東省國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展穩(wěn)定的重要支柱。但由于黃河水資源短缺，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水量的急劇增加，加之缺乏有效的管理手段等因素，造成黃河下游河段斷流愈演愈烈。為了改變黃河水資源使用現(xiàn)狀，國(guó)家提出“數(shù)字黃河”工程，加強(qiáng)對(duì)黃河水資源的科學(xué)管理。而“引黃涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”作為“數(shù)字黃河”的基礎(chǔ)工程，是黃

2、河水利調(diào)度和工程信息化管理系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分和核心技術(shù)手段?！昂l現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件部分”是整個(gè)‘引黃涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)’的底層核心，其作用是完成對(duì)引黃涵閘現(xiàn)場(chǎng)啟閉機(jī)的啟閉狀態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使上級(jí)水調(diào)部門(mén)能夠及時(shí)掌握水情，做出快速合理的水調(diào)決策，實(shí)施遠(yuǎn)程水資源調(diào)度。因此，有必要對(duì)涵閘現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)展開(kāi)研究工作。 根據(jù)引黃涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的需要，論文主要完成了以下研究工作： (1)闡述了引

3、黃涵閘的工作任務(wù)以及建設(shè)引黃涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要意義，根據(jù)引黃涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)以及引黃涵閘現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀，分析指出了開(kāi)展引黃涵閘現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的必要性，提出了本課題的研究任務(wù)。 (2)介紹引黃涵閘整體結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，對(duì)涵閘現(xiàn)場(chǎng)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)和螺桿式啟閉機(jī)工作原理進(jìn)行深入分析，針對(duì)引黃涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求以及涵閘啟閉機(jī)工作時(shí)可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題，提出現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所必須采集的被檢參數(shù)。在此基礎(chǔ)上提出基于PLC的監(jiān)測(cè)系

4、統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)開(kāi)度，啟閉機(jī)荷載，閘前、閘后水位，現(xiàn)場(chǎng)溫濕度，電氣設(shè)備狀態(tài)等參數(shù)的采集、傳輸。 (3)針對(duì)各監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行傳感器選型設(shè)計(jì)，完成各傳感器安裝機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。主要工作包括：選擇絕對(duì)編碼器監(jiān)測(cè)閘門(mén)開(kāi)度，并設(shè)計(jì)編碼器安裝機(jī)構(gòu)；分別使用荷重傳感器和拉力傳感器監(jiān)測(cè)啟閉機(jī)荷載情況，并設(shè)計(jì)拉力傳感器安裝機(jī)構(gòu)；選擇超聲波水位計(jì)實(shí)現(xiàn)閘前、閘后水位監(jiān)測(cè)。 (4)分析傳感器數(shù)據(jù)處理算法。 (5)通