摘要：本文簡要介紹了樂灘水電站溢流壩閘門監控系統改造的設計要點，以及如何利用的新增的控制設備實現泄水閘的啟閉要求，并對溢流壩閘門控制流程的簡化進行簡單的探討。
　　關鍵詞：樂灘水電站、溢流壩閘門、控制流程
　　一、工程概況
　　樂灘水電站是紅水河規劃開發的第八個梯級水電站，壩址位于廣西忻城縣紅渡大橋上游3km，距上游已建的百龍灘水電站76.2km。電站裝設4臺軸流轉槳式水輪發電機組，總裝機容量4×150MW。
　　溢流壩閘門共有8孔，均采用固卷機啟閉，其控制柜原為啟閉設備廠家配套提供，由于不能進行遠方操作，不具備開度實時調節功能，自動化程度不高，于2006年進行改造，更換控制柜，并于當年改造完成并投入運行，歷經2007年至今的紅水河多次洪峰的考驗，很好地滿足電站的運行要求。
　　二、溢流壩閘門現地控制單元的組網設計
　　樂灘電站啟閉設備控制系統分為集中控制級和現地單元控制級，集中控制級與現地控制級采用MB+光纖環網通信。集中控制級由一面閘門現地控制單元LCU8組成，布置在溢流壩啟閉機室，可對全廠所有需遠程控制的啟閉設備進行集中監控。通過雙光纖以太網與全廠計算機監控系統進行通信。
　　現地單元控制級包括溢流壩閘門的新控制柜PLC（共8面），PLC采用施耐德公司ModicnTSXQuantumPLC系列，CPU為140CPU11302模塊。采用MB+通信模塊140NOM25200，通過MB+光纖環網的方式與閘門LCU8之間進行連接。考慮到溢流壩閘門PLC的重要性，PLC的少量的信號以硬接點方式送至閘門現地控制單元LCU8，其它監信號均通過通訊方式實現。少量的信號包括PLC裝置本身故障、電源故障和相關啟閉機的運行信號，這樣即使網絡通訊故障，上位機也能采集到該信號，確保可靠性。
　　三、溢流壩閘門現地控制單元主要功能
　　現地控制單元實現的主要功能有，檢測溢流壩閘門設備（如閘門固卷機荷重傳感器、開度傳感器等）有關運行參數，監視閘門設備的運行情況，接受閘門設備的狀態信號，按照預先編制的程序自動或根據運行人員指令手動對各現地設備進行控制，儲存所有實時數據并通過網絡總線上傳至監控主機，實現資源的全系統共享，主要功能如下：
　　電機啟、停控制；電機運行狀態指示；電機故障報警指示；電機運行時間累計；手動/切除/自動控制切換。
　　設備正常情況下，采用自動操作方式。可通過閘門現地控制單元LCU8發出工作門或事故門啟閉操作指令，也通過現地按鈕發出操作指令，完成閘門啟閉操作。現地操作指令和LCU操作指令具有相互閉鎖功能，能有效地防止兩地操作沖突。
　　在設備調試、檢修階段，以及在PLC故障，自動操作失靈的緊急情況下，采用手動操作方式，可實現閘門的啟閉控制。在手動方式下，遠方計算機監控系統操作無效。
　　不論在何種控制方式下，均可通過現地單元上的“緊急停止”按鈕使閘門停止運動，以實現特殊緊急情況下緊急停機。
　　四、溢流壩閘門控制流程的簡化設計
　　溢流壩閘門的開度控制由上位機通過閘門LCU8實現遠程開度，在實際使用中，因涉及到下游流態對電站出力、下游航道口門區通航條件、岸坡安全等方面的綜合問題，導致對溢流壩閘門自動控制的要求很高。根據《廣西紅水河樂灘水電站工程運行設計報告》的要求，實現溢流壩閘門局部開啟泄洪調度運行控制的流程較為復雜，計算機監控系統的數據庫缺乏相關的有依據的程序模型，以現有的數據庫無法精確實現其要求。
　　針對此類運行工況，結合正常溢流壩閘門的開度控制流程，將閘門局部開啟泄洪調度的控制流程的簡化為以下兩種方式，
　　           
　　　　
　　考慮到溢流壩每孔閘門逐次單啟閉的極端運行工況時，其控制流程還可簡化為：
　　
　　           
　　以上三種運行方式可根據實際情況作適當調整，最大限度滿足現場實際運行工況的控制要求，同時要求運行單位技術人員在實際運行時加強巡視記錄，確切掌握下游流態，閘門振動強度與上下游水位、閘門開度、產生問題閘孔號等要素之間的關系，從而制定回避、確保運行安全的具體措施，并在實際使用過程中加以修改完善，形成最終的泄洪調度的操作依據。
　　五、結束語
　　樂灘水電站溢流壩閘門監控系統通過更換控制柜設備，把閘門監控的硬件、軟件、網絡結構、自動化執行元件等重新整合，解決了原溢流壩閘門不能進行遠方操作，不具備開度實時調節功能，自動化程度不高的問題。同時采用以簡化的控制流程為基礎的的溢流壩閘門的啟閉控制，歷經2007年至今的紅水河多次洪峰的考驗，運行情況良好，性能穩定，很好地滿足電站的泄洪調度運行要求，為今后類似的設計提供很好借鑒。