一、市場需求
節制閘 多為開敞式水閘,由包括閘底板、閘墩、閘門、啟閉設備等的閘室段及上下游連接段組成。利用閘門的啟閉，控制渠道水位及下泄流量。節制閘是橫跨河流或渠道修建的，主要用以控制和調節水位、流量以利引水灌溉、排澇或改善航運條件的水閘。
船閘 由閘室、上下游閘首、閘門、引航道及相應設備組成。利用向兩端有閘門控制的航道內灌水、泄水，以升降水位，使船舶克服航道上的集中水位落差的通航建筑物。船只上行時，先將閘室泄水，待室內水位與下游水位齊平，開啟下游閘門，讓船只進入閘室，隨即關閉下游閘門，向閘室灌水，待閘室水面與上游水位相齊平時，打開上游閘門，船只駛出閘室，進入上游航道，下行時與上述過程相反。船閘是在水位集中跌落的情況下（例如，建造閘、壩處），用以保證通航的水利工程建筑物。船閘須設有專門充水、放水系統及操縱閘門的設備。根據地形以及水位差的大小，船閘可做成單級或多級的。
圖1 多級船閘
目前我國節制閘、船閘等現有控制設備，大多僅停留在控制閘門運行層面上，維護和管理自動化水平低，缺少對運行過程和設備狀態的遠程實時監控功能，加上節制閘、船閘控制的分布距離較遠等特點，使得各個閘門的過程控制與管理信息化之間存在數字鴻溝，無法將信息管理與節制閘、船閘程監控信息緊密結合起來。難以做到信息資源共享，監控和管理的聯動。這種傳統的節制閘、船閘控制運行方式已不能適應現代水利和內河航運發展的需求，因此建設新型的節制閘、船閘自動化網絡監控系統是歷史發展的必然趨勢，是當前一項十分緊迫的任務。
構建節制閘、船閘中心監控SCADA系統的目的是：
實時監測閘門上下游及閘室水位、雨量、流量、閘門開度、閘門啟閉狀態、附屬設備狀態、各設備的三相電壓電流、功率、耗電量、設備運轉故障等信息；通過SCADA系統遙控操作閘門等設備啟閉，節省現場操作所耗費的人力物力，提高工作人員的安全性。
發生事故時現場事故信息實時傳送到監控中心，在SCADA系統中以圖形警示報警、語音報警、視頻報警、短信報警等方式做出提示，使工作人員能夠及時發現事故并做出相應處理。
建立完整的歷史數據庫和報警事件數據庫，對閘門上下游及閘室水位、雨量、流量、閘門開度、閘門啟閉狀態、附屬設備狀態、各設備的三相電壓電流、功率、耗電量、設備運轉故障等信息進行歷史存儲，通過對歷史數據的回放、分析統計為設備維護、事故分析和追憶提供依據。利用歷史數據和歷史報警進行分析，實現事故預警功能。
解決目前大部分節制閘、船閘信息化水平低，設備運行安全問題較突出，運行管理和技術分析受技術條件限制較大的問題，保證泵站更加安全、可靠、經濟地運行。
二、解決方案
1.系統解決要點
a)對現場設備實時可靠的操控
-保證SCADA系統對設備操控的高度正確性與可靠性，操作結果的實時反饋
-通過SCADA系統對設備的操作須對不同權限的操作者分配不同的權限級別
b)實時數據采集的速度、可靠性與數據的完整性
-實現大點數實時數據高速數據采集，實時數據處理與展示，數據展示應具
-有圖形動畫、趨勢、報表等多種可視化途徑
-應保證從現場采集數據的完整和準確，提供可靠的實時數據
c)歷史數據存儲、查詢與分析統計
-按時序存儲水情、閘門及所有附屬設備運行過程數據
-數據存儲應具有高效的存儲壓縮性能
-數據檢索應具備快速的響應速度
-提供快捷的分析工具使操作人員可以方便地完成數據存儲、查詢、分析、統計
-多客戶端并發訪問數據不應影響系統性能
2.解決方案架構圖
圖2 解決方案架構圖
三、產品組合
該方案使用亞控科技軟件產品包括：
-KingSCADA3.0全開發版
-KingSCADA3.0運行版
-KingHistorian3.0
-KingPortal
-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel
四、方案分析
節制閘、船閘SCADA系統解決方案分為三層：第一層為現場控制層，包括現場傳感器、儀表、PLC等硬件設備；第二層設置在中控室，SCADA軟件監控層，包括SCADA系統工程師站和操作員站；第三層設置在閘管所，包括工業數據庫服務器、調度分析工作站、web發布服務器、大屏幕顯示等。
1.在節制閘、船閘SCADA系統中，實現對設備的遠程操控首先要保證實時數據信息的實時性與準確性、操作命令的可靠性，SCADA系統準確無誤的反映出現場實時狀態，才能指導操作員對現場設備進行遠程操控。
為了保證系統采集\控制的可靠性，閘門中控室采用雙機熱備、雙網冗余配置。雙機熱備主從機采用獨立于數據傳輸的冗余探測通道，能夠保證當主機出現異常時，從機會在1秒鐘內代替主機工作。雙網冗余實現SCADA系統與硬件設備兩條物理網絡的鏈接，以防單一網絡系統中網絡出現故障則所有站點癱瘓的弊端，保證通訊鏈路不中斷，為系統的可靠通訊提供保障。
圖3 冗余功能
2.隨著SCADA軟件技術的不斷發展，用戶已不再滿足于監控系統單調的二維圖形與動畫效果。本方案采用的新一代組態軟件KingSCADA，該軟件采用了先進的GDI+繪圖技術，可以將現場的景象以三維效果生動的表現在監控畫面上，讓工作人員體會到身臨其境的效果。KingSCADA軟件開發環境為組態開發人員提供了大量的水利行業精靈圖庫和DEMO，可以大大縮短組態系統開發時間，提高工作效率。
圖4 組態畫面展示
圖5 精靈圖庫
