汤浦水库闸门自动控制通信系统的优化
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中图分类号 ：Ｔ ６ Ｖ６ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０－０Ｘ（ｏ０ ｏ．０３０ ０８７ １ ２ １）３０４ ． ２
汤浦水库是一 座 以供 水为 主 ，兼有 防洪和改 善水 环境 功能的综合性大型水利工程 ，总库容量 ２３ 亿 ｍ ，正常蓄 ．５ ３
水位 ３ ．５ｍ。溢 洪道 是汤浦水库惟 一的泄洪建筑 ，泄 洪时 ２０
线或无线 的方式 传输 出去 ，电信 号被接 收下来后 ，通过 接
同步技术 要求精度很 高 ；③进 行 “ 数 ”转换 时会带来 量 模／
化误差。
２ 数 字信 号 、模 拟 信 号在 闸 门 自动化 控 制
中的应用
２ １ Ｐ Ｃ 闸门控 制 简介 ． Ｌ
Ｐ 是一种基于工 业 电气 控制 特点 而设 计的 自动化 控 Ｅ Ｉ
・
作者简介：陈
辉 （９３一） １８ ，男 ，助 理 工程 师 ，大 学 本 科 ，
主要从事水 利 自动 化监控 系统研 制工作 。
４ ・ ３
摘
要 ：通信信号作为信息在传输过程 中的载体 ，分 为模 拟信号 与数字信号 ，它们各 有优势 和缺 点。就数
字信号与模拟信号在汤浦水库溢洪道 闸门启闭系统 中的使用 情况 ，详 细探讨其优 缺点 ，并介 绍它们 在 Ｐ 控制 Ｅ Ｉ
闸门启闭 中的应用 。
关键词 ：水 闸；闸门控制 ；模拟信号 ；数 字信 号 ；闸门启 ；Ｐ Ｃ Ｌ
第 ３期 总第 １９ ６ 期 ２ １ 年 ５月 ００
浙 江 水 利 科 技 Ｚ ｅａｇ ｙｒｔ ｈｉ ｈｊｎ ｄｏ ｃｎｃ ｉ Ｈ ｅ ｓ
Ｎｏ． ３ ｒ ｔｌＮ０． １ ９ ｏａ ６
Ｍａ ０１ ｙ２ ０
汤 浦水 库 闸 门 自 动控 制通 信 系 统 硇 优 化
陈 辉 。尉 华军 ，周 志 良 ３２６ ） １３４ （ 江省绍 兴 市汤浦水 库有 限公 司，浙 江 绍 兴 浙
控制 主体 的机 电一体化 设备 ，己成 为机 电控制 的一个发 展
趋势 。
２． 数 字信 号、模 拟信 号在 Ｐ ｃ 闸门控 制中运用 ２ Ｌ
基于 ＰＥ的汤浦水库 溢洪 道 闸门控 制系统硬 件框架 见 Ｉ
图 １ 。
Ｐ 在 自动控制 系统 中应 完成 以下任 务 ：采集 溢洪 道 Ｅ Ｉ 闸门启闭设备 有关 信号 ，包 括 闸门开 度信号 、状 态信号 及 其它油泵 、上 游水位 等信 号 ；根据 优化原 理 ，控制 阀 门和 油泵 的启 停 ；若外 界 出现故 障 ，Ｐ Ｅ接 通报 警装 置等 ，详 Ｉ
号主要用于通 信等 各个 领域 ，在 数字通信 系统 中 ， 拟信 模
号如要进行传输 和交换 ，首先要 让其通 过信源 编码 变成数 字信号 ，也就是对 模 拟信 号进 行 模／ （ ／ ）变换 ，即经 数 ＡＤ
抽样 、量化 、编 码使 之变 成数 字信号 再进行传 播 ，在 接 收
端要将收到 的数字 信号 进行 数／ （ ／ ）变换 ，还原 成模 模 ＤＡ 拟信号 。所 以，总 体来说 ，要对模 拟信 号进行 采样 ，只要 按照一定的规律 （ 常用的是乃奎斯特采 样定律 ） ，可以将采 样信号进行 传 输 到 目的地 进 行恢 复得 到原 始 的模拟 信 号。 这个过 程中 ，人们 对模 拟信 号按 照一定规 律进行 采样 后 的 信号统称为数字信号 。
模式来进行 。通过 对数 字信号 与模 拟信号 优缺点 分析 和现 场使用情况 的表 现 ，采 用模 拟信 号 和数 字信 号 同时 传输 ， 来满足溢洪道闸门启闭系统运行的需要。
优点是 ：①抗 干扰 的能力 特别 强 ；②可 构建综 合数 字
通信 网；③数字信 号便于存 储 ；④ 数字信 号还便 于加密 和
缺点是 ：①保 密性差 。模 拟通 信 ，尤其 是微 波通信 和
有线明线通信 ，很容 易被窃 听 ，只要 收到模拟 信号 ，就 容
易得到通信 内容 ；②抗 干 扰能 力弱 。电信号 沿线路 传输 过 程 中，会受到外界 的和通 信系 统 内部的各 种噪声 干扰 ，噪 声和信号混合 后难 以分开 ，从 而使 通信质 量下降 。线路 越
纠错 ，具有较强的保密性和可靠性。 缺点是 ：① 占用频 带较宽 ；②技 术要 求复 杂 ，尤其 是
１ 模拟信号 、数字信号概述
１ １ 模 拟信 号 、数 字 信号 的概念 ¨ ２ ． －】
在信号传输 过程 中先把 通信信 号 转换成 几乎 与它 “ 一
模一样 ”的波 动的 电信号 （ 因此 叫做 “ 模拟 ” ，再 通过 有 ）
制产品 ，以其 功能强、接 口方便 、编程 简单 、模 块化结构 、 体积小 ，特别是其 自身 的高可 靠性 和适应 工业恶 劣环境 的
能 力 ，在 自动控 制 领 域 中 已得 到 广 泛 应 用 。 以 Ｐ 作 为 其 Ｅ Ｉ
收设备 还原成信 息信 号 ，这种信号称 为模拟信号 。 但 是模拟信 号在 经过 一个 阶段 的发展后 已经无 法满 足 人们 的需求 ，在 这个 时候人 们开 始研究数 字信号 ，数 字信
见 图 ２ 。
１２ 模 拟信 号 、数字 信号 通信 的优缺 点 ．
１ ２ １ 模 拟 信 号 优 缺 ， ．． 最
优点是 ：直 观且 容易实现。
收 稿 日期 ：２ Ｏ—００ Ｏ９１－５
在以往的实际使 用 中 ，闸门开 度信 号 由开度仪采 集数 据后 ，以模拟 （ ０ ４～２ ｍＡ电信号 ）形式 通过 通信线 路传输 到 Ｐ Ｅ，由 Ｐ 处 理后 ，根 据 闸 门的左 右 开 度进 行 启 闭 ， Ｉ Ｅ Ｉ
长 ，噪 声 的 积 累 也 就 越 多 。
１２２ 数 字信 号优 缺 点 ．．
在 闸门启闭系统运行过 程 中有大量 数据需 要通过 各种 方式 传输到 Ｐ Ｃ进行 处理 ，再 由 ＰＥ处 理后反 馈到各 系统 终端 Ｌ Ｉ
设备 ， 在整个传 输过 程 中主要 以Байду номын сангаас拟信 号和数 字信号 ２ 种
汤浦水库是一 座 以供 水为 主 ，兼有 防洪和改 善水 环境 功能的综合性大型水利工程 ，总库容量 ２３ 亿 ｍ ，正常蓄 ．５ ３
水位 ３ ．５ｍ。溢 洪道 是汤浦水库惟 一的泄洪建筑 ，泄 洪时 ２０
线或无线 的方式 传输 出去 ，电信 号被接 收下来后 ，通过 接
同步技术 要求精度很 高 ；③进 行 “ 数 ”转换 时会带来 量 模／
化误差。
２ 数 字信 号 、模 拟 信 号在 闸 门 自动化 控 制
中的应用
２ １ Ｐ Ｃ 闸门控 制 简介 ． Ｌ
Ｐ 是一种基于工 业 电气 控制 特点 而设 计的 自动化 控 Ｅ Ｉ
・
作者简介：陈
辉 （９３一） １８ ，男 ，助 理 工程 师 ，大 学 本 科 ，
主要从事水 利 自动 化监控 系统研 制工作 。
４ ・ ３
摘
要 ：通信信号作为信息在传输过程 中的载体 ，分 为模 拟信号 与数字信号 ，它们各 有优势 和缺 点。就数
字信号与模拟信号在汤浦水库溢洪道 闸门启闭系统 中的使用 情况 ，详 细探讨其优 缺点 ，并介 绍它们 在 Ｐ 控制 Ｅ Ｉ
闸门启闭 中的应用 。
关键词 ：水 闸；闸门控制 ；模拟信号 ；数 字信 号 ；闸门启 ；Ｐ Ｃ Ｌ
第 ３期 总第 １９ ６ 期 ２ １ 年 ５月 ００
浙 江 水 利 科 技 Ｚ ｅａｇ ｙｒｔ ｈｉ ｈｊｎ ｄｏ ｃｎｃ ｉ Ｈ ｅ ｓ
Ｎｏ． ３ ｒ ｔｌＮ０． １ ９ ｏａ ６
Ｍａ ０１ ｙ２ ０
汤 浦水 库 闸 门 自 动控 制通 信 系 统 硇 优 化
陈 辉 。尉 华军 ，周 志 良 ３２６ ） １３４ （ 江省绍 兴 市汤浦水 库有 限公 司，浙 江 绍 兴 浙
控制 主体 的机 电一体化 设备 ，己成 为机 电控制 的一个发 展
趋势 。
２． 数 字信 号、模 拟信 号在 Ｐ ｃ 闸门控 制中运用 ２ Ｌ
基于 ＰＥ的汤浦水库 溢洪 道 闸门控 制系统硬 件框架 见 Ｉ
图 １ 。
Ｐ 在 自动控制 系统 中应 完成 以下任 务 ：采集 溢洪 道 Ｅ Ｉ 闸门启闭设备 有关 信号 ，包 括 闸门开 度信号 、状 态信号 及 其它油泵 、上 游水位 等信 号 ；根据 优化原 理 ，控制 阀 门和 油泵 的启 停 ；若外 界 出现故 障 ，Ｐ Ｅ接 通报 警装 置等 ，详 Ｉ
号主要用于通 信等 各个 领域 ，在 数字通信 系统 中 ， 拟信 模
号如要进行传输 和交换 ，首先要 让其通 过信源 编码 变成数 字信号 ，也就是对 模 拟信 号进 行 模／ （ ／ ）变换 ，即经 数 ＡＤ
抽样 、量化 、编 码使 之变 成数 字信号 再进行传 播 ，在 接 收
端要将收到 的数字 信号 进行 数／ （ ／ ）变换 ，还原 成模 模 ＤＡ 拟信号 。所 以，总 体来说 ，要对模 拟信 号进行 采样 ，只要 按照一定的规律 （ 常用的是乃奎斯特采 样定律 ） ，可以将采 样信号进行 传 输 到 目的地 进 行恢 复得 到原 始 的模拟 信 号。 这个过 程中 ，人们 对模 拟信 号按 照一定规 律进行 采样 后 的 信号统称为数字信号 。
模式来进行 。通过 对数 字信号 与模 拟信号 优缺点 分析 和现 场使用情况 的表 现 ，采 用模 拟信 号 和数 字信 号 同时 传输 ， 来满足溢洪道闸门启闭系统运行的需要。
优点是 ：①抗 干扰 的能力 特别 强 ；②可 构建综 合数 字
通信 网；③数字信 号便于存 储 ；④ 数字信 号还便 于加密 和
缺点是 ：①保 密性差 。模 拟通 信 ，尤其 是微 波通信 和
有线明线通信 ，很容 易被窃 听 ，只要 收到模拟 信号 ，就 容
易得到通信 内容 ；②抗 干 扰能 力弱 。电信号 沿线路 传输 过 程 中，会受到外界 的和通 信系 统 内部的各 种噪声 干扰 ，噪 声和信号混合 后难 以分开 ，从 而使 通信质 量下降 。线路 越
纠错 ，具有较强的保密性和可靠性。 缺点是 ：① 占用频 带较宽 ；②技 术要 求复 杂 ，尤其 是
１ 模拟信号 、数字信号概述
１ １ 模 拟信 号 、数 字 信号 的概念 ¨ ２ ． －】
在信号传输 过程 中先把 通信信 号 转换成 几乎 与它 “ 一
模一样 ”的波 动的 电信号 （ 因此 叫做 “ 模拟 ” ，再 通过 有 ）
制产品 ，以其 功能强、接 口方便 、编程 简单 、模 块化结构 、 体积小 ，特别是其 自身 的高可 靠性 和适应 工业恶 劣环境 的
能 力 ，在 自动控 制 领 域 中 已得 到 广 泛 应 用 。 以 Ｐ 作 为 其 Ｅ Ｉ
收设备 还原成信 息信 号 ，这种信号称 为模拟信号 。 但 是模拟信 号在 经过 一个 阶段 的发展后 已经无 法满 足 人们 的需求 ，在 这个 时候人 们开 始研究数 字信号 ，数 字信
见 图 ２ 。
１２ 模 拟信 号 、数字 信号 通信 的优缺 点 ．
１ ２ １ 模 拟 信 号 优 缺 ， ．． 最
优点是 ：直 观且 容易实现。
收 稿 日期 ：２ Ｏ—００ Ｏ９１－５
在以往的实际使 用 中 ，闸门开 度信 号 由开度仪采 集数 据后 ，以模拟 （ ０ ４～２ ｍＡ电信号 ）形式 通过 通信线 路传输 到 Ｐ Ｅ，由 Ｐ 处 理后 ，根 据 闸 门的左 右 开 度进 行 启 闭 ， Ｉ Ｅ Ｉ
长 ，噪 声 的 积 累 也 就 越 多 。
１２２ 数 字信 号优 缺 点 ．．
在 闸门启闭系统运行过 程 中有大量 数据需 要通过 各种 方式 传输到 Ｐ Ｃ进行 处理 ，再 由 ＰＥ处 理后反 馈到各 系统 终端 Ｌ Ｉ
设备 ， 在整个传 输过 程 中主要 以Байду номын сангаас拟信 号和数 字信号 ２ 种