黄河的水量调度工作关系到沿黄城市生活和工业用水、农业灌溉、下游减淤和生态环境多方面问题,涉及上下游、左右岸、地区之间、部门之间的多方面利益,千头万绪,情况复杂,技术性、实效性和政策性强,工作难度大。然而长期以来,黄河水量的调度管理工作,主要依靠行政手段和传统的调度方法凭经验和估算进行,工作效率低、浪费大、矛盾多。为了实现黄河水资源的合理配置、实施流域水资源的统一管理和调度、确保水资源的可持续利用,黄河水利委员会提出了建设现代化的黄河水量调度远程监控系统、实现数字黄河的要求。而在黄河水量调度远程监控系统中,引黄涵闸现地监控系统占有举足轻重的作用,它是黄河水量调度的关键环节。然而在传统的引黄涵闸监控系统中,监测功能是通过人工观测实现;而控制功能则是采用继电器-接触器,通过人工手动按钮操作从硬件上实现启闸和闭闸的。由于受操作者的主观因素影响,且继电器-接触器的电气触点数量多,控制手段落后,难以达到所期望的控制与调度效果。因此山东省局提出采用以PLC 为核心的自动控制系统对传统手动控制系统进行自动化改造,以便为实现数字黄河奠定基础。本文首先讲述了山东引黄涵闸的背景资料,并对涵闸监控系统自动化改造的必要性和意义进行了较深入的分析,总结出引入PLC、开发完善的PLC 控制软件,实现对涵闸工作现场进行监测和控制,建立实用、可靠、先进、高效的涵闸现地监控系统,实现对涵闸的自动化改造的重大社会与经济意义。在此基础上,进一步分析了PLC 控制软件的开发现状和存在问题,深入讨论了涵闸PLC 控制软件开发的内容和意义;还介绍了PLC 的基本模块和硬件系统配置,分析了PLC 的I/O地址分配和指令系统,并对使用PLC 设计和开发应用系统软件进行了原理分析和深入讨论。在此基础上,针对山东东平湖管理局所属的国那里3 孔引黄涵闸自动化改造工程,分析了涵闸PLC 控制系统的主要功能和总体结构,并采用施耐德公司生产的Momentum 系列PLC 对系统电气回路、控制回路、PLC 回路进行了设计。以硬件架构为前提,进而重点进行了基于Momentum PLC 的山东引黄涵闸控制软件的设计和开发,分析了PLC 对涵闸工作现场各种数据信息的采集和处理机制,编制了状态监测、信息显示、闸门启闭、故障告警等核心子程序,论述了PLC 与Magelis 人机界面的通信原理,最终实现了对涵闸现地监控系统的PLC 自动化改造。最后,通过调试和运行现地监控系统,获得了涵闸工作现场的各种状态监测数据信息,并在此基础上进行了涵闸启闭运行试验。试验结果说明,基于Momentum