淺談供水聯(lián)動系統(tǒng)在水庫供水運行中的應(yīng)用

彭永平

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局 烏魯木齊市 830000）

1 聯(lián)動控制系統(tǒng)整體介紹

某平原水庫是北疆供水工程的尾部調(diào)節(jié)水庫，屬大（Ⅱ）型平原水庫，總庫容2.81億m3、正常蓄水位500m，水面面積24.25km2，均質(zhì)土壩全長17.7 km，最大壩高28 m，壩頂高程503 m，放水兼放空涵洞單孔尺寸為3 m×4.8 m，單孔設(shè)計流量25 m3/s。近幾年，隨著水庫周邊工業(yè)園區(qū)的建設(shè)及對供水的需求，陸續(xù)修建了相關(guān)供水配套建筑，上游依靠水庫調(diào)節(jié)，下游依靠放水兼放空涵洞泄水和調(diào)節(jié)水池為用水戶提供水源。

調(diào)節(jié)水池與放水兼放空涵洞末端渠道連接，長100 m，寬 20 m，深（4.7～5.2）m，池頂高程 478.2 m，正常蓄水位478.0 m，最低水位474.8 m。調(diào)節(jié)池設(shè)11根出水管，管徑1 m。

所謂聯(lián)動系統(tǒng)就是要實現(xiàn)水庫出口放水涵洞工作門與供水調(diào)節(jié)池水位的聯(lián)動控制：當(dāng)調(diào)節(jié)池水位低于設(shè)定低限值（水深1.8m）時，放水涵洞工作門自動開啟（設(shè)定開度0.2m）、向調(diào)節(jié)水池注水；當(dāng)調(diào)節(jié)池水位高于設(shè)定高限值（水深4.2 m）時，放水涵洞工作門自動關(guān)閉、停在注水；并對水池水位、閘門開度、出口管道的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)在管理處上位機顯示，并可在出口管理站監(jiān)視工作站顯示。見附圖。

附圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2 聯(lián)動系統(tǒng)各設(shè)備運行情況及相互關(guān)系

2.1 出口管理站

出口管理站安裝現(xiàn)地控制單元，包括MB40 PLC、觸摸屏、聲光報警裝置等設(shè)備，承擔(dān)采集管道流量、前池1#水位、偵聽2#水位的功能，實現(xiàn)和上位機系統(tǒng)的通訊。出口管理站在安裝監(jiān)視工作站后，能實現(xiàn)對聯(lián)動系統(tǒng)所有設(shè)備和數(shù)據(jù)的直接監(jiān)視和管理，配合視頻系統(tǒng)將極大的方便值班運行和管理，保證正常的供水，一旦出現(xiàn)緊急情況能及時響應(yīng)，最大程度地減少損失。

2.2 現(xiàn)地監(jiān)測站

現(xiàn)地控制單元安裝于管道測井內(nèi)，現(xiàn)場環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，比較潮濕，作為現(xiàn)地監(jiān)測站使用，主要包括MB20 PLC，用于實現(xiàn)對管道壓力的現(xiàn)地采集，和出口管理站MB40進行數(shù)據(jù)通訊。

2.3 放空涵控制站

放空涵控制柜裝有SJ-30通訊管理裝置、光纖收發(fā)裝置、聯(lián)動控制切換把手等設(shè)備。

SJ-30通訊管理裝置用于實現(xiàn)和2#水位計通訊，采集2#水位數(shù)據(jù)，并偵聽1#水位，SJ-30和GE PLC 1#串口進行通訊，把采集的數(shù)據(jù)送給PLC；PLC 2#串口和觸摸屏進行通訊；為保證聯(lián)動系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠的投入，并考慮在設(shè)備檢修維護期間的安全運行，增設(shè)聯(lián)動控制切換把手，對聯(lián)動投退、閘門選擇、控制投入方式進行切換。

經(jīng)過測試，聯(lián)動系統(tǒng)目前運行穩(wěn)定、可靠，并接受上位機的控制。

為保證安全運行，避免閘門在聯(lián)動過程中開度儀失靈等情況，增加限位開關(guān)，限位開關(guān)上限高度為能保證在水池水位高限的情況下，退水閘出水和進水保持平衡。

2.4 水位計

水位計安裝于水池水位計測井中，水位計采用壓阻式，通過485線實現(xiàn)和通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。

經(jīng)過試運行至今的觀察，水位計工作穩(wěn)定。但在閘門開門放水過程中水位出現(xiàn)輕微波動，但在可控范圍之間，不影響聯(lián)動系統(tǒng)工作。

3 聯(lián)動系統(tǒng)運行管理

水庫放水涵洞供水聯(lián)動系統(tǒng)運行管理中，放水涵洞閘門是否正常啟閉是聯(lián)動運行中的關(guān)鍵，是調(diào)節(jié)池安全供水的前提。在出口管理站柜體上裝有4個聲光報警裝置，分別用于1#水位越限、2#水位越限、水位差過大、系統(tǒng)異常聲光報警燈。一旦達(dá)到報警水位或出現(xiàn)故障相應(yīng)的報警燈會發(fā)出聲光報警，需要及時分析問題，在問題嚴(yán)重的情況下需要采取應(yīng)急措施，以保證系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。水位越限報警（聲光報警）說明閘門馬上就要和水位進行聯(lián)動，應(yīng)引起足夠重視，需到放空涵閘室現(xiàn)地監(jiān)視，絕對避免無人在閘室而閘門自動開啟、關(guān)閉的現(xiàn)象，因為自動化系統(tǒng)，有很多子系統(tǒng)（電氣控制、液壓系統(tǒng)、閘門、通訊等），一旦有任何細(xì)微的故障（水位采集錯誤、通訊故障、閘門開度故障、液壓系統(tǒng)故障、閘門卡滯等），在自動化執(zhí)行過程中控制流程將會受阻無法實現(xiàn)控制，會出現(xiàn)聯(lián)動失敗導(dǎo)致水池出現(xiàn)危險，如有值班運行人員在場可以立即發(fā)現(xiàn)問題，避免事故。

其次，在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝的兩套壓阻水位計，如出現(xiàn)一套水位計故障或數(shù)據(jù)明顯不準(zhǔn)確，或者兩套水位計讀數(shù)偏差20 cm以上時可選擇無故障或數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的水位計單獨投入聯(lián)動運行。

為確保閘門系統(tǒng)（液壓系統(tǒng)、閘門結(jié)構(gòu)等）設(shè)備可靠穩(wěn)定，調(diào)節(jié)池安全供水，若一孔閘門出現(xiàn)故障（卡滯、檢修）則要把閘門聯(lián)動模式把手及時切換到另外一孔閘門。如PLC不能正常工作，可現(xiàn)地自動或手動控制，通過現(xiàn)地動力柜內(nèi)的繼電器回路進行油泵啟停、閘門啟閉控制。

4 結(jié) 語

聯(lián)動控制系統(tǒng)自2011年5月1日投入運行至今，根據(jù)用水量平均每天啟動聯(lián)運系統(tǒng)5～6次，聯(lián)動共計工作3 000多次，無失敗情況，運行穩(wěn)定、可靠，能根據(jù)調(diào)節(jié)池水位變化準(zhǔn)確執(zhí)行放空涵閘門啟閉動作。

自動化聯(lián)調(diào)系統(tǒng)能有效地提高閘門啟閉系統(tǒng)設(shè)備的可靠性和自動化水平，確保設(shè)備的完好率和可用率，減輕運行人員勞動強度，但不能脫離上崗人員的巡視檢查及管理工作，日常巡檢工作能及時發(fā)現(xiàn)一部分隱患問題并及時排查是聯(lián)動系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的保證，因此需要制定巡檢制度和崗位制度，落實人員職責(zé)，做好檢查記錄，保證聯(lián)動系統(tǒng)的正常運行。