自動(dòng)化系統(tǒng)在水閘工程應(yīng)用中的問題與解決方法

申 林，徐 丹

（江都水利工程管理處，江蘇揚(yáng)州225200）

自動(dòng)化系統(tǒng)在水閘工程應(yīng)用中的問題與解決方法

申 林，徐 丹

（江都水利工程管理處，江蘇揚(yáng)州225200）

1 概 述

水閘自動(dòng)化工程是指利用信息技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閘狀態(tài)信息和水閘設(shè)施自動(dòng)控制的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其中既包括閘門、壩體、起重機(jī)等設(shè)備，也包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和相關(guān)的傳感器設(shè)備。水閘自動(dòng)化系統(tǒng)是對(duì)水閘工程實(shí)施管理的一種計(jì)算機(jī)輔助手段。對(duì)于水閘而言，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化不僅僅是能夠?qū)崿F(xiàn)開啟和閉合的自動(dòng)化，還包括能否在需要的時(shí)候自動(dòng)判定是否需要開啟和閉合，以及開合程度。

從當(dāng)前大范圍內(nèi)的泵站、大壩中的閘門工程來看，基本上都建設(shè)有水閘自動(dòng)化系統(tǒng)?？傮w而言，水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，極大提升了水閘的管理水平，也發(fā)揮了水閘的重要作用。在這一過程中，對(duì)于人力資源的需求極大程度下降，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)采輸方便，實(shí)現(xiàn)了少人值守和在線調(diào)度的目的。但是，在自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用過程中，也出現(xiàn)了一些問題，需要引起我們足夠的重視，需要分析其出現(xiàn)的原因并找出解決辦法。

2 存在的問題

2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確

對(duì)于水閘自動(dòng)化系統(tǒng)而言，監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)直接決定著自動(dòng)化系統(tǒng)采取的有關(guān)動(dòng)作指令，如果這些數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，將會(huì)使自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)水閘狀態(tài)錯(cuò)判，然后發(fā)出錯(cuò)誤的指令，使水閘做出錯(cuò)誤的開合動(dòng)作；這樣的自動(dòng)化系統(tǒng)不僅不會(huì)使水閘發(fā)揮正常的功能作用，有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致破壞性的災(zāi)難發(fā)生。在目前的水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用中，出現(xiàn)的這類問題主要是滲壓、水位、閘門開度、閘門負(fù)荷、水體流速流量等方面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于某泵站的水閘，在測(cè)量時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)分別是滲壓192.3kPa、水位15.73m、閘門開度15%、閘門負(fù)荷102t、水體流速為3m／s，流量為1024.74m3／h；但是，此時(shí)的人工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別為滲壓231.4kPa、水位17.22m、閘門開度20%、閘門負(fù)荷97t、水體流速為2.8m／s，流量為1011.35m3／h。從以上數(shù)據(jù)可以看出，二者的每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都存在較大的差異，這樣的誤差數(shù)據(jù)必然會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)在進(jìn)行閘門閉合時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的指令，無法有效調(diào)度水資源。

2.2 功能失效

從對(duì)許多采用自動(dòng)化系統(tǒng)的水閘工程進(jìn)行抽查的結(jié)果來看，許多自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際功能與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)明顯不符，有些甚至根本無法滿足基本的控制功能。

2.3 性能不穩(wěn)定

對(duì)許多泵站水閘系統(tǒng)的抽查來看，存在部分自動(dòng)控制系統(tǒng)在后期已經(jīng)無法使用，維護(hù)人員還是采用人工操作水閘的開合。經(jīng)過詢問，許多現(xiàn)場(chǎng)人員反映，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在初始使用階段都比較順利，也能正常驗(yàn)收；但是在使用一段時(shí)間后，就會(huì)性能不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)不能使用的現(xiàn)象，導(dǎo)致不得不采取人工操作。

2.4 實(shí)用性不強(qiáng)

在水閘自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中，由于許多泵站地理位置偏僻，招聘不到具備較高知識(shí)水平的人員進(jìn)行運(yùn)行管理，而不得已聘請(qǐng)一些知識(shí)水平不高的人員；但是由于操作系統(tǒng)對(duì)于人員知識(shí)水平要求較高，基層人員使用不熟練甚至不會(huì)使用。長(zhǎng)期不使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，就會(huì)在后期使用時(shí)出現(xiàn)系統(tǒng)卡死、無法啟動(dòng)等故障；這樣的問題也導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性較差。

3 原因分析

3.1 水閘自動(dòng)化工程的特殊性

在水閘自動(dòng)化系統(tǒng)中采用的控制技術(shù)，在許多工民建領(lǐng)域都取得了很穩(wěn)定的應(yīng)用成果，但是這些技術(shù)應(yīng)用到水閘工程中就會(huì)出現(xiàn)各種問題，這主要是因?yàn)樗l工程具有一些特殊性：首先是設(shè)備使用的間隙性、單次性、季節(jié)性；其次是設(shè)備運(yùn)行條件一般較差，電壓不穩(wěn)定和通信信號(hào)不穩(wěn)定等；最后是設(shè)備比較分散，維護(hù)工作不到位。

3.2 水閘自動(dòng)化工程建設(shè)質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)格

任何一項(xiàng)工程建設(shè)項(xiàng)目，工程質(zhì)量的把關(guān)，一方面需要依靠監(jiān)理人員，另一方面則需要質(zhì)量檢測(cè)；對(duì)于水閘自動(dòng)化工程而言，這兩個(gè)方面都缺乏。盡管建設(shè)單位委托了監(jiān)理單位進(jìn)行質(zhì)量控制，但是很多水閘工程監(jiān)理單位都缺少專業(yè)技術(shù)人員；而質(zhì)量檢測(cè)方面，自動(dòng)化工程質(zhì)量檢測(cè)工作目前還是一個(gè)空白，工程驗(yàn)收大部分依靠施工單位的自我演示。

3.3 基層使用操作、維護(hù)無法及時(shí)進(jìn)行

對(duì)于水閘工程而言，需要定期進(jìn)行基層使用操作培訓(xùn)和系統(tǒng)維護(hù)工作，但是，許多泵站相關(guān)工作并沒有及時(shí)跟進(jìn)，使得設(shè)備在需要的時(shí)候無法有效使用。

4 解決對(duì)策

4.1 加強(qiáng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理

對(duì)于水閘工程自動(dòng)化過程中存在的問題，首先的解決對(duì)策就是加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行管理。尤其是對(duì)于那些已經(jīng)建成的水閘工程，應(yīng)定期進(jìn)行運(yùn)行情況跟蹤，并把跟蹤結(jié)果整理成有效的報(bào)告文件，將結(jié)果反饋到工程的建設(shè)方、施工方、設(shè)計(jì)方以及相關(guān)的管理部門，便于對(duì)相關(guān)問題的根源查找及問題的解決。

4.2 在建設(shè)過程中實(shí)行質(zhì)量檢測(cè)制度

對(duì)于水閘自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)工程，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建設(shè)過程中的質(zhì)量檢測(cè)，這是保證后期工程發(fā)揮重要作用的基礎(chǔ)。對(duì)此，可以采取增加第三方檢測(cè)公司的環(huán)節(jié)。對(duì)于設(shè)備的質(zhì)量、安裝效果、數(shù)據(jù)采輸質(zhì)量，一切采用檢測(cè)結(jié)果說明問題，以第三方的檢測(cè)結(jié)果作為工程款項(xiàng)支付的主要依據(jù)之一；同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)第三方檢測(cè)公司的監(jiān)督。

4.3 加強(qiáng)崗位培訓(xùn)和資格考核

對(duì)水閘自動(dòng)化控制系統(tǒng)的直接使用人員進(jìn)行自動(dòng)化的專項(xiàng)崗位培訓(xùn)，并進(jìn)行資格考核，提升他們理論水平的同時(shí)增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力，并考核操作技能，保證相關(guān)操作和管理人員能夠勝任各自崗位的工作。

5 結(jié) 語

對(duì)于水閘工程而言，采取自動(dòng)化控制技術(shù)能夠極大提升水閘系統(tǒng)發(fā)揮其作用。在實(shí)際的水閘自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用過程中，雖然會(huì)存在一定的問題，但是，只要相關(guān)人員能夠從根本上認(rèn)識(shí)水閘自動(dòng)化的意義和作用，做好自動(dòng)化系統(tǒng)的使用操作與維護(hù)工作，必然會(huì)使水閘工程中自動(dòng)化控制技術(shù)取得較好的應(yīng)用效果。

［1］ 郭 貴．自動(dòng)化系統(tǒng)在水閘工程應(yīng)用中的問題分析及對(duì)策［J］.江淮水利科技，2012（1）：15_24.

［2］ 張利青．水閘工程的安全綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2008.

［3］ 鄭茂海．水閘安全評(píng)價(jià)理論與應(yīng)用研究［D］.濟(jì)南：山東大學(xué)，2010.

［4］ 劉 麗．水閘工程病害及可靠性評(píng)價(jià)方法研究［D］.南京：河海大學(xué)，2004.

責(zé)任編輯 吳 昊

2015－02－03

申 林（1989－），男，助理工程師，主要從事電氣工程自動(dòng)化方面的研究工作。

E_mail：forest9891＠163.com