水閘泵站智能化群控系統(tǒng)理念的研究及運(yùn)用分析

吳偉

摘 要：隨著我國綜合國力的快速發(fā)展，水利行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和體制改革上也取得了長足的進(jìn)步，我國水閘泵站的智能化控制系統(tǒng)的理念逐漸被行業(yè)技術(shù)人員所接受，但是還有一部分水利企業(yè)在水閘本站中還使用著單泵閘控制系統(tǒng)，導(dǎo)致行業(yè)管理的整體效率提高受到了嚴(yán)重的阻礙，因此文章將會(huì)對水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的理念進(jìn)行研究和運(yùn)用上的分析，為我國水利行業(yè)的發(fā)展提供意見和建議。

關(guān)鍵詞：水閘泵站；智能化群控系統(tǒng)；技術(shù)研究；運(yùn)用分析

中圖分類號：TV5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0055-02

水閘泵站是我國在環(huán)保、水利以及城市水務(wù)工程中重要

的組成部分，因此在建國以來一直為社會(huì)各界所關(guān)注，為我國抵抗洪水、澇災(zāi)和旱災(zāi)上有著至關(guān)重要的作用，還能為城鎮(zhèn)居民的用水穩(wěn)定以及跨流域系統(tǒng)的調(diào)取水工作奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)優(yōu)質(zhì)的水閘泵站系統(tǒng)可以為我國的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)以及相關(guān)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展帶來不可預(yù)估的積極作用。

我國的水閘泵站始建于二十世紀(jì)中后期，其系統(tǒng)在最初就具備了一定的監(jiān)測和控制能力，但是由于相關(guān)企業(yè)的創(chuàng)新意識不夠，導(dǎo)致了很多目前建成的水閘泵站的系統(tǒng)還停留在單屬性的控制范圍之內(nèi)，即使企業(yè)管理的水域有所增加，而控制系統(tǒng)依然需要工作人員進(jìn)行逐一的調(diào)控，大大降低了水利部門對工程的管理和控制的效率，逐步改善點(diǎn)對點(diǎn)的水閘泵站控制模式，開展水閘泵站的群控系統(tǒng)智能化研究，才能為水利工程的質(zhì)量做出有效的保障。

1 水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的理念分析

目前的水利管理單位往往需要將一個(gè)指令作用在幾個(gè)甚至是幾十個(gè)水閘泵站中，因此點(diǎn)對點(diǎn)式的單泵閘控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日益增長的管理需要了，而且無法保障水閘泵站在有效的時(shí)間內(nèi)做出防汛或者是防洪的反應(yīng)，因此為了加強(qiáng)水閘泵站的管理和控制效率，提高我國水利工程中的科學(xué)技術(shù)水平，研究人員需要針對同一平臺調(diào)動(dòng)多座水閘泵站的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和實(shí)驗(yàn)，該技術(shù)和單泵閘控制系統(tǒng)的研究方向不同，不僅可以實(shí)現(xiàn)一對一的管理模式，還能實(shí)現(xiàn)一對多的泵閘組的管理工作，該技術(shù)也被稱為是智能化的群控系統(tǒng)管理理念，可以將控制系統(tǒng)落實(shí)在不同泵閘上，實(shí)現(xiàn)對不同數(shù)量泵閘組的管理和控制。

與傳統(tǒng)單泵閘技術(shù)不同的是，水閘泵站智能化群控系統(tǒng)可以使用調(diào)度監(jiān)控中心中的一臺或者是幾臺計(jì)算機(jī)，在同一時(shí)間對水利工程中的全部水閘泵站或者是其中的一部分實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理工作，而且調(diào)度管理的指令是在同一時(shí)間發(fā)送的，并非原本的人工手動(dòng)逐條發(fā)送。例如在水閘泵站的調(diào)度中心接到緊急防汛的指令之后，可以立即向所有的水閘泵站發(fā)出緊急運(yùn)行指令，水利工程中的所有水閘泵站也會(huì)同一時(shí)間根據(jù)指令的具體內(nèi)容以及水情和工況的實(shí)際狀態(tài)，將引水閘門關(guān)閉，打開排澇水閘的閥門，對多出的水量進(jìn)行傾瀉。

2 水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)依據(jù)

2.1 調(diào)度指令和模式的合理設(shè)置

為了滿足水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，水利工作人員需要根據(jù)實(shí)際的工程情況對系統(tǒng)的參數(shù)以及調(diào)度系數(shù)進(jìn)行合理的配置。在水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的作用之下，水利工程中的調(diào)動(dòng)指令的水閘泵站參與組都需要接受指令，因此需要技術(shù)人員將合理的調(diào)度模式配置在對應(yīng)的系統(tǒng)中，由于每一處水閘泵站所處的環(huán)境以及擔(dān)任的水利任務(wù)各不相同，因此不同區(qū)域水閘泵站的調(diào)度模式也應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別，水利單位的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)水閘泵站的實(shí)際情況將每一處水閘泵站設(shè)置成不同的調(diào)度模式，例如可以有緊急防洪模式、區(qū)域性資源調(diào)度模式、試車模式以及船閘運(yùn)行模式等，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)對具體情況調(diào)度相應(yīng)水閘泵站的靈活機(jī)制，讓水閘泵站智能化群控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分片式或者是分批式的調(diào)控指令效果，文中列舉的調(diào)度模式都是常見的指令情況，技術(shù)人員還需要根據(jù)水利工程的具體項(xiàng)目和特點(diǎn)，規(guī)劃出適用于實(shí)際情境下的調(diào)度模式。

2.2 系統(tǒng)異常時(shí)的分級處理制度

對于水閘泵站的運(yùn)行管理中心來說，并不是所有的監(jiān)測

信息都會(huì)被反映到工作人員的計(jì)算機(jī)中，一般情況下技術(shù)人

員只會(huì)接收到可能出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)警示，在水閘泵站智能化

群控系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)將本地化的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的存儲和管理，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)不能自行解決的技術(shù)問題時(shí)，就需要智能化群控系統(tǒng)將問題的屬性進(jìn)行歸類，一般情況下會(huì)存在事后處理和立即處理兩個(gè)層次，技術(shù)人員在接收到系統(tǒng)的協(xié)助信息之后可以及時(shí)對水閘泵站出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理，這樣的系統(tǒng)異常分級機(jī)制既能讓技術(shù)人員在了解問題嚴(yán)重性的情況下開展科學(xué)有效的維護(hù)手段，還能提高工作人員的監(jiān)控效率，加強(qiáng)了水閘泵站系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)性，調(diào)度中心的工作人員在接收到較為嚴(yán)重的預(yù)警報(bào)告時(shí)可以直接采取起到數(shù)字預(yù)備方案的形式降低可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，對于可以事后處理的問題則需要技術(shù)人員對具體情況加以確定之后，再通知維修部門做出統(tǒng)一的安排，同時(shí)將系統(tǒng)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化記錄在本地化的管理平臺上。

2.3 無人值守理念的完善和落實(shí)

完善和落實(shí)無人值守的理念就需要水閘泵站的調(diào)度過程中可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的效果，也就是說技術(shù)人員必須應(yīng)用智能化的手段檢測和判別水閘泵站出現(xiàn)的具體問題，才能在保障工程運(yùn)行安全的情況下完成無人值守的理念。除了水閘泵站內(nèi)部的安全運(yùn)行，水域的周圍環(huán)境也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)而有效的監(jiān)測，確保水利工程調(diào)度的安全和穩(wěn)定。啟閉機(jī)制動(dòng)的檢測、擱門器的檢測、鋼絲繩手里以及損傷程度的檢測、電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的檢測和啟動(dòng)設(shè)備振動(dòng)情況的檢測都需要技術(shù)人員制定科學(xué)合理的方案，同時(shí)設(shè)立周期性的維護(hù)方案，確保裝置不會(huì)因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊懸约袄匣膿p傷對水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的調(diào)度產(chǎn)生不利的阻礙。

3 水閘泵站智能化群控系統(tǒng)的運(yùn)用情況

以高梁涇泵閘工程的對智能化群控系統(tǒng)的運(yùn)用為例，高梁涇泵閘位于百花港高梁涇交叉處，設(shè)有10米導(dǎo)軌式平移節(jié)制閘一座，百花港兩岸現(xiàn)造有11座水泵閘，其中2座泵閘?？偪厥以O(shè)在高梁涇泵閘，分控室設(shè)在任其浜泵閘，9座水閘均設(shè)有PLC控制柜連接閘門開度儀、超聲波水位儀、電氣控制柜、監(jiān)控硬盤錄像機(jī)、5臺水位、閘門攝像頭以及1座平移式閘門。其中水閘泵站的智能化群控系統(tǒng)有PLC模塊、計(jì)算機(jī)模塊以及電氣控制模塊組成，電氣模塊會(huì)在接收到PLC命令后，同步實(shí)現(xiàn)電氣操作，實(shí)現(xiàn)了弱電控制強(qiáng)電的功能轉(zhuǎn)換，也為計(jì)算機(jī)控制做好了基礎(chǔ)保障；PLC模塊則是可以設(shè)計(jì)和下載模擬的電氣回路，實(shí)現(xiàn)與電氣回路同樣的功能，還可以控制設(shè)備的啟停，反饋出鏈接設(shè)備整體狀態(tài)、溫度、故障等信號，為計(jì)算機(jī)控制指令的實(shí)現(xiàn)提供了驅(qū)動(dòng)力；計(jì)算機(jī)控制可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令到PLC，由PLC完成所有任務(wù)，但是有些功能是PLC所代替不了的，因此需要由計(jì)算機(jī)軟件編程來完成。該水閘泵站智能化群控系統(tǒng)可以通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)百花港控制片區(qū)的水泵閘啟閉，還可以根據(jù)水閘泵站實(shí)際的水位參數(shù)、時(shí)間參數(shù)、潮汐參數(shù)等情況來開啟預(yù)定方案，還可以讓水閘泵占自動(dòng)化控制系統(tǒng)達(dá)成無人值守的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，水閘泵站智能化群控系統(tǒng)理念應(yīng)當(dāng)是建立在完善的預(yù)案資料之上，水利工程的技術(shù)人員根據(jù)預(yù)案的情況制定對應(yīng)的調(diào)度模式，同時(shí)成立一個(gè)有效的調(diào)度指揮中心，將所有水泵閘的控制、通訊聯(lián)絡(luò)以及視頻監(jiān)控都連接到中心系統(tǒng)中，所有的操作都有指揮中心計(jì)算機(jī)按照事先制定的預(yù)案完成，在系統(tǒng)預(yù)警之后可以根據(jù)級別采取恰當(dāng)?shù)木S護(hù)方式，實(shí)現(xiàn)水閘泵站智能化群控系統(tǒng)穩(wěn)定高效的工作狀態(tài)。

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