計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在西渡水閘電站的運(yùn)用

毛良力

摘要：就我國現(xiàn)今的水利行業(yè)來說，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也取得了很大的發(fā)展。并且，現(xiàn)今自動(dòng)化技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。在這種情況下，自動(dòng)化技術(shù)開始在水利行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。在水閘電站中對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行充分利用就是其中一個(gè)具體的例子。在水閘電站中對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行利用，可以對(duì)水閘電站的運(yùn)行情況有個(gè)詳細(xì)的掌握，進(jìn)而保證水閘電站的安全運(yùn)行。本文在結(jié)合具體案例的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水閘電站中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期在今后的水閘電站中的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠更好在其中進(jìn)行應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；水閘電站；運(yùn)用

對(duì)水閘電站來說，要想實(shí)現(xiàn)水閘的自動(dòng)化控制，其中所涉及到的內(nèi)容主要有計(jì)算機(jī)監(jiān)控以及視頻監(jiān)控兩方面。這兩項(xiàng)工作的主要目標(biāo)是對(duì)安全生產(chǎn)進(jìn)行輔助，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作以及對(duì)水閘中使用到的各種設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，從而使得管理人員的勞動(dòng)量以及工作強(qiáng)度得到顯著減輕，并對(duì)水閘電站中出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)，防止出現(xiàn)事故。但就我國很多的水閘電站來說，都存在著無人值班或者缺少必要人員值守的情況，對(duì)于水閘的安全運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響[1]。這個(gè)時(shí)候，為了使得水閘在運(yùn)行時(shí)的安全性，就需要采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的作用對(duì)水閘的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。但是，需要注意的是，很多水利行業(yè)中使用到的監(jiān)控系統(tǒng)都是在低溫、潮濕以及存在一些強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的環(huán)境下使用的，且水閘的地域分布很寬、其中使用到的設(shè)備較多等原因?qū)е聦?duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求更高[2]。這樣的情況下，建立可長(zhǎng)期穩(wěn)定進(jìn)行工作的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為重要。

一、西渡水閘電站的基本情況概述

西渡水閘電站增效擴(kuò)容改造工程位于衡陽縣西渡鎮(zhèn)境內(nèi)。該水閘電站的主要任務(wù)為發(fā)電，主要作用為通過增效擴(kuò)容改造，擴(kuò)大電站裝機(jī)容量，提高發(fā)電效率；充分利用水資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗；提高自動(dòng)化水平，達(dá)到減員增效；消除安全隱患，確保運(yùn)行安全；增加電站發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)；另外可保證農(nóng)業(yè)灌溉用水。該水閘電站的設(shè)計(jì)規(guī)模具體為：西渡水閘電站改造后裝機(jī)容量為1220千瓦。由改造前總裝機(jī)2×125kw、2×160kw+1×125kw+1×75kw增至2×160kw、2×200kw+2×250kw，新增裝機(jī)容量450kw。其中水閘電站的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為西渡水閘電站原設(shè)計(jì)裝機(jī)770kW（2×125kw、2×160kw+1×125kw+1×75kw），年平均發(fā)電量310萬kW·h，改造后裝機(jī)1220kW（2×200kw）舊發(fā)電機(jī)（2×160kw、2×250kw），增加發(fā)電裝機(jī)容量450kW，電站裝機(jī)容量增加58%，年平均發(fā)電量450萬kW·h，年增加發(fā)電量140萬kW·h，年發(fā)電量增長(zhǎng)率45%。

該水閘電站土建部分具體參數(shù)為舊混凝土開挖210立方米；C30砼澆筑264立方米；鋼筋30噸；廠房改造348平方米。使用到的主要機(jī)電設(shè)備有更換水輪機(jī)（ZDTO3-LM- 120+30°）2臺(tái)，發(fā)電機(jī)（SF200- 24/1180）2臺(tái)；改造水輪機(jī)（ZDT03- LML120+30°）4臺(tái)；舊發(fā)電機(jī)（SF160- 24/1180兩臺(tái)）（SF250- 24/1180兩臺(tái)）、更換廠房主變壓器（S11-500/10- 0.4）1臺(tái)，三合一控制6臺(tái)套。

二、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要滿足如下條件：高度冗余的系統(tǒng)、具有良好的實(shí)時(shí)性、可靠性高以及很強(qiáng)的抗干擾能力。另外，還需要具備很靈活的人機(jī)接口，在操作上也以方便快捷為主[3]。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行維護(hù)工作的時(shí)候，也需要保證維護(hù)工作的簡(jiǎn)單性。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水閘電站中的主要作用就是實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門的集中系統(tǒng)監(jiān)控，并采取聯(lián)合或單獨(dú)運(yùn)行的方式對(duì)其進(jìn)行控制[4]。在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中需要對(duì)閘門的開度、荷重、水位以及測(cè)壓管的水位、水流量都需要有個(gè)詳細(xì)的記錄。并且還需要完成供配電裝置的開關(guān)信號(hào)狀態(tài)的采集工作，以及對(duì)水閘電站的運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行相應(yīng)的分析，若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常情況就需要及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

三、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水閘工程中的實(shí)際應(yīng)用

在水閘電站中使用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以使得水閘電站的運(yùn)行自動(dòng)化，減少相關(guān)工作人員的工作量等，實(shí)現(xiàn)水電站的自動(dòng)化運(yùn)行。

（一）中央控制室

在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，中央控制室的作用就像是人體中的大腦，對(duì)這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)起到控制的作用。控制中心的設(shè)備主要有操作員工工作站、視頻工作站以及公用LCU等等。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候使用的主要是光纖以太網(wǎng)，中控室中有兩個(gè)工作站以及公用LCU、現(xiàn)地單元LCU等，其中使用的通信速率都達(dá)到了100M，并通過以太網(wǎng)交換機(jī)對(duì)其進(jìn)行連接[5]。就操作員工工作站來說，其中主要的功能是對(duì)模擬量、開關(guān)量、溫度量以及電氣量進(jìn)行輸入，從而完成相關(guān)的數(shù)據(jù)采集工作以及處理工作。具體功能是執(zhí)行光電隔離、并對(duì)輸入的數(shù)據(jù)有效性以及合理性進(jìn)行相應(yīng)的判斷，并執(zhí)行數(shù)據(jù)量的相關(guān)功能，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)以及進(jìn)行格式化處理。就運(yùn)行監(jiān)控以及事件報(bào)警來說，主要是使得工作人員通過系統(tǒng)中的視頻工作站可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其中所使用到的各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及停運(yùn)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控以及顯示，從而對(duì)水閘電站的運(yùn)行情況有個(gè)很明確的掌握[6]。另外還能對(duì)復(fù)限參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，并對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)顯示、記錄等。就控制調(diào)節(jié)來說，若將在閘門上的控制單元上安裝的選擇開關(guān)設(shè)置為遠(yuǎn)程狀態(tài)的時(shí)候，操作人員就可根據(jù)權(quán)限的設(shè)置狀態(tài)進(jìn)行登錄，從而開展相應(yīng)的操作工作。并通過操作臺(tái)上的顯示器以及鍵盤、鼠標(biāo)等對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的安全有效性。就人機(jī)接口以及數(shù)據(jù)通信來說，畫面顯示的主要是對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置的主要功能進(jìn)行顯示，其中包括水閘全景圖、棒形圖以及電器主接線圖等對(duì)水閘中各種設(shè)備顯示的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行表示，從而給人一種直觀形象的操作效果，并可以讓工作人員對(duì)畫面以及參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整以及修改。

（二）閘門視頻監(jiān)控系統(tǒng)

閘門視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的主要組成有攝像、顯示、傳輸以及控制四個(gè)部門，現(xiàn)場(chǎng)開展的攝像工作主要是由攝像機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行的，其中在機(jī)房的上游一般設(shè)置一臺(tái)室外的一體化球機(jī)從而對(duì)上游的漂浮物、船只情況進(jìn)行監(jiān)視。若其中存在的漂浮物或船只可能對(duì)水閘的運(yùn)行安全產(chǎn)生影響的話，就需要發(fā)出報(bào)警裝置。并對(duì)機(jī)房中設(shè)置的攝像機(jī)進(jìn)行啟閉，從而對(duì)啟閉機(jī)房中的設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行觀察監(jiān)視[7]。設(shè)置該系統(tǒng)的主要功能有：首先，可以對(duì)在監(jiān)視范圍之中的主要設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況進(jìn)行正確清晰的展現(xiàn)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視，提供一定的圖像信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)觀察范圍內(nèi)的所有場(chǎng)景進(jìn)行全方位監(jiān)視。其次，在系統(tǒng)中的控制臺(tái)中需要對(duì)進(jìn)行監(jiān)視的攝像位置進(jìn)行科學(xué)選點(diǎn)，并對(duì)攝像機(jī)的位置進(jìn)行固定，或?qū)ζ湔宫F(xiàn)的圖像進(jìn)行循環(huán)顯示。再次，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)呈現(xiàn)的畫面進(jìn)行相應(yīng)的信息編輯。在監(jiān)控系統(tǒng)中還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻屏，對(duì)于攝像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而對(duì)鏡頭進(jìn)行不斷變化。最后，監(jiān)控系統(tǒng)也存在硬盤刻錄的功能，因此可以對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)拍攝下的圖像進(jìn)行壓縮，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的保存以及再現(xiàn)，對(duì)于監(jiān)控以及管理的相關(guān)需求都可以進(jìn)行滿足。監(jiān)控系統(tǒng)還應(yīng)該與視頻系統(tǒng)進(jìn)行連接通訊，從而使得工作人員對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的一些圖像可直接進(jìn)行觀察。

結(jié)束語：綜上所述，隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水閘電站中也得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)水閘電站的各項(xiàng)工作獲得新的發(fā)展。將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)充分運(yùn)用于水閘電站中，實(shí)現(xiàn)了水閘運(yùn)行的自動(dòng)化控制，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性以及安全性進(jìn)行很大提高，并對(duì)工作人員的工作量以及勞動(dòng)強(qiáng)度都進(jìn)行了降低。在西渡水閘電站中利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制水閘電站的相關(guān)要求，并促進(jìn)水閘電站在這期間取得較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益，保證了西渡水閘電站的運(yùn)行安全性。

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