水電站泄洪閘門遠程控制和精度優(yōu)化的探討

陳麗娜

(廣東珠榮工程設計有限公司，廣州 510610)

1 泄洪閘門實現(xiàn)遠程控制的途徑

1.1 電廠側改造

過去水電站采取的是遙控的手段，進行閘門的遠程控制工作。只要是在閘門現(xiàn)地操作柜和電廠的中控室里面，都可以借助遙控的手段，給泄洪閘門下定指令，要求閘門進行開啟、關閉或者停止等動作，缺乏遙調的選項。但是為了能夠有效的提升泄洪閘門的精度，實現(xiàn)集控，電廠可以結合實際情況，增加遙調的手段，將PLC沒電、通訊中斷等情況考慮進去，進行閘門閉鎖，增加遠程控制的精準度。

1.2 集控工作

為了能夠有效的保證水電站泄洪閘門的遠程控制，集控工作需要從下面三個內容進行，包括制度修編、工業(yè)電視系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。在開展計算機監(jiān)控系統(tǒng)工作時，工作人員需要增設四遙信號，分別是遙調、調控、遙信、遙測。將控制畫面添加在監(jiān)控體系之中，與水電站的維修人員進行核對，保證各個信號的精準度。之后工作人員要斷開監(jiān)控和通訊系統(tǒng)的連接，下達相應的指令，檢查信號。然后連接信號，開展遠程控制測試。在開展工業(yè)電視作業(yè)時，水電站需要將每個泄洪閘門和啟機室進行有效監(jiān)控，借助工業(yè)電視系統(tǒng)，進行數(shù)據的傳輸，便于集控中心人員進行查看，實時監(jiān)控泄洪閘門的情況。借助集控中心調度業(yè)務管理體系下達泄洪閘門的調度令，集控水調的值班人員，要仔細填寫泄洪閘門的具體操作信息，然后進行簽發(fā)，按照調度令，開展正常作業(yè)。在完成操作以后，將設備的運行狀態(tài)和操作時間填寫進去。

1.3 泄洪閘門的遠程控制閉鎖條件

只有保證了閉鎖質量，才能夠保障泄洪閘門的操作安全性。要保證閉鎖條件，需要滿足下面的這些特征。

1)遠程控制泄洪閘門；

2)泄洪閘門并沒有開展啟門運行活動；

3)泄洪閘門并沒有開展閉門運行活動；

4)保證泄洪閘門的控制柜PLC的安全運營，沒有故障出現(xiàn)；

5)保證泄洪閘門控制柜的電源；

6)保證PLC的電源；

7)泄洪閘門并沒有完全打開。

只有當以上條件全部得到滿足后，才能夠更加有序的對閘門遠程控制工作[1-3]。

2 閘門實現(xiàn)遠程控制之前存在的問題

泄洪閘門沒有實現(xiàn)遠程控制之前，一旦接收到了閘門操作的指令，工作人員就必須要深入到現(xiàn)場，開展操作工作。這種工作模式，存在著一定的問題：

1)操作工作缺乏及時性。電廠直接操作泄洪閘門，當集控中心下達命令之后，中間有一段時間，需要電廠進行接收和操作，一般保持在30min以上。這一段時間會直接影響到閘門的操作情況，閘門無法在第一時間進行操作和調度；

2)遠程操作的精準度較低。借助遙控令進行操作，導致泄洪閘門無法進行自動閉環(huán)，必須要工作人員結合自己的工作經驗，判斷閘門的開度信號，然后再進行人工停止操作。閘門停止工作后的開度值和目標開度值存在著一定的誤差。閉鎖的缺乏，導致在操作的時候，會產生通訊中斷的情況，導致無法實現(xiàn)閘門的自動停止；人身安全不能夠得到有效的保障。操作泄洪閘門工作一般都在夜間進行，如果在汛期，會有雷雨天氣，天氣狀況非常惡劣，工作人員來回往返于廠房和營地，自身安全無法保障，也加大了工作難度。

如今水電站一般都是采用無人值班的運營模式來開展設計工作。實現(xiàn)泄洪閘門的遠程控制，才能夠促進該運營模式的有序開展。為了能夠有效的提升泄洪閘門運行的可靠性和安全性，工作人員必須要根據現(xiàn)地操作模式，管理水電站的泄洪閘門。同時結合當代科技，探究泄洪閘門的遠程控制工作，從而促進水電站的健康發(fā)展，保障水電站的正常運營。

3 泄洪閘門遠程控制系統(tǒng)

水電站每個閘門的遠程控制原理都是一致的，以如圖一號泄洪閘門為例，進行詳細的闡述。遠程控制原理如下圖所示：

圖1 遠程控制原理圖

遠程控制就是無需人工操作，就可將遠處的信息數(shù)據進行采集和反饋，然后借助計算機下達任務命令，完成工作。對于現(xiàn)場的信息數(shù)據進行遠程采集，然后借助以太網，將數(shù)據信息詳細的傳輸?shù)缴衔粰C操作員站。這個時候，上位機就可以通過表格、圖形、數(shù)字、文字等多種形式，對閘門的實際運行情況進行實時監(jiān)測。工作人員按照權限設置情況，借助人機交互界面，輸出相關的操作命令，開展閘門遠程控制工作。

實踐流程主要包含以下內容：

1)借助上位機，進行控制命令的傳輸，控制命令會下發(fā)到控制柜之中；

2)壩區(qū)的控制柜將命令原封不動的傳輸?shù)揭惶柋砜坠ぷ鏖l門液壓啟閉機控制柜；

3)該控制柜接受命令，傳輸?shù)揭惶柋砜坠ぷ鏖l門液壓啟閉機啟動柜，這樣就能夠完成一號油泵和二號油泵的起落門工作。最終表孔閘門的起落門信號、下滑信號、油泵運行情況等信息，都會直接傳輸?shù)介l門的控制柜之中，并顯示在監(jiān)控上位機里面，工作人員就可以事實監(jiān)控閘門，完成信息的搜集。

除遠程控制之外，還有現(xiàn)地控制模式。這種控制模式可以在閘門控制柜上進行直接操作?，F(xiàn)地控制一般包含了三個內容，主要就是電測傳感器、PLC控制器、閘門動力設備。電磁閥、比例閥、壓力傳感器、油溫傳感器、油缸有桿等自動化元件，組成了現(xiàn)地控制模式。借助上述的自動化元件，可以實現(xiàn)現(xiàn)地信息的有效采集，并將其上傳到的閘門液壓啟閉機控制柜之中，對采集到的數(shù)據信息進行有效處理。之后，對一號表孔閘門液壓啟動柜發(fā)出控制信號，進一步的驅動一號油泵和二號油泵，完成落門和啟門的工作。電磁閥、比例閥、壓力傳感器、油溫傳感器、油缸有桿等元件，一方面是信息采集的重要元件，另一方面也是被控制的元件。借助控制回路接線，和控制柜完成良好的反饋工作，實現(xiàn)現(xiàn)地控制。

4 實現(xiàn)泄洪閘門的遠程控制需要的條件

要實現(xiàn)泄洪閘門的遠程控制，不論是在日常管理還是在科學技術上，都需要滿足相應的條件。只有提升了管理質量，保障技術水平，才能保障遠程控制的質量。

4.1 技術條件

工作人員要在之前遙控的前提下，增加遙調的功能。同時還要加上安全閉鎖條件。這樣的話，能夠保障遠程控制模式并存，主要的運行方式是大既定目標值操作。當工作人員按下遙調鍵時，就能夠有效的增強遠程控制的精準度和靠譜性。不僅如此，為了能夠杜絕通訊中斷，導致遠方停門指令無法順利下達的情況出現(xiàn)，工作人員需要針對實際情況，解決這一問題。只有這樣，才能夠保障閘門工作的順利開展。在泄洪閘門系統(tǒng)之中，設置保護功能。保護功能的設置，主要是為了提升遠程控制的可靠性。對于泄洪閘門的開度機械標尺以及電視攝像頭進行有效完善。不同的閘門孔口都需要安裝相應的工業(yè)電視攝像頭來實現(xiàn)實時監(jiān)控工作，保證工作的精準度。對泄洪閘門安裝開度標尺，在遠程控制的時候，借助攝像頭，全程了解泄洪閘門的實際情況，對比其機械開度和模擬開度情況，從而確保泄洪閘門的工作質量。

4.2 管理條件

為了保障泄洪閘門遠程工作的安全性，必須要明確分工，建立責任制度。不同崗位的工作人員，都需要樹立良好的職業(yè)素養(yǎng)，嚴格規(guī)范個人工作流程，提升工作質量。在日常的工作過程之中，兢兢業(yè)業(yè)，端正態(tài)度，從而促進泄洪閘門遠程控制的精度。為了能夠有效的提升閘門遠程控制質量，單位內部要結合實際情況，制定相應的規(guī)章制度，提升員工的工作規(guī)范性。同時，制定應急措施，應急方案，以便于一旦出現(xiàn)故障，能夠在第一時間進行解決。在日常工作的過程之中，工作人員必須要全面落實規(guī)章制度，認真仔細的開展工作，履行自身義務，提升工作質量。

5 優(yōu)化閘門遠程控制系統(tǒng)的相關策略

要精度優(yōu)化該遠程控制體系，需要從三個角度入手。優(yōu)化操作界面，提升工作質量；優(yōu)化遠程控制體系數(shù)據庫，保證數(shù)據信息的精準度；優(yōu)化PLC程序。

5.1 優(yōu)化閘門遠程控制的操作界面

監(jiān)控上位機壩區(qū)閘門監(jiān)視畫面，就是遠程控制的界面。在操作界面之中，不論是開度設值、反饋值還是顯示值，都是以米為單位?，F(xiàn)地控制則有所不同，其顯示值以毫米為單位。如果想要增強其精度，那么工作人員就應該將閘門的監(jiān)視畫面中開度值單位設置成毫米，這樣就能夠保證其和現(xiàn)地控制單位的統(tǒng)一性。

5.2 優(yōu)化遠程控制系統(tǒng)數(shù)據庫

打開數(shù)據庫，打開壩區(qū)遠程，打開模擬量，找到左表孔閘門開度，修改其模擬量單位，由米改成毫米，高量程改成兩萬。修改以后進行保存。

5.3 優(yōu)化PLC程序

工作人員打開PLC程序，找到status這一點程度，看到一號表孔開度處理部分以后，將其開度增加一千倍，并進行保存。

5.4 分析數(shù)據

在完成修改工作以后，將數(shù)據上傳到上位機上面。修改了數(shù)據庫以后，將數(shù)據上傳到主服務器里面。優(yōu)化了PLC程序以后，將數(shù)據下載到壩區(qū)遠程柜的PLC里面。之后借助中控室上位機進行任務傳達。在開展優(yōu)化工作以后，實現(xiàn)了現(xiàn)地控制柜和操作界面開度單位的統(tǒng)一性。同時，單位精確到毫米，在上位機操作界面中進行顯示。經過優(yōu)化的上位機開度值，數(shù)據偏差降低，有效的促進了遠程控制的精度[4]。

5.5 優(yōu)化調度和效益評價

水電站對防洪調度、發(fā)電調度等進行優(yōu)化研究，有效的提升精細度，構建完善的發(fā)電與防洪優(yōu)化體系、調度規(guī)則、數(shù)學模型、效益評價體系等等，同時還有強有力的技術支撐。通過有效優(yōu)化，落實到各個工作細節(jié)與流程之中，全方位的提升工作質量，保證工作人員的工作積極性，盡可能的減少工作誤差，從而實現(xiàn)水電站的快速發(fā)展[5]。

6 結 語

結合實際情況，優(yōu)化泄洪閘門的遠程控制系統(tǒng)，能夠有效的提升泄洪閘門的控制的精準性，將誤差降低到最小，從而滿足水電站對于泄洪閘門遠程控制的需求。

提升泄洪閘門的可靠性和安全性，保證其精準度，有利于降低人工操作的危險，保障水電站的正常運作。現(xiàn)在我國的水電站都已經推行無人值班的運營模式。在此基礎之上，制定良好的規(guī)章制度，提升工作人員工作質量，優(yōu)化閘門遠控體系，對于水電站的健康可持續(xù)發(fā)展，有著積極的推動作用。