電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的運(yùn)用

李新軍

（東南粵水電投資有限公司，?？?570000）

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，水利工程發(fā)揮著極為重要的作用，其涉及發(fā)電、農(nóng)業(yè)灌溉以及運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域，只有建設(shè)高質(zhì)量的水利工程才能實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的合理分配，有效解決不同地域水資源分配不均這一難題。電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用可以有效提高水利工程的運(yùn)行效率，進(jìn)一步提升水利工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 水利工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

在水利工程中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有十分明顯的可開(kāi)發(fā)性特點(diǎn)，有利于今后系統(tǒng)的功能拓展與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。此外，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有十分清楚的層次和布局的劃分，可以按照不同部位的各種功能進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)，有著較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。在水利工程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要有2 方面的優(yōu)勢(shì)：（1）可以提升水利工程的運(yùn)行效率。當(dāng)前，大部分水利工程引進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)合大量的實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用既可以大幅提升水利工程的生產(chǎn)能力，還可以減少資源消耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程的自動(dòng)化控制管理。在水利工程投入運(yùn)行的過(guò)程中，若其中某些部件發(fā)生故障時(shí)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出警告信息，技術(shù)人員可以通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢查診斷，從而及時(shí)采取維護(hù)措施，確保水利工程中運(yùn)行設(shè)施與設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全地運(yùn)行[1]。（2）可以保障水利工程穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠在最大程度上提升工程的運(yùn)行效率與整體質(zhì)量，減少對(duì)資源的浪費(fèi)，而且在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中融入先進(jìn)的信息與監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠有效防止故障的出現(xiàn)，從而使水利工程高效率、高穩(wěn)定性地運(yùn)行。

3 水利工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方向

3.1 自動(dòng)檢測(cè)

電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用中，要進(jìn)一步提升自動(dòng)化管理水平，應(yīng)當(dāng)對(duì)水利工程中的各類(lèi)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，及時(shí)獲取設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行整理，系統(tǒng)能夠自動(dòng)辨別各個(gè)設(shè)備是否存在異常問(wèn)題。水利工程中用到的設(shè)備種類(lèi)繁多，如機(jī)組、輔助裝置、開(kāi)關(guān)設(shè)備、操控設(shè)備等。這些均是自動(dòng)化檢測(cè)過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，可以從開(kāi)關(guān)機(jī)、轉(zhuǎn)調(diào)等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，對(duì)各類(lèi)水利設(shè)備實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)，從而提升各個(gè)設(shè)備的自動(dòng)化程度，降低其實(shí)際運(yùn)作時(shí)發(fā)生故障的概率，進(jìn)而能夠始終維持穩(wěn)定、安全的運(yùn)作狀態(tài)[2]。另外，電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用可以讓各類(lèi)設(shè)備的節(jié)能、環(huán)保性能大幅增強(qiáng)，從而取得更好的節(jié)能效果。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)作狀態(tài)的把控，并根據(jù)實(shí)際情況做出合理調(diào)整。例如，可使用變頻控制技術(shù)降低設(shè)備運(yùn)作過(guò)程中的能源消耗量，并根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)得出的結(jié)果調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

3.2 設(shè)備智能化控制

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)水利工程進(jìn)行智能化管控，進(jìn)而保證設(shè)備的開(kāi)閉與智能化等流程均可獲得準(zhǔn)確有效的控制，通過(guò)使用最少的人力甚至是無(wú)人操作的形式處理相應(yīng)的管理工作，利用智能化手段對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化操控。具體包括以下方面：

1）設(shè)備操作保護(hù)。在對(duì)相應(yīng)設(shè)備實(shí)行操控前，上位機(jī)會(huì)按照各個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控現(xiàn)地控制單元（Local Control Unit，LCU）收集到的信息實(shí)行邏輯分析，判定此設(shè)備是否具有足夠的操作條件，避免出現(xiàn)人為誤操作的情況。對(duì)于無(wú)法滿(mǎn)足運(yùn)作條件的設(shè)備，操作人員可按照上位機(jī)的提示信息迅速查明緣由，再采取相應(yīng)措施將其條件予以補(bǔ)足，然后將其正式啟動(dòng)。

2）事故警示。如果設(shè)備處于異常運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)借助上位機(jī)顯示屏發(fā)出警示信息以及聲光報(bào)警提示值班人員。此時(shí)，上位機(jī)中的顯示屏?xí)o出對(duì)應(yīng)設(shè)備的故障具體狀況、原因與時(shí)間，并且還會(huì)在打印機(jī)中將此信息打印出來(lái)，再登記在數(shù)據(jù)庫(kù)事故系統(tǒng)中，以便于查詢(xún)與調(diào)取。

3）事故應(yīng)急處理。水利工程出現(xiàn)故障事故后，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以在第一時(shí)間發(fā)覺(jué)并采取相應(yīng)的管控措施，譬如，出現(xiàn)大型安全事故或洪澇災(zāi)害時(shí)，一旦主機(jī)泵出現(xiàn)故障，就會(huì)立刻啟動(dòng)緊急停機(jī)功能，系統(tǒng)可以將工程中的機(jī)組設(shè)備直接斷開(kāi)，同時(shí)，閉合對(duì)應(yīng)的出水門(mén)進(jìn)行截流，避免由于內(nèi)外河水位差太大引起主機(jī)泵發(fā)生逆轉(zhuǎn)、逆流等狀況，將損失控制到最低水平[3]。

3.3 優(yōu)化設(shè)備型號(hào)的選擇與自動(dòng)化設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用，也為人們的日常生活提供了諸多便利，就國(guó)內(nèi)水利工程建設(shè)和運(yùn)用的狀況來(lái)看，電氣自動(dòng)化技術(shù)是目前水利工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。水利工程已經(jīng)逐漸向著自動(dòng)化的方向發(fā)展，工程的運(yùn)行方式也在電氣自動(dòng)化技術(shù)的影響下開(kāi)始轉(zhuǎn)型，許多日常工作內(nèi)容均可用機(jī)器設(shè)備來(lái)替代人工操作，實(shí)行無(wú)人化、自動(dòng)化操作，整體的智能化和自動(dòng)化配件數(shù)量也不斷增加。在水利工程的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，基于對(duì)先進(jìn)科技的運(yùn)用，研發(fā)出了專(zhuān)門(mén)的智能控制系統(tǒng)與保護(hù)裝置等。但是，當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用仍然存在著一些問(wèn)題，譬如，設(shè)備的靈敏度較弱，穩(wěn)定性不夠等，有關(guān)工作應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，做到根據(jù)具體的工程情況選擇最為適宜的設(shè)備型號(hào)，保證發(fā)電機(jī)能夠穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)作。

3.4 應(yīng)用于閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)于水利工程，閥門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)占有極為關(guān)鍵的地位，將會(huì)對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制水平帶來(lái)一定的影響?；趯?duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，能夠使閥門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)和手動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效銜接，在進(jìn)水閘的前端區(qū)域應(yīng)當(dāng)配備控制組，而在出水閘區(qū)域也要配備控制組，通過(guò)對(duì)這2 個(gè)部位的合理管控，能促使水利工程穩(wěn)定、高效地運(yùn)作[4]。在對(duì)各項(xiàng)控制組實(shí)行管理時(shí)，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠進(jìn)行室內(nèi)遠(yuǎn)程操控，可以對(duì)任意機(jī)組的開(kāi)關(guān)進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)換，同時(shí)，安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，接收并完整保存有關(guān)數(shù)據(jù)，出現(xiàn)緊急狀況時(shí)可以及時(shí)發(fā)出警示，還可以對(duì)水輪發(fā)電機(jī)層與開(kāi)關(guān)站周邊的監(jiān)控單元進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握其啟動(dòng)與停止?fàn)顩r，在操作控制界面中把有關(guān)數(shù)據(jù)傳遞至控制系統(tǒng)內(nèi)，保證取得更好的監(jiān)控效果。

4 加強(qiáng)電氣自動(dòng)化在水利工程中應(yīng)用的策略

4.1 市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)

在市場(chǎng)化持續(xù)推進(jìn)的今天，應(yīng)在水利行業(yè)中適當(dāng)引進(jìn)市場(chǎng)機(jī)制，在確保其充分發(fā)揮社會(huì)職能的基礎(chǔ)上，提升其經(jīng)濟(jì)收益，以此投入電氣自動(dòng)化新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用中，為水利工程智能化發(fā)展提供技術(shù)與經(jīng)濟(jì)支持。

4.2 積極推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

由于我國(guó)在水利工程中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)間晚于許多發(fā)達(dá)國(guó)家，專(zhuān)業(yè)人才儲(chǔ)備較為匱乏，從實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，實(shí)行自動(dòng)化變革已然是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而當(dāng)前已有的許多技術(shù)已無(wú)法適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求，所以，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前管理人員的培訓(xùn)，使其盡早掌握各項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)，并不斷創(chuàng)新和優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，充分借助現(xiàn)有資源持續(xù)推進(jìn)水利工程自動(dòng)化水平的提升?？偠灾?，需要根據(jù)當(dāng)下的具體狀況與實(shí)際發(fā)展需求積極推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的運(yùn)用，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)水利事業(yè)獲得質(zhì)的飛躍。

4.3 注重電氣自動(dòng)化應(yīng)用效果的科學(xué)評(píng)估

根據(jù)水利工程的具體狀況與管理需求，為全面提升電氣自動(dòng)化應(yīng)用水平，相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)在工程實(shí)踐中針對(duì)控制技術(shù)的運(yùn)用情況進(jìn)行評(píng)估分析，對(duì)各方面的影響因素進(jìn)行歸納總結(jié)，從而更好地采取措施加以改進(jìn)[5]。此外，還要運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的水利工程的管理情況進(jìn)行詳細(xì)分析，使其管理效果符合預(yù)期設(shè)想，保證對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的合理運(yùn)用。

4.4 重視自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

為保證電氣自動(dòng)化在水利工程中的作用，應(yīng)重視信息技術(shù)和控制理論的綜合運(yùn)用，從而對(duì)實(shí)際控制工作的高效率實(shí)施提供技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)電氣自動(dòng)化的運(yùn)用水平得到全面提高，提供新的工程智能化管理思路，使水利工程建設(shè)與設(shè)備運(yùn)作管控等方面的工作能夠高質(zhì)高效地開(kāi)展。

4.5 提升水利工程技術(shù)人員的綜合水平

為促進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，需要加強(qiáng)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，不斷提高其專(zhuān)業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)與綜合素養(yǎng)，確保其具備足夠的電氣自動(dòng)化的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，熟練運(yùn)用各種操作方式。管理人員還需要根據(jù)工程的具體運(yùn)作狀況創(chuàng)建合理、健全的考核機(jī)制，做到對(duì)人員的優(yōu)選和使用，以此促進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠在水利工程中獲得更好的應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

水利工程的質(zhì)量與人們的日常生活息息相關(guān)，隨著科技水平的不斷提高，將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在水利工程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步提升水利工程運(yùn)行的穩(wěn)定性和效率。在實(shí)際工作中，需要根據(jù)工程實(shí)際加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用研究，保證水利工程的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。