水利工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障排除方法探究

李斌

摘要：為了提高水利工程控制系統(tǒng)的可持續(xù)工作能力，針對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和排查，提出了一種基于自適應(yīng)算法的解決方案。通過檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障類型，通過稀疏分離的方法，根據(jù)故障的頻譜變化，判斷故障的種類，通過訓(xùn)練樣本，構(gòu)建相應(yīng)的故障矩陣，根據(jù)時(shí)延的變化，實(shí)時(shí)地調(diào)整命令的執(zhí)行次序和時(shí)間，完成故障診斷。同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證所提出的故障診斷方法能夠在實(shí)踐中得到較好的診斷結(jié)果。實(shí)驗(yàn)證明，與常規(guī)的故障診斷方法相比，該方法具有明顯的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：水利工程;控制系統(tǒng);解決方案;判斷故障

引言：水利工程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水利建設(shè)中占有舉足輕重的地位。泵站自動(dòng)化系統(tǒng)涉及到的知識(shí)點(diǎn)比較多，在實(shí)際操作和維修過程中，往往會(huì)給操作和維修帶來一定的困難。針對(duì)這些問題，應(yīng)及時(shí)解決，以降低系統(tǒng)的常見故障，保證系統(tǒng)的正常工作。

1.水利工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要性

電氣自動(dòng)控制技術(shù)是通過采用傳感器、控制器等自動(dòng)控制的方法，對(duì)閘門的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)。通過將該系統(tǒng)的電信號(hào)進(jìn)行采集、加工、發(fā)送至控制臺(tái)，由控制臺(tái)對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將其傳遞給控制裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)閘門的控制。由于采用了電子自動(dòng)化技術(shù)，使人的工作內(nèi)容大為減少，工序簡(jiǎn)單，節(jié)約了大量的人力和物力，大大提高了工作效率。安全、穩(wěn)定是閘門系統(tǒng)的重要組成部分，常規(guī)的閘門系統(tǒng)不能對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，只能在故障發(fā)生后及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理。采用電自動(dòng)化技術(shù)，不僅能迅速地實(shí)現(xiàn)閘門的開閉，而且還能根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定，在發(fā)現(xiàn)有重要資料的情況下，能準(zhǔn)確地判斷出故障的原因和種類，并采取相應(yīng)的措施，避免出現(xiàn)問題。

2.水利工程自動(dòng)化控制管理中存在的不足

當(dāng)前，我國許多小型水利項(xiàng)目的信息化建設(shè)尚未引起足夠的重視，導(dǎo)致其發(fā)展的相對(duì)比較緩慢。信息化建設(shè)的推進(jìn)將促進(jìn)水利事業(yè)的現(xiàn)代化和發(fā)展，從而使有關(guān)的信息資源得到有效的利用和利用。只有加快水利工程信息化建設(shè)，明確其發(fā)展目標(biāo)和方向，才能更好地為水利建設(shè)工作的順利進(jìn)行，規(guī)范化、科學(xué)化的提高水利建設(shè)的工作效率，為管理決策單位提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，使水利工程信息化的效益作用得到有效發(fā)揮。在整個(gè)自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，泵站的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具有較高的可靠性和安全性，以便能夠建立起一個(gè)穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡(luò)，從而能夠?qū)崟r(shí)地了解和監(jiān)測(cè)泵站的運(yùn)行狀況。在大型泵站中，為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，往往采取雙重網(wǎng)絡(luò)措施。在水泵自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，它的可靠性和安全性主要體現(xiàn)在各種電子設(shè)備上，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳感器、自動(dòng)化控制設(shè)備等。

3.水利工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障排除方法

3.1軟件顯示數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象

第一，檢查抽水站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的供電狀況。泵站的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)備眾多，一旦有一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，附近的設(shè)備就不能正常工作。設(shè)備中有沒電的時(shí)候，要先檢查一下線路是否正常，然后打開電源，看看它的供電狀況。第二，檢查泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的通訊轉(zhuǎn)換器。雖然在泵站的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)化器出現(xiàn)故障的可能性很低，但也是重點(diǎn)檢查的一部分。如果系統(tǒng)能正常工作，那就是水泵自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的變換器有問題。反之，如果更換了一個(gè)新的變流器，仍然無法工作，則不會(huì)出現(xiàn)問題。

3.2提取系統(tǒng)初始化故障信號(hào)

針對(duì)水利水電工程自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，首先要對(duì)故障的頻譜進(jìn)行分解，然后通過分解的結(jié)果來檢測(cè)故障的特性，進(jìn)而對(duì)故障的特征進(jìn)行識(shí)別。鑒于供電系統(tǒng)使用的是分布式DC供電，在這種組合方式下，系統(tǒng)的失效信號(hào)可以被視為是漏電流。在此基礎(chǔ)上，本文給出了一種自適應(yīng)的方法，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在傳遞時(shí)，利用傳感元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的故障信息傳送。

3.3加強(qiáng)對(duì)泵站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)

當(dāng)機(jī)電設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員必須立即對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。通過對(duì)泵站的機(jī)械設(shè)備的工作溫度的全面檢測(cè)，可以對(duì)其在特殊工況下的工作狀態(tài)作出準(zhǔn)確的判斷，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)警，使有關(guān)的監(jiān)測(cè)人員及時(shí)進(jìn)行分析、處理。此外，還要加強(qiáng)對(duì)泵站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況的監(jiān)控，重點(diǎn)是設(shè)備的功率傳輸動(dòng)能損失，并對(duì)泵站機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)異常進(jìn)行監(jiān)控，確保機(jī)電設(shè)備的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，并利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)精確地定位出機(jī)械設(shè)備的故障所在。

3.4上位機(jī)泵站自動(dòng)化操作不能進(jìn)行正常的使用

第一，檢查泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行顯示屏，看看電源有無故障或開機(jī)故障，因?yàn)橹鳈C(jī)的自動(dòng)設(shè)備沒有統(tǒng)一的供電線路，所以電源接口比較多。所以，要仔細(xì)地檢查各供電設(shè)備的連接狀況，以確保其滿足相關(guān)規(guī)范要求，并在調(diào)試好切換狀態(tài)后，完成檢修工作。在泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，由于逆變器電源的失效，往往會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作出現(xiàn)不穩(wěn)，因此，要提高逆變器在交流電運(yùn)行中的應(yīng)用，以保證其工作的正常。第二，檢查泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的每一個(gè)連接點(diǎn)的通訊線路，檢查網(wǎng)絡(luò)的連接狀況，檢查網(wǎng)絡(luò)的連接狀況，檢查網(wǎng)絡(luò)上的指示燈。若有網(wǎng)線與指示燈相連，且顯示燈工作時(shí)出現(xiàn)異常，應(yīng)對(duì)網(wǎng)線接頭的觸點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，網(wǎng)線接頭處的觸點(diǎn)接觸不良會(huì)導(dǎo)致通訊網(wǎng)路無法正常傳送。第三，檢查泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制電源、開關(guān)和操作過程，檢查各控制設(shè)備的工作狀況。如果運(yùn)行電源出現(xiàn)故障，則其連接狀態(tài)不佳，將無法進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)配電柜內(nèi)繼電器的開閉情況進(jìn)行了檢測(cè)，以了解其工作狀況。

結(jié)束語

總之，將自動(dòng)控制技術(shù)用于水利建設(shè)是目前的發(fā)展方向。我國應(yīng)該大力發(fā)展水利新技術(shù)，以提高水利建設(shè)的效率，推動(dòng)水利事業(yè)健康發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。水利工程是一項(xiàng)備受社會(huì)重視的重大工程，它在實(shí)現(xiàn)水資源的輸送和蓄水等方面都起著舉足輕重的作用。隨著自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，水利系統(tǒng)的自動(dòng)控制逐漸從手工控制向自動(dòng)控制轉(zhuǎn)變。針對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，采用文中所述的故障診斷方法，能較好地解決故障。因此，可以在今后的水利建設(shè)和發(fā)展計(jì)劃中，適當(dāng)增加相關(guān)方法的運(yùn)用，以改善水庫的整體可持續(xù)運(yùn)行，減少系統(tǒng)失效次數(shù)，保證水利設(shè)施的各項(xiàng)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]高喜永，苗娟，王朋，等.水利工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障排除方法[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019，No.239（09）：146-149.