猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

姜 霞

（新疆五家渠市水利管理處，新疆 五家渠831300）

0 引言

猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)是融電子技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、遙感遙控技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一體、實(shí)現(xiàn)大壩安全監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化系統(tǒng)。它能夠快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行大壩安全參數(shù)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集和傳輸，并整編和分析資料，減少人為因素的不確定性，因此對(duì)水庫(kù)的安全運(yùn)行十分必要。

1 猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

猛進(jìn)水庫(kù)采用了南京水利水文自動(dòng)化研究所大壩監(jiān)測(cè)分所的DG－2000型分布式大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)，其由2部分組成，即分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和大壩安全信息管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共設(shè)7個(gè)測(cè)控站、1個(gè)氣象站、6個(gè)監(jiān)測(cè)斷面、2個(gè)豎直位移監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)；大壩安全信息管理系統(tǒng)由管理主機(jī)、信息管理軟件等組成，為系統(tǒng)的管理級(jí)。

猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有垂直位移、滲流壓力、上游水位、滲流量及氣象環(huán)境等，通訊方式為超短波通訊。

2 猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)具有的功能

系統(tǒng)所具備的功能主要包括：數(shù)據(jù)采集功能，即巡測(cè)、選測(cè)和自報(bào)測(cè)量；顯示功能；操作功能；掉電保護(hù)功能；數(shù)據(jù)通信功能；網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能；自檢功能，能對(duì)系統(tǒng)各部位運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自檢、自診斷；配備有工程安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)軟件，該軟件有在線監(jiān)測(cè)、離線分析、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、安全管理等功能；人工輸入數(shù)據(jù)功能；系統(tǒng)備有與便攜式計(jì)算機(jī)或讀數(shù)儀通信的接口，能進(jìn)行人工補(bǔ)測(cè)、比測(cè)以防止資料中斷；數(shù)據(jù)管理功能；報(bào)警功能；備份管理功能；大壩安全文檔管理功能；系統(tǒng)選項(xiàng)配置功能；分析系統(tǒng)接口功能；軟件自動(dòng)升級(jí)功能。

3 猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

3．1 系統(tǒng)運(yùn)行

3．1．1 監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行

（1）每天進(jìn)行一次系統(tǒng)巡視，按自報(bào)方式運(yùn)行。施測(cè)時(shí)間固定不變，一般定為每天上班后0．5h內(nèi)進(jìn)行。

（2）在汛期高水位、特大暴雨后、某些部位出現(xiàn)異常等情況下，加密測(cè)次并采取自動(dòng)控制方式運(yùn)行。

（3）在工控機(jī)上瀏覽本系統(tǒng)巡測(cè)的所有數(shù)據(jù)，檢查數(shù)據(jù)采集情況和數(shù)據(jù)可靠性。個(gè)別數(shù)據(jù)、個(gè)別測(cè)控裝置的部分?jǐn)?shù)據(jù)未能測(cè)得，進(jìn)行第二次系統(tǒng)巡測(cè)或人工補(bǔ)測(cè)，直至測(cè)得全部數(shù)據(jù)為止。同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)自檢，查明缺測(cè)原因，并加以排除。系統(tǒng)自檢不能查明原因，技術(shù)人員要到現(xiàn)場(chǎng)檢查，數(shù)據(jù)雖已檢驗(yàn)合格但本次測(cè)值與上次測(cè)值相比差值超限，要檢查原因，并采取措施。因系統(tǒng)不正常造成，要盡快對(duì)系統(tǒng)中的電纜、設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或修理。因水工建筑物異常造成，要分析近期資料及相關(guān)資料，查明異常原因及嚴(yán)重性，同時(shí)上報(bào)有關(guān)部門(mén)。

（4）電源或通訊因故切斷時(shí)，技術(shù)人員在電源切斷后一周內(nèi)（如測(cè)次增加則允許斷電天數(shù)減少）用筆記本電腦提取暫存在測(cè)控裝置中的數(shù)據(jù)，并及時(shí)輸入工控機(jī)。如電源和通訊在自動(dòng)巡測(cè)第20次以前已恢復(fù)，通過(guò)工控機(jī)提取。

（5）存入工控機(jī)的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均為原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，定期采用以下方式拷貝保存：存入硬盤(pán)；刻錄光盤(pán)；打印裝訂成冊(cè)歸檔，長(zhǎng)期保存。

（6）在信息管理軟件中繼續(xù)處理所有入庫(kù)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步研究變化異常的測(cè)值，通過(guò)相關(guān)物理量的比較分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，確定發(fā)生異常的原因，分別處理，及時(shí)上報(bào)。入庫(kù)監(jiān)測(cè)成果定期歸檔，以防丟失。定期整理分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提取信息，制表繪圖并編寫(xiě)報(bào)告上報(bào)。所有原始實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)全部入庫(kù)。自動(dòng)化系統(tǒng)每半年對(duì)部分或全部測(cè)點(diǎn)進(jìn)行一次人工比測(cè)。定期檢查主要自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)施，汛前、汛后各進(jìn)行一次全面檢查。校正系統(tǒng)時(shí)鐘。系統(tǒng)配置足夠的備品備件。

3．1．2 人工比測(cè)和巡視檢查

（1）人工比測(cè)的目的是檢查自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的正確性。

（2）人工比測(cè)與自動(dòng)化巡測(cè)同步，在當(dāng)次自動(dòng)化系統(tǒng)巡測(cè)后的0．5h內(nèi)進(jìn)行。

（3）巡視檢查目的是檢查水工建筑物是否出現(xiàn)異常，用以彌補(bǔ)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的不足，運(yùn)行管理小組要有一人參加。

（4）運(yùn)行小組對(duì)人工比測(cè)數(shù)據(jù)和巡視檢查信息進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)誤后輸入信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3．2 系統(tǒng)維護(hù)

（1）監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)定期進(jìn)行，目的是保證系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，避免或減少故障，從而保證大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)、可靠。

（2）根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間確定不同的維護(hù)周期，試運(yùn)行期結(jié)束后，正式運(yùn)行初期2年內(nèi)，每個(gè)月進(jìn)行一次系統(tǒng)維護(hù)。正式運(yùn)行第3～7年，每季度維護(hù)一次，對(duì)于故障率較高的少數(shù)儀器設(shè)備局部加密維護(hù)次數(shù)。正式運(yùn)行第8年根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況、儀器設(shè)備實(shí)際老化狀態(tài)確定維護(hù)周期。

（3）定期維護(hù)按如下步驟進(jìn)行：由機(jī)房到壩頂及輸電線路，按確定的巡視路線對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)測(cè)儀器及其配套裝置、測(cè)壓管管口保護(hù)、壓力式水位計(jì)、測(cè)控裝置、防雷器、無(wú)線電、電源電纜、工控機(jī)、計(jì)算機(jī)外設(shè)／通訊設(shè)備及接口、電源消防設(shè)備等逐一進(jìn)行檢查，記錄以上各環(huán)節(jié)的異常或損壞并及時(shí)處理。測(cè)控裝置內(nèi)的蓄電池是易耗品，2～3年要更換一次。便攜式小儀表每次完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后應(yīng)立即充電24h，若較長(zhǎng)時(shí)間不用，則每月應(yīng)充電24h。

4 猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)常見(jiàn)故障的維修

4．1 鋼弦式儀器的維修

當(dāng)鋼弦式儀器損壞時(shí)，如儀器埋設(shè)在壩體內(nèi)部，只能報(bào)損或重新埋設(shè)。若儀器安裝在測(cè)壓孔內(nèi)，可更換新儀器，重新進(jìn)行率定，再接入自動(dòng)化系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)采集軟件和信息管理軟件中對(duì)該儀器設(shè)置作相應(yīng)的修改。若儀器的線路斷則找到斷頭重新接或更換接線。

4．2 便攜式小儀表的維修

便攜式小儀表有3種類型，如無(wú)顯示，可能小儀表蓄電池已壞，更換蓄電池。如開(kāi)機(jī)正常無(wú)法測(cè)量，交與施工單位維修。

4．3 測(cè)控裝置的維修

測(cè)控裝置出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)輸出儀器故障類型，應(yīng)根據(jù)顯示屏上顯示的故障種類及時(shí)進(jìn)行排除。以下是幾種常見(jiàn)的故障現(xiàn)象及處理方法：

（1）若某個(gè)模塊的個(gè)別測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)故障，可先檢查該測(cè)點(diǎn)儀器是否正常；若儀器正常，可能是該通道上的防雷器或線路有問(wèn)題，可更換防雷器或檢查線路是否斷，并做相應(yīng)處理；若有空余通道，也可更換通道進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)在數(shù)據(jù)采集軟件和信息管理軟件中對(duì)該儀器設(shè)置作相應(yīng)修改。

（2）如果某個(gè)模塊的所有測(cè)點(diǎn)都出現(xiàn)故障，說(shuō)明該模塊有問(wèn)題，需要更換模塊。在更換模塊時(shí)，應(yīng)根據(jù)原來(lái)的設(shè)置，用鍵盤(pán)顯示器設(shè)定該模塊的地址、類型和測(cè)點(diǎn)數(shù)量。

（3）測(cè)控裝置內(nèi)無(wú)220V電源。首先檢查220V電源有沒(méi)有接入測(cè)控裝置，其次檢查保險(xiǎn)絲有沒(méi)有燒壞，再次檢查電源防雷器有沒(méi)有被打壞，最后檢查電源轉(zhuǎn)換模塊有沒(méi)有被燒壞。

4．4 中央控制裝置及系統(tǒng)線路的維修

中央控制裝置作為大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中央節(jié)點(diǎn)，內(nèi)配工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可24h連續(xù)工作。

若系統(tǒng)中某個(gè)模塊通訊不正常，先用小鍵盤(pán)顯示器到該模塊處檢查其工作是否正常，若模塊工作不正常，則更換該模塊，重新設(shè)置該模塊的地址、類型和儀器數(shù)量；若模塊工作正常，則檢查無(wú)線電臺(tái)是否正常，若不正常則更換電臺(tái)。

對(duì)系統(tǒng)通訊通?？捎貌蓸映?jí)終端來(lái)調(diào)試，其能看到每一模塊與工控機(jī)的通訊狀態(tài)，具體設(shè)置由調(diào)試人員在安裝系統(tǒng)時(shí)完成，并在計(jì)算機(jī)桌面上建立快捷方式及檢查的代碼定義。

5 結(jié)語(yǔ)

大壩的安全是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大事，大壩安全監(jiān)測(cè)是保證大壩安全、充分發(fā)揮工程效益的重要手段。猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)管理是確保系統(tǒng)可靠有效的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是提高系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)水平的必然要求，對(duì)總結(jié)猛進(jìn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化經(jīng)驗(yàn)和探討管理現(xiàn)代化手段具有非常重要的意義。

［1］何勇軍，劉成棟，向衍，等．大壩安全監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化［M］．中國(guó)水利水電出版社，2008