自動(dòng)化控制技術(shù)下的水電廠運(yùn)行探究

劉劍平

摘要：由于當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度日益增長(zhǎng)，電子技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)的主力。自動(dòng)化控制技術(shù)也逐步與數(shù)字智能技術(shù)接軌，在國(guó)內(nèi)水電廠的生產(chǎn)運(yùn)行中扮演著不可替代的角色，發(fā)揮了重要的技術(shù)保障作用。本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，然后剖析當(dāng)前國(guó)內(nèi)水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題，進(jìn)而提出科學(xué)合理的自動(dòng)控制系統(tǒng)維護(hù)及保養(yǎng)措施，以期為水電廠的正常運(yùn)行提供有力保證，從而給大眾的生活帶來(lái)便利。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；自動(dòng)化控制；水電廠

引言

隨著人工智能與自動(dòng)化技術(shù)的持續(xù)革新與進(jìn)步，自動(dòng)化控制對(duì)國(guó)家供電事業(yè)來(lái)說(shuō)十分重要。值得一提的是，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)與監(jiān)控，在無(wú)人看管的條件下順利運(yùn)行程序，從而驅(qū)動(dòng)設(shè)備完成規(guī)定任務(wù)。就水力發(fā)電而言，我國(guó)起步較晚且發(fā)展速度較為緩慢，很多年限已久的水電廠仍在吃力運(yùn)行中。與此同時(shí)，水電廠內(nèi)的設(shè)備陳舊、控制程序跟不上時(shí)代步伐以及技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)受限等因素都給國(guó)家水力發(fā)電的進(jìn)步帶來(lái)制約。因此，在21世紀(jì)大力發(fā)展與引進(jìn)新興技術(shù)的大背景下，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)該加大對(duì)水電廠的管理力度，及時(shí)對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行全自動(dòng)化改造，從而有效改善水電廠的經(jīng)濟(jì)利益與社會(huì)效益。

1.國(guó)內(nèi)水電廠所應(yīng)用的自動(dòng)化控制技術(shù)

自動(dòng)化控制技術(shù)通常以先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)為指導(dǎo)原則，集物理、工程力學(xué)、控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體。該技術(shù)的綜合性較強(qiáng)，且能夠被應(yīng)用到工業(yè)的各行各業(yè)中。對(duì)于一些需要計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助監(jiān)控與管理的行業(yè)可以通過(guò)引入自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該類技術(shù)從本質(zhì)上講是借助一種專門的控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)程序控制的技術(shù)手段。當(dāng)前，西方發(fā)達(dá)國(guó)家的多數(shù)水電廠都已經(jīng)將該類技術(shù)投入到實(shí)際生產(chǎn)中，但是國(guó)內(nèi)的水電廠仍然停留在較為落后的初級(jí)階段。我國(guó)水電廠常用的自動(dòng)化控制技術(shù)主要有以下幾種：

1.1專家理論法

專家理論法興起于上世紀(jì)下半葉，并逐步在水電行業(yè)進(jìn)行示范與推廣，該類系統(tǒng)一般是以專家提供的理論知識(shí)作為技術(shù)支撐。將專家知識(shí)集成于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一旦計(jì)算機(jī)接收到特定指令就會(huì)在第一時(shí)間做出回應(yīng)。通常來(lái)講，專家理論法就是將問(wèn)題理論化，然后將其與計(jì)算機(jī)程序有機(jī)結(jié)合的技術(shù)手段。專家理論法在上世紀(jì)極大地推動(dòng)了國(guó)內(nèi)水電行業(yè)的發(fā)展，并一度成為水電行業(yè)控制技術(shù)發(fā)展的重要基石。

1.2模糊控制理論

模糊控制是通過(guò)吸取電視控制系統(tǒng)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)而成的控制理論，由于模糊控制理論主要是由人為操作，因此在操作準(zhǔn)確性方面有所缺失。然而，模糊控制理論的歷史意義在于它在一定程度上實(shí)現(xiàn)了手工控制向自動(dòng)控制的過(guò)渡，但是考慮到模糊控制理論面世的時(shí)間還不夠長(zhǎng)遠(yuǎn)，所以其在很多方面還存在一些缺陷，在技術(shù)高速更新的時(shí)代逐漸被淘汰。

1.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)興起于上世紀(jì)的八十年代，該技術(shù)是以專家理論與模糊控制理論為理論支撐，將數(shù)字化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。相較于已有的控制系統(tǒng)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為技術(shù)支撐的自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備較強(qiáng)的非線性處理能力，有效克服了傳統(tǒng)技術(shù)處理信息的固有缺陷。當(dāng)前，多數(shù)水電廠都已經(jīng)引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也逐漸成為控制系統(tǒng)的核心技術(shù)部位。

2.國(guó)內(nèi)水電行業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1系統(tǒng)應(yīng)急能力缺失

即使自動(dòng)化設(shè)備是一個(gè)智能處理系統(tǒng)，仍然存在一些非智能方面，如在突發(fā)情況下，也不能及時(shí)有效地處理。這主要是由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)本來(lái)就存在一定漏洞，帶來(lái)這些漏洞的有可能是專家理論的轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，也可能是內(nèi)置程序本身的不完善，使得水電廠的技術(shù)人員沒(méi)有辦法在第一時(shí)間找出問(wèn)題所在。

2.2技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)不足

自動(dòng)控制系統(tǒng)程序是由專業(yè)人員編制開(kāi)發(fā)的，這個(gè)系統(tǒng)的主觀性很強(qiáng)，系統(tǒng)編程的實(shí)現(xiàn)是基于程序員的水平。換言之，如果程序員的技術(shù)水平不到位，所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)也將是一個(gè)充滿漏洞、無(wú)法正常運(yùn)行的系統(tǒng)。例如，當(dāng)程序員對(duì)系統(tǒng)的某一部分缺乏相關(guān)的理論知識(shí)或?qū)嵺`技能時(shí)，他們會(huì)使系統(tǒng)在這一部分出現(xiàn)缺陷，而這一缺陷在任何時(shí)候都會(huì)導(dǎo)致一系列的事故。

2.3未做到理論結(jié)合實(shí)際

在某些地區(qū)，水電廠對(duì)運(yùn)行管理制度不夠重視，也沒(méi)有根據(jù)實(shí)際需要選擇運(yùn)行管理制度。所選系統(tǒng)不符合現(xiàn)行使用標(biāo)準(zhǔn)，或由于軟件陳舊、響應(yīng)速度慢、內(nèi)容小或由于硬件選擇的問(wèn)題，容易導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備信號(hào)傳輸錯(cuò)誤、被拒或誤操作，不能保證水電站的正常運(yùn)行。除此之外，如果不能保證控制系統(tǒng)的科學(xué)安裝與合理設(shè)計(jì)，就會(huì)給水電廠的發(fā)展帶來(lái)不利影響。

2.4管理機(jī)制不完善

后期管理是維護(hù)和更新已使用的自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件和組件，自動(dòng)控制系統(tǒng)作為一種電子工具，在運(yùn)行過(guò)程中必須要有充分的維護(hù)工作，只要保證系統(tǒng)內(nèi)置軟件版本的最新化，才能提升系統(tǒng)的可靠性與先進(jìn)性。同時(shí)，還需要定期維護(hù)自動(dòng)元件，以確保元件在使用過(guò)程中發(fā)揮良好的作用。然而，對(duì)于許多水電站來(lái)說(shuō)，正是由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)管理不及時(shí)，使系統(tǒng)在使用過(guò)程中不斷遭到破壞，陳舊的控制系統(tǒng)與內(nèi)置程序并沒(méi)有得到及時(shí)的更新，在日后的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有一些安全隱患。

3.水電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的維護(hù)措施

3.1合理選取自動(dòng)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)系統(tǒng)軟件。因此，正確選擇軟件直接關(guān)系到自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。就部分較為關(guān)鍵的設(shè)備器件而言，企業(yè)不僅需要建立嚴(yán)格的質(zhì)量檢查機(jī)制，還應(yīng)該按照采購(gòu)系統(tǒng)的使用說(shuō)明書進(jìn)行使用。與此同時(shí)，要注意保護(hù)機(jī)房的環(huán)境，安裝水位測(cè)量器與報(bào)警系統(tǒng)傳感器，同時(shí)也便于整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度和管理。

3.2注重對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)

目前，大多數(shù)水電站都配備了自動(dòng)控制系統(tǒng)，但相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員相對(duì)匱乏，許多在崗技術(shù)人員的專業(yè)技能有待提高。建立一支高水平、高素質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的維護(hù)和管理具有不可替代的作用。各水電廠可通過(guò)專業(yè)技能培訓(xùn)和考核體系進(jìn)行崗位競(jìng)爭(zhēng)，不僅能夠?qū)⑵髽I(yè)的技術(shù)水平提升到更高的層次，還可以促進(jìn)行業(yè)內(nèi)的良性競(jìng)爭(zhēng)，共同營(yíng)造一個(gè)良好的行業(yè)發(fā)展氛圍。

3.3完善管理制度

在日常工作中，必須建立健全自動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)管理制度，并嚴(yán)格以已經(jīng)制定的企業(yè)管理制度對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。與此同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該注意系統(tǒng)內(nèi)部的重要信息保密與備份，可以通過(guò)進(jìn)行加密處理來(lái)保障數(shù)據(jù)安全，并定時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信息進(jìn)行備份。只要做好數(shù)據(jù)保密與備份，才能稱之為有效的系統(tǒng)維護(hù)工作。除此之外，企業(yè)應(yīng)該組織技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和責(zé)任意識(shí)培訓(xùn)，通過(guò)培訓(xùn)來(lái)增強(qiáng)技術(shù)人員的責(zé)任意識(shí)，從而加強(qiáng)對(duì)水電廠的管理與維護(hù)。

3.4合理運(yùn)用消費(fèi)者權(quán)益

企業(yè)在與設(shè)備制造商達(dá)成購(gòu)買意向后，要在第一時(shí)間采購(gòu)合同與相關(guān)售后服務(wù)合同。例如，當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在合同規(guī)定期限內(nèi)出現(xiàn)技術(shù)與設(shè)備本身故障問(wèn)題時(shí)，我們可以通過(guò)簽訂合同獲得安裝單元的后期維護(hù)、維護(hù)和相關(guān)技術(shù)支持。同時(shí)，避免了應(yīng)用單元不維護(hù)、更換設(shè)備故障等問(wèn)題的發(fā)生。

結(jié)論

隨著國(guó)內(nèi)水電行業(yè)中越來(lái)越多的用到自動(dòng)化控制技術(shù)，使得行業(yè)的生產(chǎn)效率在一定程度上得到提升。然而，當(dāng)前國(guó)內(nèi)水電行業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中暴露出了較多問(wèn)題，尤其是體現(xiàn)在系統(tǒng)缺乏應(yīng)有的應(yīng)變能力、技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)不夠硬、過(guò)度依賴?yán)碚撝R(shí)以及不注重對(duì)設(shè)備的后期維護(hù)與管理幾個(gè)方面。借助當(dāng)前新興的人工智能技術(shù)與其他計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，能夠大大提高系統(tǒng)運(yùn)行的有效性與可靠性，對(duì)水電廠的生產(chǎn)運(yùn)行來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的研究課題?？紤]到這些問(wèn)題將會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，因此必須要從多方面著手，加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的管理與維護(hù)，進(jìn)而保證自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水電廠的順利運(yùn)行中起到應(yīng)有的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：福建壽寧牛頭山水電有限公司）