自動化系統(tǒng)在水閘工程應(yīng)用中的問題與解決方法

張建鋼 蔡云

摘?要：本文主要分析水閘工程中自動化系統(tǒng)的應(yīng)用問題，提出有效的解決辦法，根據(jù)當(dāng)前自動化系統(tǒng)的發(fā)展情況，將其應(yīng)用在水閘工程中的難題、不足以及提升應(yīng)用效果的措施進(jìn)行深入探究，旨在更好的推動水閘工程自動化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化系統(tǒng);水閘工程;應(yīng)用;解決措施

1?概述

水閘工程自動化，是指借助先進(jìn)的自動化控制技術(shù)以及信息化技術(shù)，來對水閘的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)水閘自動化控制。在這其中，有用于完成控制效果的計算機(jī)硬件、系統(tǒng)以及傳感器，同時還有完成作業(yè)的閘門、起重機(jī)、壩體等一系列設(shè)備。換句話來說，所謂的水閘自動化，其實是一種計算機(jī)輔助工作方式，利用計算機(jī)相關(guān)技術(shù)和設(shè)備來完成水閘工程管理工作。對于水閘工程來講，自動化不僅僅表現(xiàn)在自動開啟與閉合，還需要能夠?qū)崿F(xiàn)開啟、閉合狀態(tài)的自動判定，確定開合程度。

從目前大范圍泵站和大壩中的閘門工程現(xiàn)狀來看，我國已經(jīng)基本都實現(xiàn)了水閘自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。站在宏觀的角度上講，水閘自動化系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，能夠有效大幅度提升水閘的管理水平，從而也充分體現(xiàn)出了水閘的重要性。應(yīng)用自動化系統(tǒng)后，簡化了操作流程，讓信息數(shù)據(jù)傳輸更加便捷準(zhǔn)確，能夠?qū)崿F(xiàn)在線調(diào)度，對于解放人工壓力、實現(xiàn)少人甚至無人值守，具有很大的推動作用。但自動化系統(tǒng)的應(yīng)用尚不成熟，仍然會存在些許的問題，只有解決這些問題，才能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展。

2?自動化系統(tǒng)在水閘工程應(yīng)用中的問題

2.1?監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏精準(zhǔn)性

站在水閘自動化的角度來看，其自動化系統(tǒng)如果想要借助自身的指令來讓水閘完成系列動作，需要一個最根本的支持，那就是傳感設(shè)備所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息。也就是說，傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息如果不具備高精準(zhǔn)度，會直接導(dǎo)致系統(tǒng)對水閘運(yùn)行狀態(tài)判斷失誤，進(jìn)而發(fā)出錯誤的指令，導(dǎo)致水閘最終開合動作出現(xiàn)問題。此種情況一旦發(fā)生，不僅會影響到水閘工程的作用發(fā)揮，嚴(yán)重時還會引發(fā)事故，威脅到人們的生命安全。當(dāng)前水閘工程數(shù)據(jù)監(jiān)測準(zhǔn)確性不高的問題主要表現(xiàn)在水位、滲壓、閘門開度、閘門荷載、水體流速及流量等相關(guān)數(shù)據(jù)問題。監(jiān)測一旦存在較大誤差，會直接導(dǎo)致自動化系統(tǒng)的指令錯誤，影響到水資源調(diào)度效率。

2.2?運(yùn)行性能缺乏穩(wěn)定性

通過對泵站水閘系統(tǒng)進(jìn)行抽樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在這些系統(tǒng)中，有一部分的自動化控制系統(tǒng)在運(yùn)行后期運(yùn)行缺乏穩(wěn)定性，導(dǎo)致如今大部分水閘系統(tǒng)依舊還要依靠人工操作來完成水閘開合工作。在對其自動化系統(tǒng)進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，很多的系統(tǒng)在投入運(yùn)行初期能夠表現(xiàn)出及其流暢的運(yùn)行效果，驗收工作也十分具有科學(xué)性。但在長時間運(yùn)行后，穩(wěn)定性能開始下降，導(dǎo)致后期需要借助人工操作方式來完成水閘開合。

2.3?系統(tǒng)實用性較弱

在實際應(yīng)用過程中，由于泵站水閘的建設(shè)多處于偏僻的地理位置，導(dǎo)致在專業(yè)人才的招聘上比較困難，往往招聘來的人員在專業(yè)知識水平上都呈現(xiàn)出一般水準(zhǔn)，少有專業(yè)知識與技能極強(qiáng)的人才。但自動化系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，對于技術(shù)人員的專業(yè)能力有很高的要求，很多基層的人員不能對系統(tǒng)進(jìn)行熟練的掌握以及操作，這也是造成系統(tǒng)在投入運(yùn)行后期穩(wěn)定性能差的原因之一，系統(tǒng)在長時間運(yùn)行后會出現(xiàn)卡死或啟動問題，沒有專業(yè)技術(shù)強(qiáng)的工作人員對其進(jìn)行問題處理，將會直接導(dǎo)致水閘自動化系統(tǒng)后期應(yīng)用實用效果差。

3?造成水閘自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用出現(xiàn)問題的原因

3.1?水閘自動化工程的特殊性

水利工程的特殊性質(zhì)，導(dǎo)致很多成熟的自動化技術(shù)，明明能夠在工業(yè)或民用領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用，卻無法正常投入到水利工程中。其特殊性主要有以下幾個方面：①閘門開啟和關(guān)閉的操作是具有間歇性特點的，往往一年操作也沒有幾次，單次性操作，一次操作開幾分鐘，具有較大的電流沖擊，對于相關(guān)的器件有著質(zhì)量上的高要求。造成投入使用的設(shè)備具有單次性、間歇性和季節(jié)性等特點，由于操作頻率低，造成應(yīng)用在水閘工程上的自動化系統(tǒng)短時間難以發(fā)現(xiàn)問題隱患。②水利工程建設(shè)多處于偏僻、空曠的地理位置，這樣一來很容易讓設(shè)備面臨雷擊等自然環(huán)境帶來的故障，加上偏僻位置會存在電壓不穩(wěn)定、通信信號不強(qiáng)等問題，影響到設(shè)備以及系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量。③設(shè)備維護(hù)困難，在交通不便的偏僻地區(qū)，會給廠家后期維護(hù)造成極大的不便，且很多的設(shè)備都呈現(xiàn)分散的情況，導(dǎo)致維護(hù)周期長、維護(hù)成本高。④水利工程往往是伴隨著土建施工一起進(jìn)行的，這樣一來，會直接導(dǎo)致施工周期時間長，加上施工單位的人才流動性大，長時間的工程，可能會涉及到人員變動，工作銜接時間長，極易造成工程質(zhì)量難以實現(xiàn)預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

3.2?建設(shè)過程中銜接問題

水利工程自動化存在設(shè)備更新快、施工技術(shù)復(fù)雜等原因，很多的設(shè)計單位都是只提供設(shè)計方案以及工程量的系列清單，中標(biāo)單位來對工程進(jìn)行路線詳細(xì)設(shè)計和軟件的設(shè)計工作。這樣一來會導(dǎo)致水閘的自動化系統(tǒng)有著硬件選型不當(dāng)、軟件接口不開放、兼容性差、維修改造困難等一系列問題。如果建設(shè)不符合標(biāo)準(zhǔn)，會出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的情況，不僅會造成資源的巨大浪費，還會因缺乏統(tǒng)一整合造成管理困難。如果在設(shè)計階段便存在不合理的情況，會直接導(dǎo)致建設(shè)完成后自動化系統(tǒng)操作使用不便利，很多的操作人員會依舊沿用人工操作，讓自動系統(tǒng)成為了空擺設(shè)。

3.3?水閘自動化工程建設(shè)質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)格

任何一項大的工程，在建設(shè)過程中都需要有專門的工作部門來對質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，一是對質(zhì)量進(jìn)行檢測，二是靠監(jiān)理人員來對工程環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理。對于水閘自動化工程建設(shè)來講，這兩方面都稍有欠缺。在質(zhì)量檢測方面，尚且沒有一個系統(tǒng)的自動化工程檢測標(biāo)準(zhǔn)，很多的驗收都是靠自我演示來完成;而監(jiān)理工作多是由建設(shè)單位委托監(jiān)理單位來完成，但很多的監(jiān)理單位都因為缺乏水閘工程相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員而無法實現(xiàn)高質(zhì)量的監(jiān)理工作。

3.4?基層使用操作、維護(hù)無法及時進(jìn)行

要想充分發(fā)揮水閘工程自動化的效果，需要在基層完成使用操作以及系統(tǒng)的檢修維護(hù)等相關(guān)培訓(xùn)，但目前很多的泵站并沒有將此工作進(jìn)行詳細(xì)落實和及時跟進(jìn)，造成設(shè)備無法得到充分發(fā)揮。

4?解決問題對策與思路

4.1?強(qiáng)化自動化系統(tǒng)運(yùn)行管理力度

要想更好地解決水閘自動化工程中的問題，需要根據(jù)其水閘自動化系統(tǒng)實際的運(yùn)行情況來進(jìn)行強(qiáng)化管理。尤其是建設(shè)完成的水閘工程，一定要對其定期進(jìn)行監(jiān)測工作，將監(jiān)測結(jié)果生成科學(xué)報告，上交到管理部門，再由部門來對運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行統(tǒng)一分析，尋找行之有效的解決對策。

4.2?建設(shè)期間落實質(zhì)量檢測體系

在建設(shè)水閘自動化工程時，要加強(qiáng)對建設(shè)流程已經(jīng)建設(shè)質(zhì)量的密切檢測，這是保證其工程在完成后，能夠在投入使用時充分發(fā)揮其自動化效果?？梢栽诮ㄔO(shè)期間由專門的第三方來完成檢測工作，通過對設(shè)備的施工、安裝以及相關(guān)數(shù)據(jù)的收集等對工程建設(shè)進(jìn)行全面的檢測與分析，最終以第三方檢測的結(jié)果作為重要參考依據(jù)，完成工程款項的支付。但在這里也需要注意加強(qiáng)對第三方檢測的監(jiān)督力度。

4.3?落實崗位培訓(xùn)與資質(zhì)評估

加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)與考核，對操作人員進(jìn)行針對性的技能培訓(xùn)工作，嚴(yán)格落實資質(zhì)考核，不斷提升操作人員的專業(yè)知識與技能水平。在這里也要注意，對招聘的人員進(jìn)行基本的能力考核，確保操作技術(shù)人員和管理人員的基礎(chǔ)能力都能夠滿足崗位要求。

4.4?完善自動化系統(tǒng)不足

當(dāng)前水閘自動化檢測方面仍然存在不足，應(yīng)該根據(jù)此種情況來對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整與創(chuàng)新，創(chuàng)建泵站的綜合監(jiān)管和調(diào)度系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)存的資源來對稅務(wù)單位和水閘站的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，以提高稅務(wù)平臺信息的創(chuàng)建水平，為抗臺防汛、科學(xué)調(diào)度提供重要的基礎(chǔ)支撐。

對于系統(tǒng)已經(jīng)明顯呈現(xiàn)老化的情況，要根據(jù)電子設(shè)備的實際特征來進(jìn)行優(yōu)化或者更換。目前很多的水閘系統(tǒng)都是借助ISDN來完成線路連接的，但由于其穩(wěn)定性差，經(jīng)常會出現(xiàn)掉線等問題，需要對其進(jìn)行改善，應(yīng)用SDH可以極大地提升監(jiān)測數(shù)據(jù)。除此之外，還要組建專門的檢修維護(hù)隊伍來對水閘自動化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)維護(hù)，立足于故障點，制定完善的解決方案，讓自動化系統(tǒng)能夠保持高效、穩(wěn)定運(yùn)行，提高自動化效果。

5?結(jié)語

將自動化控制技術(shù)應(yīng)用到水閘工程中，能夠極大地緩解人工操作的壓力，提高操作準(zhǔn)確性和效率。但目前我國大多的水閘自動化系統(tǒng)依舊在運(yùn)行中存在些許的問題，一定要科學(xué)認(rèn)識問題，積極尋找可行的解決方案來讓自動化系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。同時還要做好員工的培訓(xùn)工作，不斷提高操作人員的專業(yè)知識和技術(shù)水平，才能夠讓自動化系統(tǒng)發(fā)揮更好的效果。

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