淺議人民渠慈母山樞紐自動化系統(tǒng)的維護管理

四川省都江堰人民渠第一管理處 四川 彭州 611930

1 簡介

慈母山樞紐工程隸屬于四川省都江堰人民渠第一管理處，是一座集抗旱、防洪、灌溉、供水等綜合性的大型水利工程。工程建設(shè)于1980年，共設(shè)攔河閘5孔，設(shè)計流量872m3/s，校核流量1500 m3/s，進水閘2孔，設(shè)計流量90m3/s，校核流量95m3/s，由于2008年汶川地震對慈母山水利樞紐工程造成了嚴重的損壞，以及電腦技術(shù)、通信技術(shù)與自動控制技術(shù)的日益成熟，加之“少人值班，無人值班”控制理念的提出，所以從2008年災(zāi)后重建開始，四川省都江堰人民渠第一管理處就積極建設(shè)高可靠性、實用性強、性能優(yōu)異的水閘自動化系統(tǒng)。

由于該系統(tǒng)自動化程度高、技術(shù)先進，因此對系統(tǒng)的管理要求較高，而水利管理單位比較缺乏這方面有管理維護經(jīng)驗的人才。如果水閘自動化監(jiān)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，會導致整個系統(tǒng)無法正常運行，若不及時維護維修，遇到汛期等特殊情況將對整個慈母山水利樞紐工程及下游居民生活、生產(chǎn)造成不可估量的損失，在深入了解和分析該系統(tǒng)的設(shè)備性能和技術(shù)特點后，根據(jù)幾年來的工作經(jīng)驗積累，所以對該系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行了歸納總結(jié)。

2 水閘自動化控制、監(jiān)控系統(tǒng)的組成

2.1 閘門自動控制系統(tǒng) 閘門自動控制系統(tǒng)依據(jù)實際需求分為三級控制，分別是為現(xiàn)場閘門控制、集中閘門控制及電腦遠程閘門控制，現(xiàn)場閘門控制在各個啟閉機旁邊，可手動對閘門進行升降控制；集中閘門控制在PLC機柜上，可在PLC機柜上通過相應(yīng)的按鈕對閘門進行升降、停止等操作，并通過機柜上的閘位顯示，清楚地看到閘門開啟的高度；遠程閘門控制通過值班室的電腦實現(xiàn)，通過電腦對PLC發(fā)送指令，遠程控制閘門的啟閉，并實時顯示閘門的開度、閘門啟閉機機電的工況、閘前(后)水位等，為管理人員提供了友好的人機操作界面。

2.2 視頻監(jiān)視系統(tǒng) 視頻監(jiān)視系統(tǒng)主要有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，硬件系統(tǒng)主要包括了慈母山樞紐工程重要地方的前端攝像機、顯示器、視頻存儲服務(wù)器構(gòu)成，軟件系統(tǒng)則是通過視頻解碼器對視頻進行接碼后，將視頻上傳至值班室電腦上。通過該系統(tǒng)可以實時查看閘門上、下游水位、閘門啟閉狀態(tài)與開高，并可以直觀了解到閘門的運行情況及周邊環(huán)境，在水資源調(diào)度、防洪搶險指揮等過程中具有更為直觀、準確、可靠的特點，尤其在惡劣的氣候條件下，視頻圖像更是具有不可替代的優(yōu)勢，并為管理人員操作閘門提供了清晰、連貫、穩(wěn)定的圖像信息。

3 出現(xiàn)的問題和解決措施

3.1 PLC機柜

(1)電源指示燈。電源指示燈沒亮。若閘門能控制，電源指示燈沒亮，則說明指示燈已壞，更換一個即可；若指示燈未亮，且閘門無法控制，請確認是否停電和總電源閘刀是否閉合；若總電源閘刀為閉合狀態(tài)，但仍未點亮電源指示燈，打開控制柜，確認控制柜內(nèi)部左上方的三個閉合器是否處于閉合，保險是否完好。

(2)按鈕。閘門上升、下降、停止等按鈕無法進行相應(yīng)的操作。當按下按鈕后沒有相應(yīng)的動作后，查看是否滿足啟動條件，否則檢查按鈕接觸是否良好，接線有無損壞。

(3)可編程邏輯控制器PLC。檢查PLC CPU(第一個模塊)電源指示燈是否點亮，若未點亮，檢查PLC輸入24V電源是否正常，若不正常，更換開關(guān)電源；檢查PLC RUN指示燈是否點亮，如未點亮，則PLC程序故障，檢查PLC運行程序；PLC左上角兩個燈都點亮后，再檢查網(wǎng)口運行指示燈是否閃爍，若沒閃爍，則PLC壞。

(4)通信機。若在值班室的電腦上的閘門監(jiān)控軟件無法檢測到控制信號，在其他設(shè)備正常的情況下，檢查PLC機柜控制面板上遠程(現(xiàn)地)指示指示燈是否點亮，若指示燈沒有點亮，則檢查現(xiàn)地控制柜上遠程(現(xiàn)地)轉(zhuǎn)換開關(guān)是否撥在遠程位置，若沒有，則撥到遠程位置。

3.2 遠程閘門控制軟件 遠程閘門控制軟件，在電腦上無法顯示操作界面。查看在顯示屏底部是否有名為運行系統(tǒng)的軟件；若沒有，鼠標雙擊桌面的閘門組態(tài)文件，等待界面顯示；查看在屏幕顯示屏上是否有名為閘控服務(wù)的軟件正在運行，若沒有，鼠標雙擊桌面的閘控服務(wù)文件，等待界面顯示；雙擊桌面的閘門監(jiān)控文件，等待界面完全顯示。若以上軟件都不能正常工作，應(yīng)及時與軟件研發(fā)人員聯(lián)系，隨時對該軟件進行升級；嚴禁值班人員在遠程閘門控制軟件的電腦上做與工作無關(guān)的其他事情，針對該電腦，要采取嚴格的防護措施，及時對殺毒軟件進行定期殺毒、升級。

3.3 視頻監(jiān)控 作為閘門自動化控制的輔助設(shè)備，主要包括了前端攝像機、解碼器等。對于前端攝像機、云臺來說，由于設(shè)備直接置于有灰塵的環(huán)境中，對設(shè)備的運行會產(chǎn)生直接的影響，需要重點做好防潮、防塵、防腐的維護工作。由于攝像機和云臺有使用年限，若發(fā)現(xiàn)圖像不清晰，應(yīng)立即更換攝像機。

3.4 防雷 雷電會對自動化設(shè)備產(chǎn)生嚴重的影響，甚至出現(xiàn)“罷工”情況，因此做好防雷措施非常必要。在中心機房、PLC控制柜要求做好接地，且必須使接地電阻的阻值達到規(guī)范要求，除了按規(guī)范做好強電系統(tǒng)多級防雷措施外，還可以針對弱電系統(tǒng)增設(shè)弱電防雷保護器。對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)，針對模擬攝像頭設(shè)置浪涌保護器，針對數(shù)字高清攝像頭設(shè)置信號避雷器，可有效保護上層設(shè)備不受雷擊損壞，縮小受災(zāi)范圍。對于閘門遠程控制系統(tǒng)，通信線路應(yīng)設(shè)置信號避雷器，另一方面，由于部分老舊壓力式水位傳感器設(shè)置在河水里，很容易引雷進入系統(tǒng)，固很有必要在傳感器與IO模塊間增設(shè)信號隔離器。

3.5 網(wǎng)絡(luò)故障 穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)長期運行的根本保證。如果網(wǎng)絡(luò)不通，閘門自動控制和視頻監(jiān)控系統(tǒng)均無法正常工作，首先應(yīng)排查交換機電腦的故障后，可采取以下措施；

(1)檢查確認路由器、交換機運行狀態(tài)正常；

(2)查看網(wǎng)線連接情況，查看任務(wù)欄右下角的電腦圖標是否正常，或查看電腦主機網(wǎng)線接口的指示燈是否點亮。如果電腦圖標出現(xiàn)紅叉圖標或網(wǎng)卡指示燈不亮，則可能是網(wǎng)線松動，可通過重新拔插網(wǎng)線、是否正常運行來排除故障。

(3)查看網(wǎng)線是否有破損或者接頭是否松動。

4 結(jié)束語

水閘自動化系統(tǒng)的維護管理是一項長期的艱巨工程，要使該系統(tǒng)充分運用起來，保證水利工程的最大效益，必須在建立一套完整的維護管理制度基礎(chǔ)上，對先進的設(shè)備和系統(tǒng)進行維護管理。同時，水利工程管理維護單位也要培養(yǎng)相關(guān)維護管理人員，并在日常的管理維護中積累經(jīng)驗，使該系統(tǒng)正常運行并發(fā)揮最大的效益。