淺析水利工程自動化控制應(yīng)用趨勢

1、淺析水利工程自動化控制應(yīng)用趨勢 淺析水利工程自動化控制應(yīng)用趨勢 摘要：加快水利自動化步伐,以水利工程自動化帶動水利現(xiàn)代化,是一項(xiàng)事關(guān)水利開展全局的重大戰(zhàn)略任務(wù),是順應(yīng)全球自動化開展潮流的迫切需要,是武裝和改造傳統(tǒng)水利的迫切需要,是開展民生水利的迫切需要,是提高水利管理能力和水平的迫切需要,是推動水利部門職能轉(zhuǎn)變的迫切需要。 關(guān)鍵詞： 水利工程 自動化控制 應(yīng)用 中圖分類號：TV 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 前言 近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)的迅猛開展，各水利樞紐紛紛進(jìn)行計算機(jī)綜合自動化改造和建設(shè)。其原有的管理和運(yùn)行模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化水利樞紐管理和運(yùn)行的需要， 急需提高管理水平，加強(qiáng)水利樞紐計算機(jī)信

2、息建設(shè)管理，以提高水利行業(yè)生產(chǎn)力水平，管理水平和決策水平。 一、水利工程自動化控制應(yīng)用 1 對水泵機(jī)組的監(jiān)測控制 泵站中水泵機(jī)組作為重要的能源轉(zhuǎn)換機(jī)電設(shè)備載體, 主要由同步電動機(jī)和水泵兩大系統(tǒng)組成。在水泵機(jī)組開機(jī)時,微機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)首先翻開防洪閘門, 實(shí)時啟動清污機(jī)運(yùn)行, 并動態(tài)檢測同步電動機(jī)組勵磁系統(tǒng)是否具有良好的運(yùn)行工況。當(dāng)自動化系統(tǒng)通過內(nèi)部自動判斷程序確定各類啟動條件均滿足預(yù)設(shè)參數(shù)要求時, 方能進(jìn)入開機(jī)控制程序。水泵機(jī)組在正常啟動后進(jìn)入實(shí)際運(yùn)行過程中, 微機(jī)自動檢測系統(tǒng)就會進(jìn)入實(shí)時檢測動態(tài)控制程序, 通過相關(guān)傳感器元件動態(tài)監(jiān)測機(jī)組各機(jī)構(gòu)元件的工況特性數(shù)據(jù), 通過內(nèi)部運(yùn)算程序的動態(tài)分析

3、判斷,隨機(jī)記錄并實(shí)時調(diào)節(jié),保證機(jī)組處于最優(yōu)運(yùn)行工況。系統(tǒng)在自動自檢過程中,如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障時,會實(shí)時操作相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成事故跳閘或報警動作。 2 對公用輔機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)測控制 油、氣、水等公用輔機(jī)系統(tǒng)是水泵機(jī)組能夠高效穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證系統(tǒng)。微機(jī)自動監(jiān)控系統(tǒng)會動態(tài)采集各類公用輔機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行特性數(shù)據(jù),如采集潤滑油系統(tǒng)的油壓力、供油量、供油時間等, 當(dāng)微機(jī)系統(tǒng)檢測到油壓降低到預(yù)設(shè)下限值時, 監(jiān)測控制系統(tǒng)就會自動發(fā)出相應(yīng)的控制信號,自動啟動高壓備用油泵完成自動加油工作;而當(dāng)油壓上升到預(yù)設(shè)的上限值時, 系統(tǒng)就會自動發(fā)出跳閘信號, 操作油泵系統(tǒng)的控制開關(guān), 完成停止加油工作。同時, 在對油系統(tǒng)進(jìn)行控制時,可以

4、利用內(nèi)部DSP數(shù)據(jù)處理單元動態(tài)記錄所加的油量、加油時間等數(shù)據(jù), 為工作人員對油系統(tǒng)運(yùn)行性能分析提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)信息。同理,監(jiān)控系統(tǒng)還可以對氣、水等系統(tǒng)工作狀態(tài)、壓力等參數(shù)信息進(jìn)行動態(tài)采集和實(shí)時判斷, 保證所有公用輔機(jī)系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行工況。 3 對勵磁系統(tǒng)的監(jiān)測控制 微機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)上位機(jī)在機(jī)組啟動和運(yùn)行過程中, 可以實(shí)時顯示和記錄現(xiàn)地勵磁裝置晶閘管元件的運(yùn)行參數(shù)。工作人員在上位機(jī)上可以按照調(diào)度要求, 設(shè)定任意閉環(huán)調(diào)節(jié),以完成機(jī)組恒功率因素運(yùn)行、恒電流運(yùn)行、恒無功功率運(yùn)行等運(yùn)行工況狀態(tài)的實(shí)時調(diào)節(jié)切換。在微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)中, 設(shè)置了中控與現(xiàn)地相互備用的綜合調(diào)節(jié)方式, 當(dāng)微機(jī)系統(tǒng)上位機(jī)出現(xiàn)

5、故障時, 運(yùn)行人員可以將執(zhí)行權(quán)交由現(xiàn)地的勵磁綜合控制單位, 通過可視化人機(jī)互通觸摸屏系統(tǒng)在現(xiàn)地通過鍵盤或觸摸軟電子按鈕對勵磁系統(tǒng)進(jìn)行直接調(diào)節(jié), 提高機(jī)組運(yùn)行可靠性。當(dāng)同步電動機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)“失步、“勵磁保護(hù)跳閘、“勵磁失控、以及“勵磁控制系統(tǒng)內(nèi)部故障時,微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不僅會通過上位監(jiān)控系統(tǒng)以聲光等報警信號提醒中控運(yùn)行人員進(jìn)行相應(yīng)故障單元排查, 同時還會在現(xiàn)地觸摸屏系統(tǒng)中進(jìn)行顯示報警,防止人員誤操作事故的發(fā)生。 4 對保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測控制 微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)與水泵機(jī)組自動化保護(hù)裝置相互搭配, 實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)縱差、過流、低頻率、零序差動、失磁、失步、低功率等跳閘保護(hù)。同時通過多種運(yùn)行模式切換,

6、實(shí)現(xiàn)泵站主變、站用變、以及同步電動機(jī)間的靈活搭配完成以上多種保護(hù)功能。在對機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測時,除計量水泵機(jī)組所消耗電量外, 還可以監(jiān)測水泵機(jī)組上下導(dǎo)瓦、推力瓦、水導(dǎo)瓦等部件的溫度、勵磁特性參數(shù)、勵磁系統(tǒng)運(yùn)行工況等數(shù)據(jù)信息,并通過內(nèi)部DSP數(shù)據(jù)處理單元,生產(chǎn)相應(yīng)調(diào)節(jié)控制信號和保護(hù)命令, 保證水泵機(jī)組高效穩(wěn)定的運(yùn)行。微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)還具備智能預(yù)測判斷功能, 系統(tǒng)內(nèi)部程序可以利用歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、波形等參數(shù)信息,通過內(nèi)部智能判斷功能程序, 形成相應(yīng)的故障預(yù)測決策, 便于工作人員及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)部存在的平安隱患, 有效提高機(jī)組運(yùn)行可靠性。微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)還可以將所獲得的實(shí)時數(shù)據(jù)信息通過通信交換機(jī)

7、,利用信號遠(yuǎn)傳通信通道,構(gòu)筑區(qū)域泵站群的動態(tài)監(jiān)測控制保護(hù)和遠(yuǎn)程調(diào)度系 統(tǒng),保證區(qū)域泵站群具有良好的運(yùn)行工況。 5 泵站全局可視化監(jiān)視 在微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)上位機(jī)可視化人機(jī)互通界面上, 設(shè)置了整個泵站的電氣主接線、主變監(jiān)視、水泵機(jī)組單元監(jiān)視、開機(jī)判斷閉鎖流程圖、停機(jī)判斷閉鎖流程圖、油氣水等公用輔機(jī)系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)等層次重疊菜單畫面。泵站運(yùn)行管理人員只需通過鼠標(biāo)直接選取上位機(jī)上各功能菜單項(xiàng)選擇項(xiàng), 就可以對整個泵站系統(tǒng)的運(yùn)行工況狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全方位的了解,便于其制定高效合理的運(yùn)行調(diào)度方案。為了便于管理, 在微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)中為每個運(yùn)行管理人員都設(shè)置了自己的密碼, 只有在管理界面上輸

8、入正確的個人信息后, 方能通過監(jiān)控系統(tǒng)對整個泵站系統(tǒng)進(jìn)行管理。微機(jī)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)中還設(shè)置了多層防護(hù)閉鎖程序, 有效防止人為誤操作事故發(fā)生, 保證整個系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。 二、水利工程的自動化控制管理 1 提高全社會對水利工程建設(shè)重大意義的認(rèn)識。政府相關(guān)部門要加大宣傳力度，讓全社會充分了解水利工程信息化建設(shè)在信息社會背景下的重大意義。同時，加強(qiáng)對相關(guān)人員的教育和培訓(xùn)，讓企業(yè)的管理人員和水利工作人員從信息社會的角度，進(jìn)一步認(rèn)識到實(shí)現(xiàn)水利工程 信息化的總要性和迫切性。 2 加快培養(yǎng)水利工程人才的建設(shè)。水利工程建設(shè)必須培養(yǎng)大量信息化人才。如何培養(yǎng)信息化人才就從兩方面入手，一方面可以通過高等學(xué)校相關(guān)學(xué)

9、科的教學(xué)改革，有針對性地進(jìn)行課程設(shè)置，根據(jù)水利工程對不同層次人才的需求，建立不同的培養(yǎng)模式；另一方面企業(yè)應(yīng)從自身的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)水利工程人才的需求，通過各種途徑積極推進(jìn)員工的培訓(xùn)，加強(qiáng)對水利人員的信息化技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)信息技術(shù)人員的現(xiàn)代水利工程理論與知識培訓(xùn)，培養(yǎng)既能掌握現(xiàn)代化信息技術(shù)，又掌握根本知識。 3 加強(qiáng)信息系統(tǒng)平安建設(shè)，政府相關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)立法，加大對計算機(jī)犯罪的懲辦力度，從法律層面保護(hù)信息系統(tǒng)的平安。企業(yè)必須克服“重建設(shè)輕平安、重技術(shù)輕管理、重使用輕維護(hù)的思想，逐步建立以“檢查與管理、保密與防護(hù)、檢測與防治、測評與效勞為根本架構(gòu)的平安管理和技術(shù)系統(tǒng)，通過管理和技術(shù)兩種手段，使水利

10、工程實(shí)施的企業(yè)信息系統(tǒng)的技術(shù)風(fēng)險防范能力不斷提高到一個新的水平。具體可以包括建立嚴(yán)格的系統(tǒng)加密措施、建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)存貯措施、制定完善的內(nèi)部控制措施等。 4 將強(qiáng)軟件系統(tǒng)的管理。當(dāng)水利工程不再是孤立的系統(tǒng)，而與一個實(shí)時處理、高度自動化的系統(tǒng)，它與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)和外界連接，可以直接從其他系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行一系列的加工、處理、存儲和傳輸。水利工程的報告也可以采用電子聯(lián)報方式進(jìn)行實(shí)時報告，用戶可以隨時獲取有用的水利工程的動態(tài)信息進(jìn)行決策，才能提高工作效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的開展。 結(jié)束語 水利自動化工程是指采用自動化控制技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)水利信息自動采集和水利設(shè)施自動控制的專項(xiàng)工程。計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通訊技術(shù)的高速開展，給水利自動化的開展提供了良好的建設(shè)環(huán)境和技術(shù)支持，水利自動化系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于水文測報、洪水調(diào)度、大壩監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測等水利建設(shè)的各個方面，大幅提升了水利現(xiàn)代化管理水平，為水利工程建設(shè)質(zhì)量和投資效益提高發(fā)揮了巨大的作用。 參考文獻(xiàn) 【1】 賈艷.山西引黃工程全線自動化系統(tǒng)淺談J.