自动化系统在水闸工程应用中的问题与解决方法

申 林，徐 丹

（江都水利工程管理处，江苏扬州225200）

自动化系统在水闸工程应用中的问题与解决方法

申 林，徐 丹

（江都水利工程管理处，江苏扬州225200）

1 概 述

水闸自动化工程是指利用信息技术和自动化控制技术，实现对水闸状态信息和水闸设施自动控制的一项系统工程，其中既包括闸门、坝体、起重机等设备，也包括计算机系统、计算机硬件和相关的传感器设备。水闸自动化系统是对水闸工程实施管理的一种计算机辅助手段。对于水闸而言，实现其自动化不仅仅是能够实现开启和闭合的自动化，还包括能否在需要的时候自动判定是否需要开启和闭合，以及开合程度。

从当前大范围内的泵站、大坝中的闸门工程来看，基本上都建设有水闸自动化系统。总体而言，水闸自动化系统的建设与应用，极大提升了水闸的管理水平，也发挥了水闸的重要作用。在这一过程中，对于人力资源的需求极大程度下降，系统操作简便、数据采输方便，实现了少人值守和在线调度的目的。但是，在自动化系统应用过程中，也出现了一些问题，需要引起我们足够的重视，需要分析其出现的原因并找出解决办法。

2 存在的问题

2.1 监测数据不准确

对于水闸自动化系统而言，监测到的数据直接决定着自动化系统采取的有关动作指令，如果这些数据不准确，将会使自动化系统对水闸状态错判，然后发出错误的指令，使水闸做出错误的开合动作；这样的自动化系统不仅不会使水闸发挥正常的功能作用，有时还会导致破坏性的灾难发生。在目前的水闸自动化系统的应用中，出现的这类问题主要是渗压、水位、闸门开度、闸门负荷、水体流速流量等方面的监测数据。例如，对于某泵站的水闸，在测量时，自动化系统监测到的相关数据分别是渗压192.3kPa、水位15.73m、闸门开度15%、闸门负荷102t、水体流速为3m／s，流量为1024.74m3／h；但是，此时的人工实测数据分别为渗压231.4kPa、水位17.22m、闸门开度20%、闸门负荷97t、水体流速为2.8m／s，流量为1011.35m3／h。从以上数据可以看出，二者的每一项数据都存在较大的差异，这样的误差数据必然会导致自动化系统在进行闸门闭合时出现错误的指令，无法有效调度水资源。

2.2 功能失效

从对许多采用自动化系统的水闸工程进行抽查的结果来看，许多自动化控制系统的实际功能与设计的标准明显不符，有些甚至根本无法满足基本的控制功能。

2.3 性能不稳定

对许多泵站水闸系统的抽查来看，存在部分自动控制系统在后期已经无法使用，维护人员还是采用人工操作水闸的开合。经过询问，许多现场人员反映，自动化控制系统在初始使用阶段都比较顺利，也能正常验收；但是在使用一段时间后，就会性能不稳定，甚至出现不能使用的现象，导致不得不采取人工操作。

2.4 实用性不强

在水闸自动化控制系统应用过程中，由于许多泵站地理位置偏僻，招聘不到具备较高知识水平的人员进行运行管理，而不得已聘请一些知识水平不高的人员；但是由于操作系统对于人员知识水平要求较高，基层人员使用不熟练甚至不会使用。长期不使用自动化控制系统，就会在后期使用时出现系统卡死、无法启动等故障；这样的问题也导致整个系统实用性较差。

3 原因分析

3.1 水闸自动化工程的特殊性

在水闸自动化系统中采用的控制技术，在许多工民建领域都取得了很稳定的应用成果，但是这些技术应用到水闸工程中就会出现各种问题，这主要是因为水闸工程具有一些特殊性：首先是设备使用的间隙性、单次性、季节性；其次是设备运行条件一般较差，电压不稳定和通信信号不稳定等；最后是设备比较分散，维护工作不到位。

3.2 水闸自动化工程建设质量把关不严格

任何一项工程建设项目，工程质量的把关，一方面需要依靠监理人员，另一方面则需要质量检测；对于水闸自动化工程而言，这两个方面都缺乏。尽管建设单位委托了监理单位进行质量控制，但是很多水闸工程监理单位都缺少专业技术人员；而质量检测方面，自动化工程质量检测工作目前还是一个空白，工程验收大部分依靠施工单位的自我演示。

3.3 基层使用操作、维护无法及时进行

对于水闸工程而言，需要定期进行基层使用操作培训和系统维护工作，但是，许多泵站相关工作并没有及时跟进，使得设备在需要的时候无法有效使用。

4 解决对策

4.1 加强自动化系统运行管理

对于水闸工程自动化过程中存在的问题，首先的解决对策就是加强对自动化系统的运行管理。尤其是对于那些已经建成的水闸工程，应定期进行运行情况跟踪，并把跟踪结果整理成有效的报告文件，将结果反馈到工程的建设方、施工方、设计方以及相关的管理部门，便于对相关问题的根源查找及问题的解决。

4.2 在建设过程中实行质量检测制度

对于水闸自动化系统建设工程，应加强对建设过程中的质量检测，这是保证后期工程发挥重要作用的基础。对此，可以采取增加第三方检测公司的环节。对于设备的质量、安装效果、数据采输质量，一切采用检测结果说明问题，以第三方的检测结果作为工程款项支付的主要依据之一；同时，也应加强对第三方检测公司的监督。

4.3 加强岗位培训和资格考核

对水闸自动化控制系统的直接使用人员进行自动化的专项岗位培训，并进行资格考核，提升他们理论水平的同时增强他们的实践能力，并考核操作技能，保证相关操作和管理人员能够胜任各自岗位的工作。

5 结 语

对于水闸工程而言，采取自动化控制技术能够极大提升水闸系统发挥其作用。在实际的水闸自动化控制技术的应用过程中，虽然会存在一定的问题，但是，只要相关人员能够从根本上认识水闸自动化的意义和作用，做好自动化系统的使用操作与维护工作，必然会使水闸工程中自动化控制技术取得较好的应用效果。

［1］ 郭 贵．自动化系统在水闸工程应用中的问题分析及对策［J］.江淮水利科技，2012（1）：15_24.

［2］ 张利青．水闸工程的安全综合评价系统研究［D］.扬州：扬州大学，2008.

［3］ 郑茂海．水闸安全评价理论与应用研究［D］.济南：山东大学，2010.

［4］ 刘 丽．水闸工程病害及可靠性评价方法研究［D］.南京：河海大学，2004.

责任编辑 吴 昊

2015－02－03

申 林（1989－），男，助理工程师，主要从事电气工程自动化方面的研究工作。

E_mail：forest9891＠163.com