自动化系统在水闸工程应用中的问题与解决方法

张建钢 蔡云

摘 要：本文主要分析水闸工程中自动化系统的应用问题，提出有效的解决办法，根据当前自动化系统的发展情况，将其应用在水闸工程中的难题、不足以及提升应用效果的措施进行深入探究，旨在更好的推动水闸工程自动化发展。

关键词：自动化系统;水闸工程;应用;解决措施

1 概述

水闸工程自动化，是指借助先进的自动化控制技术以及信息化技术，来对水闸的运行状态进行监测，同时还能够实现水闸自动化控制。在这其中，有用于完成控制效果的计算机硬件、系统以及传感器，同时还有完成作业的闸门、起重机、坝体等一系列设备。换句话来说，所谓的水闸自动化，其实是一种计算机辅助工作方式，利用计算机相关技术和设备来完成水闸工程管理工作。对于水闸工程来讲，自动化不仅仅表现在自动开启与闭合，还需要能够实现开启、闭合状态的自动判定，确定开合程度。

从目前大范围泵站和大坝中的闸门工程现状来看，我国已经基本都实现了水闸自动化系统的应用。站在宏观的角度上讲，水闸自动化系统的建设与应用，能够有效大幅度提升水闸的管理水平，从而也充分体现出了水闸的重要性。应用自动化系统后，简化了操作流程，让信息数据传输更加便捷准确，能够实现在线调度，对于解放人工压力、实现少人甚至无人值守，具有很大的推动作用。但自动化系统的应用尚不成熟，仍然会存在些许的问题，只有解决这些问题，才能够得到进一步的发展。

2 自动化系统在水闸工程应用中的问题

2.1 监测数据缺乏精准性

站在水闸自动化的角度来看，其自动化系统如果想要借助自身的指令来让水闸完成系列动作，需要一个最根本的支持，那就是传感设备所监测的数据信息。也就是说，传感器监测到的数据信息如果不具备高精准度，会直接导致系统对水闸运行状态判断失误，进而发出错误的指令，导致水闸最终开合动作出现问题。此种情况一旦发生，不仅会影响到水闸工程的作用发挥，严重时还会引发事故，威胁到人们的生命安全。当前水闸工程数据监测准确性不高的问题主要表现在水位、渗压、闸门开度、闸门荷载、水体流速及流量等相关数据问题。监测一旦存在较大误差，会直接导致自动化系统的指令错误，影响到水资源调度效率。

2.2 运行性能缺乏稳定性

通过对泵站水闸系统进行抽样调查，发现在这些系统中，有一部分的自动化控制系统在运行后期运行缺乏稳定性，导致如今大部分水闸系统依旧还要依靠人工操作来完成水闸开合工作。在对其自动化系统进行深入研究后发现，很多的系统在投入运行初期能够表现出及其流畅的运行效果，验收工作也十分具有科学性。但在长时间运行后，稳定性能开始下降，导致后期需要借助人工操作方式来完成水闸开合。

2.3 系统实用性较弱

在实际应用过程中，由于泵站水闸的建设多处于偏僻的地理位置，导致在专业人才的招聘上比较困难，往往招聘来的人员在专业知识水平上都呈现出一般水准，少有专业知识与技能极强的人才。但自动化系统在应用过程中，对于技术人员的专业能力有很高的要求，很多基层的人员不能对系统进行熟练的掌握以及操作，这也是造成系统在投入运行后期稳定性能差的原因之一，系统在长时间运行后会出现卡死或启动问题，没有专业技术强的工作人员对其进行问题处理，将会直接导致水闸自动化系统后期应用实用效果差。

3 造成水闸自动化控制系统应用出现问题的原因

3.1 水闸自动化工程的特殊性

水利工程的特殊性质，导致很多成熟的自动化技术，明明能够在工业或民用领域有着良好的应用，却无法正常投入到水利工程中。其特殊性主要有以下几个方面：①闸门开启和关闭的操作是具有间歇性特点的，往往一年操作也没有几次，单次性操作，一次操作开几分钟，具有较大的电流冲击，对于相关的器件有着质量上的高要求。造成投入使用的设备具有单次性、间歇性和季节性等特点，由于操作频率低，造成应用在水闸工程上的自动化系统短时间难以发现问题隐患。②水利工程建设多处于偏僻、空旷的地理位置，这样一来很容易让设备面临雷击等自然环境带来的故障，加上偏僻位置会存在电压不稳定、通信信号不强等问题，影响到设备以及系统的运行效率和运行质量。③设备维护困难，在交通不便的偏僻地区，会给厂家后期维护造成极大的不便，且很多的设备都呈现分散的情况，导致维护周期长、维护成本高。④水利工程往往是伴随着土建施工一起进行的，这样一来，会直接导致施工周期时间长，加上施工单位的人才流动性大，长时间的工程，可能会涉及到人员变动，工作衔接时间长，极易造成工程质量难以实现预期标准。

3.2 建设过程中衔接问题

水利工程自动化存在设备更新快、施工技术复杂等原因，很多的设计单位都是只提供設计方案以及工程量的系列清单，中标单位来对工程进行路线详细设计和软件的设计工作。这样一来会导致水闸的自动化系统有着硬件选型不当、软件接口不开放、兼容性差、维修改造困难等一系列问题。如果建设不符合标准，会出现重复建设的情况，不仅会造成资源的巨大浪费，还会因缺乏统一整合造成管理困难。如果在设计阶段便存在不合理的情况，会直接导致建设完成后自动化系统操作使用不便利，很多的操作人员会依旧沿用人工操作，让自动系统成为了空摆设。

3.3 水闸自动化工程建设质量把关不严格

任何一项大的工程，在建设过程中都需要有专门的工作部门来对质量进行把关，一是对质量进行检测，二是靠监理人员来对工程环节进行严格管理。对于水闸自动化工程建设来讲，这两方面都稍有欠缺。在质量检测方面，尚且没有一个系统的自动化工程检测标准，很多的验收都是靠自我演示来完成;而监理工作多是由建设单位委托监理单位来完成，但很多的监理单位都因为缺乏水闸工程相关的专业技术人员而无法实现高质量的监理工作。

3.4 基层使用操作、维护无法及时进行

要想充分发挥水闸工程自动化的效果，需要在基层完成使用操作以及系统的检修维护等相关培训，但目前很多的泵站并没有将此工作进行详细落实和及时跟进，造成设备无法得到充分发挥。

4 解决问题对策与思路

4.1 强化自动化系统运行管理力度

要想更好地解决水闸自动化工程中的问题，需要根据其水闸自动化系统实际的运行情况来进行强化管理。尤其是建设完成的水闸工程，一定要对其定期进行监测工作，将监测结果生成科学报告，上交到管理部门，再由部门来对运行中出现的问题进行统一分析，寻找行之有效的解决对策。

4.2 建设期间落实质量检测体系

在建设水闸自动化工程时，要加强对建设流程已经建设质量的密切检测，这是保证其工程在完成后，能够在投入使用时充分发挥其自动化效果。可以在建设期间由专门的第三方来完成检测工作，通过对设备的施工、安装以及相关数据的收集等对工程建设进行全面的检测与分析，最终以第三方检测的结果作为重要参考依据，完成工程款项的支付。但在这里也需要注意加强对第三方检测的监督力度。

4.3 落实岗位培训与资质评估

加强工作人员的培训与考核，对操作人员进行针对性的技能培训工作，严格落实资质考核，不断提升操作人员的专业知识与技能水平。在这里也要注意，对招聘的人员进行基本的能力考核，確保操作技术人员和管理人员的基础能力都能够满足岗位要求。

4.4 完善自动化系统不足

当前水闸自动化检测方面仍然存在不足，应该根据此种情况来对系统进行科学调整与创新，创建泵站的综合监管和调度系统，结合现存的资源来对税务单位和水闸站的相关数据进行汇总处理，以提高税务平台信息的创建水平，为抗台防汛、科学调度提供重要的基础支撑。

对于系统已经明显呈现老化的情况，要根据电子设备的实际特征来进行优化或者更换。目前很多的水闸系统都是借助ISDN来完成线路连接的，但由于其稳定性差，经常会出现掉线等问题，需要对其进行改善，应用SDH可以极大地提升监测数据。除此之外，还要组建专门的检修维护队伍来对水闸自动化系统进行科学维护，立足于故障点，制定完善的解决方案，让自动化系统能够保持高效、稳定运行，提高自动化效果。

5 结语

将自动化控制技术应用到水闸工程中，能够极大地缓解人工操作的压力，提高操作准确性和效率。但目前我国大多的水闸自动化系统依旧在运行中存在些许的问题，一定要科学认识问题，积极寻找可行的解决方案来让自动化系统运行更加稳定。同时还要做好员工的培训工作，不断提高操作人员的专业知识和技术水平，才能够让自动化系统发挥更好的效果。

参考文献：

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