馬良霄 劉 平
(商丘市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院,河南 商丘 476000)
水閘自動(dòng)化系統(tǒng)通常采用分散式的控制系統(tǒng),因?yàn)樗l所在的環(huán)境都比較惡劣,系統(tǒng)中的液壓還有傳感器設(shè)備等裝置都都會(huì)很快地老化,從而出現(xiàn)錯(cuò)誤的移動(dòng)或者拒絕移動(dòng)的異常情況。所以,研究人員要克服其中的困難,建立一個(gè)較為可靠的水閘自動(dòng)化系統(tǒng),便于水利資源的合理管理,減少洪澇干旱,保證南水北調(diào)工程的順利進(jìn)行,促進(jìn)水利行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
在水閘自動(dòng)化系統(tǒng)中,就目前的情況而言,船閘都是由電腦根據(jù)以往的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)所積累的數(shù)據(jù)來編寫的程序,來進(jìn)行遠(yuǎn)程、智能控制的,它改變以往閘門的手動(dòng)的操作方式,將工作地點(diǎn)由室外變成了室內(nèi),將原本需要較多人才能完成的水閘的開關(guān),調(diào)整改進(jìn)成在值班室內(nèi),集中地操作電腦進(jìn)行遙控。但是,為了避免水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的損壞或者失靈,輔助性的手動(dòng)操作方式不能被舍棄,即使不經(jīng)常使用,但依然有必要在閘門自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮進(jìn)去。
此外,有了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),相關(guān)的管理人員的知識(shí)水平和綜合素質(zhì)也要迅速提高,否則,先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)無法與先進(jìn)的管理水平很好的有機(jī)結(jié)合,也不能最大限度地發(fā)揮水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與效率。
在該系統(tǒng)中,有大量的數(shù)據(jù)需要監(jiān)控,大概分為三類:開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。開關(guān)量包含了閘門的開啟與閉合、閘門上下限位、電機(jī)的開啟與關(guān)閉等等;模擬量就是電源的電流、電壓和功率等;數(shù)字量涵括了不同閘門的閘位、上下游水位等等不同的參量。
以最簡單的閘門的開啟與閉合為例,由PLC不斷收集閘門開關(guān)閉合的狀態(tài)和設(shè)備的即時(shí)情況的各種參數(shù),并且存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫內(nèi),再通過通信接口和控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的鏈接和傳輸,同時(shí)按照控制室中計(jì)算機(jī)的命令采集相關(guān)的數(shù)據(jù)。將所采集的數(shù)據(jù)與實(shí)現(xiàn)設(shè)定的限值進(jìn)行比較,一旦越限或者出現(xiàn)錯(cuò)誤的數(shù)值,立即發(fā)出相應(yīng)的警報(bào),并按照程序預(yù)先設(shè)置的選項(xiàng)進(jìn)行處理。
為了及時(shí)了解水閘內(nèi)外的水情和水閘室外的船只狀況等實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)情況,要對(duì)閘內(nèi)的情況進(jìn)行圖像監(jiān)控。圖像監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像機(jī)、解碼器、視頻切換器、數(shù)字硬盤機(jī)、高速球攝像機(jī)等設(shè)備組成。系統(tǒng)可以錄制單路或者多路的即時(shí)圖像,而且如果需要進(jìn)行查詢,將會(huì)十分的便利,只需要輸入所要查詢的日期,就可以看到當(dāng)時(shí)的影響資料。值班人員在值班室內(nèi)就可以對(duì)水域和船只的的情況有全局性地掌控,有利于他們作出正確的判斷,通過電腦對(duì)水閘的開關(guān)閉合、大小進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制,從而減少監(jiān)督管理人員的負(fù)擔(dān),提高其工作效率。
目前,各個(gè)分站之間都是采用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)系,各個(gè)分站將收集到的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到總站區(qū)的水閘管理中心的控制平臺(tái)和其他地區(qū)的分站進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和水閘的調(diào)度,在網(wǎng)絡(luò)通信的幫助下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)水閘的即時(shí)控制。一旦出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù),各地區(qū)的防汛辦也可以在第一時(shí)間對(duì)水情進(jìn)行了解,從而疏導(dǎo)、減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生及所帶來的人民生命財(cái)產(chǎn)安全的損失。
在雷電頻繁發(fā)生的地區(qū),雷電產(chǎn)生的瞬間將會(huì)產(chǎn)生極高的電壓,而暴露在外界的傳感器材或者電源等設(shè)備會(huì)將電壓引入到系統(tǒng)當(dāng)中。水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的不同部分的電壓無法保持一定的平衡,進(jìn)入系統(tǒng)的電壓將通過通訊線、地線和電源線等元件進(jìn)行泄放,會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成毀壞,造成水閘自動(dòng)化系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。所以,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷保護(hù),將儀器設(shè)備的箱體就近進(jìn)入地網(wǎng),平衡系統(tǒng)內(nèi)部的電位差,減少損失。
由于自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)引張線的觀測也逐漸走向自動(dòng)化的道路。定期的對(duì)自動(dòng)化設(shè)備和引張線設(shè)施等進(jìn)行檢測和維護(hù)可以確保觀測數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。在設(shè)計(jì)時(shí)就要對(duì)箱體本身及其兩端的密封性提出嚴(yán)格的要求,以防蛇或者老鼠等動(dòng)物進(jìn)入保護(hù)箱,從而影響線體的使用和自由。在定期對(duì)引張線的復(fù)位精度的檢測中,一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理,以免影響整個(gè)水閘自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。一旦電流過大時(shí),就會(huì)影響閘門自動(dòng)化系統(tǒng)的正常,因此觀測系統(tǒng)需要采用專用的電源采取穩(wěn)壓及過壓的保護(hù)措施。
水閘自動(dòng)化系統(tǒng)能否良好的運(yùn)行與設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)性和施工建設(shè)的嚴(yán)格性有著密不可分的聯(lián)系。當(dāng)水閘自動(dòng)化系統(tǒng)投入運(yùn)行后,可以改變過去手動(dòng)控制的操作方式,降低相關(guān)的值班人員的需求量,并且明顯地提高調(diào)度控制的效率和精確度。同時(shí),水閘自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系通完美結(jié)合,能夠很好地收集和分析水情的參數(shù),從中總結(jié)規(guī)律,加強(qiáng)和上級(jí)調(diào)度部門或者同級(jí)部門的聯(lián)系和交流,可以更好地提高水情的統(tǒng)籌調(diào)度控制的效率,優(yōu)化工程建設(shè),為社會(huì)主義現(xiàn)代化的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
[1] 宋春杰,王輝水.閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵設(shè)計(jì)[J].科技資訊,2012.