陳小龍

（1.西安迪飛科技有限責(zé)任公司 陜西 西安 710018；2.陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 陜西 西安 710018）

1 前言

水利行業(yè)較石油、化工、冶金、輕工業(yè)等行業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)較晚，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)和系統(tǒng)工程等專(zhuān)業(yè)的高速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水文測(cè)報(bào)、洪水調(diào)度、大壩監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制等水利建設(shè)的各個(gè)方面[1]，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。近些年，自動(dòng)化技術(shù)以水利相關(guān)信息的自動(dòng)采集和水力設(shè)施的自動(dòng)控制為著力點(diǎn)，在陜西水利行業(yè)的應(yīng)用趨勢(shì)明顯上升，各新建、改造水利工程在運(yùn)行管理過(guò)程中生產(chǎn)效益顯著提高，勞動(dòng)成本和強(qiáng)度明顯下降，但仍然存在一些問(wèn)題。筆者根據(jù)自身從事自動(dòng)化測(cè)控技術(shù)咨詢(xún)、設(shè)計(jì)、實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)水利工程自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并就自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的建設(shè)和管理提出了合理建議。

2 水利工程自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 系統(tǒng)建設(shè)情況

由于自動(dòng)化技術(shù)在石油化工行業(yè)應(yīng)用早、范圍廣，因此水利行業(yè)實(shí)施自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)也大都以石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，適用性欠佳。近些年，隨著自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)在水利工程中的普遍應(yīng)用，水利部頒布了諸如《水資源監(jiān)控設(shè)備基本技術(shù)條件》（SL426—2008）、《水利水電工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL612—2013）、《水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（SL515—2013）等一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為陜西省在水利工程中配套建設(shè)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。目前，陜西省新建、改造水利工程大都配備了自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)，各工程普遍都包括數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。

2.1.1 系統(tǒng)主要配置

除前文提到的必不可少的五大系統(tǒng)外，一般還會(huì)根據(jù)工程實(shí)際情況增加繼電保護(hù)系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、衛(wèi)星校時(shí)系統(tǒng)等，下面主要對(duì)五大系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)：位于值班室或中控室，包含工業(yè)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、操作臺(tái)等硬件設(shè)備和監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)等軟件。

通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：主要是采用以太網(wǎng)、GPRS/3G運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、數(shù)傳電臺(tái)、衛(wèi)星通道等途徑將計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)或其他系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，以達(dá)到采集數(shù)據(jù)、控制設(shè)備、共享數(shù)據(jù)等目的。

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：主要指的是用于數(shù)據(jù)采集的前端儀表，如：流量計(jì)、液位計(jì)、溫度計(jì)、閘位計(jì)等，這些設(shè)備的集成化程度往往根據(jù)具體的工程需求進(jìn)行選擇，一般儀表監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)入PLC、RTU等設(shè)備。

設(shè)備控制系統(tǒng)：現(xiàn)地控制單元與PLC、RTU共同組成該部分，向上提供設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，向下向設(shè)備下達(dá)運(yùn)行命令。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：該系統(tǒng)普遍由硬盤(pán)錄像機(jī)和前端視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)構(gòu)成，既可獨(dú)立運(yùn)行，也可嵌入到整個(gè)系統(tǒng)中。

圖1 自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 某測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件界面圖

2.1.2 系統(tǒng)應(yīng)用軟件

自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的核心在于計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件，該軟件一般采用已經(jīng)產(chǎn)品化的組態(tài)軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)進(jìn)行通訊、展現(xiàn)工藝流程、采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程控制設(shè)備、異常情況報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行管理情況

目前，就筆者接觸到的大部分水利工程而言，在自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)建成后，普遍都能有效改善運(yùn)行管理環(huán)境，減少運(yùn)行管理人員，為實(shí)現(xiàn)水利工程的“無(wú)人值班（少人值守）”創(chuàng)造了條件，發(fā)揮了積極的作用。

（1）通過(guò)自控系統(tǒng)的建設(shè)，水利工程運(yùn)行管理單位也都建立了自控系統(tǒng)管理制度及操作流程，為現(xiàn)場(chǎng)操作提供了指導(dǎo)。

（2）針對(duì)自控系統(tǒng)的運(yùn)維，各運(yùn)維單位都設(shè)立了自控系統(tǒng)運(yùn)行管理隊(duì)伍，但基本都是日常值班隊(duì)伍，且大都只知操作，不知維護(hù)。

（3）由于自控系統(tǒng)建設(shè)水平參差不齊，部分工程存在實(shí)際運(yùn)行與預(yù)期相差較遠(yuǎn)，存在著重建設(shè)輕應(yīng)用的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致自控系統(tǒng)有可能不能完全發(fā)揮作用。

（4）由于水利行業(yè)的特殊性，部分工程只有在豐水期才會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，自控系統(tǒng)的使用也就變得不是那么頻繁，造成了自控系統(tǒng)長(zhǎng)期擱置，缺乏養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致部分元器件失靈的情況發(fā)生。

3 存在的主要問(wèn)題

縱觀自控系統(tǒng)在水利工程中的應(yīng)用情況，主要存在以下方面的問(wèn)題：

（1）水利自動(dòng)化投資受限

很多水利工程在規(guī)劃、設(shè)計(jì)之初都有自控系統(tǒng)的考慮，但后期往往由于整體工程投資受限，不得不將自控系統(tǒng)的投資進(jìn)行壓縮，從而使得部分功能或設(shè)備缺失[2]，導(dǎo)致整個(gè)自控系統(tǒng)自動(dòng)化程度降低，這種現(xiàn)象在中小工程或地方投資的項(xiàng)目中十分常見(jiàn)。

（2）招投標(biāo)環(huán)節(jié)存在不足

水利自動(dòng)化工程的設(shè)備和技術(shù)相對(duì)更新較快，設(shè)計(jì)單位只提工程量清單，且該部分工程往往包含在主體工程的某個(gè)標(biāo)段中。自控系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)大都在開(kāi)工后由分包施工單位承擔(dān)，這就造成了自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施缺乏審查、監(jiān)管，存在隨意性較大，不能完全保證工程質(zhì)量的問(wèn)題。

（3）施工過(guò)程缺乏有效監(jiān)督

水利工程自動(dòng)化在施工過(guò)程中，要么由分包標(biāo)段監(jiān)理單位進(jìn)行監(jiān)理，要么沒(méi)有監(jiān)理，而無(wú)論那種情況，都存在著沒(méi)有自控專(zhuān)業(yè)的監(jiān)理人員，缺乏對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的有效監(jiān)督。

（4）質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)難把握

在工程驗(yàn)收時(shí)，由于缺乏自控系統(tǒng)的具體驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)而難以具體操作，質(zhì)量評(píng)定單位和業(yè)主往往只能從儀表、設(shè)備的數(shù)量、外觀、安裝等方面進(jìn)行驗(yàn)收，很難深入到具體功能和突發(fā)情況預(yù)警等方面，這給施工單位偷工減料留有了空間。

（5）自控系統(tǒng)缺乏有效維護(hù)

工程驗(yàn)收、整體移交后，運(yùn)營(yíng)單位沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)維護(hù)自控系統(tǒng)，當(dāng)初的施工單位也很難及時(shí)到位，因此，自控系統(tǒng)長(zhǎng)期處于缺乏維護(hù)狀態(tài)，導(dǎo)致部分設(shè)備性能或指標(biāo)下降，從而有可能會(huì)致使整個(gè)自控系統(tǒng)癱瘓。

4 建議及對(duì)策

為了保證水利投資充分發(fā)揮效益，水利自動(dòng)化系統(tǒng)除了要建設(shè)好之外，更要管理好，解決這些問(wèn)題還需要很長(zhǎng)的一個(gè)過(guò)程，筆者根據(jù)以上問(wèn)題提出了一些建議：

（1）在工程招投標(biāo)環(huán)節(jié)加強(qiáng)資質(zhì)管理

在包含有自動(dòng)化系統(tǒng)的水利工程中，嚴(yán)格劃分標(biāo)段，可以將自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)單獨(dú)成標(biāo)強(qiáng)化資質(zhì)要求，例如可以同時(shí)要求具有系統(tǒng)集成資質(zhì)和水利行業(yè)資質(zhì)，因?yàn)檫@兩類(lèi)資質(zhì)內(nèi)容都包含有自控系統(tǒng)的相關(guān)部分。

（2）工程建設(shè)中嚴(yán)格執(zhí)行第三方檢測(cè)機(jī)制

水利工程自動(dòng)化工程監(jiān)測(cè)相比較傳統(tǒng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和技術(shù)而言，起步較晚，且自動(dòng)化工程質(zhì)量檢測(cè)及管理目前還處于缺失狀態(tài)，研究出臺(tái)相關(guān)檢測(cè)及驗(yàn)收的技術(shù)規(guī)范勢(shì)在必行，重要的工程還要實(shí)行第三方檢測(cè)。

（3）加強(qiáng)崗位相關(guān)培訓(xùn)

在基層單位管理人員中開(kāi)展自動(dòng)化專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)，通過(guò)操作培訓(xùn)及考核保證基層員工都能勝任崗位，激發(fā)工作人員學(xué)習(xí)熱情，加強(qiáng)其掌握技能的能力，保證自動(dòng)化系統(tǒng)的使用及后期維護(hù)。

（4）依托水利行業(yè)信用市場(chǎng)建設(shè)，逐漸規(guī)范市場(chǎng)

目前，陜西省已經(jīng)建立水利行業(yè)市場(chǎng)主體信用體系，下一步將會(huì)逐步建立企業(yè)信用評(píng)價(jià)機(jī)制。在這期間，完全可以將自動(dòng)化施工企業(yè)納入其中，對(duì)其系統(tǒng)運(yùn)行狀況和售后服務(wù)工作進(jìn)行監(jiān)督，迫使其不斷提高信譽(yù)度，為水利自動(dòng)化事業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。陜西水利

[1]黃祚繼,黃忠赤,馬浩.水利工程自動(dòng)化現(xiàn)狀與適應(yīng)技術(shù)分析研究[J].《水利建設(shè)與管理》

[2]盧常亮,趙振.水利自動(dòng)化工程存在問(wèn)題分析及建議[J].《科技傳播》