【摘要】水利工程電氣自動(dòng)化工程一般包括：閘門監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)、泵站監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)、大壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。近年來，中型以上的水利工程幾乎都建有自動(dòng)化系統(tǒng)，部分小型水利工程也安裝了自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控。本文簡(jiǎn)述了電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)，對(duì)水利工程電氣自動(dòng)化及其應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；特點(diǎn)；水利工程；應(yīng)用；

一、電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化從20世紀(jì)50年代在我國(guó)出現(xiàn)并發(fā)展，其主要表現(xiàn)兩大特點(diǎn)：（1）便捷性。由于電氣自動(dòng)化技術(shù)的便捷性，能夠有效地節(jié)約人力資源，提高實(shí)際工作效率，使電氣自動(dòng)化有著巨大的潛在使用價(jià)值。（2）廣泛性。得益于電氣自動(dòng)化技術(shù)的便捷性，而且能滿足生產(chǎn)運(yùn)行質(zhì)量要求，加之操作簡(jiǎn)便，符合時(shí)代發(fā)展的潮流。因此，在諸多產(chǎn)業(yè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用，例如電力生產(chǎn)、加工制造等方面。

二、水利工程電氣自動(dòng)化的分析

1、水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)大都采用二層或三層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，第一層為現(xiàn)地測(cè)量控制層，第二層為集中監(jiān)控層，第三層為生產(chǎn)調(diào)度管理層。系統(tǒng)各單元間的測(cè)控計(jì)算機(jī)均通過TCP/IP高速以太網(wǎng)連接，其主控級(jí)與現(xiàn)地單元級(jí)以及現(xiàn)地單元級(jí)間采用星形以太網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)連接，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)大都采用了網(wǎng)線和光纜相結(jié)合的模式?？刂茩?quán)分生產(chǎn)調(diào)度管理層、集中監(jiān)控層、現(xiàn)地測(cè)量控制層三級(jí)，控制權(quán)可以進(jìn)行設(shè)置和切換，優(yōu)先順序?yàn)椤艾F(xiàn)地測(cè)量控制層—集中監(jiān)控層—生產(chǎn)調(diào)度管理層”。

2、水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的主要硬件配置。（1）現(xiàn)地測(cè)量控制層一般都是由現(xiàn)地傳感器或變送器、現(xiàn)地智能儀表、PLC控制系統(tǒng)等部分組成?，F(xiàn)地傳感器或變送器主要包括開度傳感器、荷重傳感器、水位變送器、壓力變送器等；現(xiàn)地智能儀表主要包括開度測(cè)控儀、荷重測(cè)控儀、水位儀、電流表、電壓表等；PLC控制系統(tǒng)主要由PLC系統(tǒng)與其輸入輸出接口及其電源按鈕等部件組成。（2）集中監(jiān)控層一般都是由主控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、打印機(jī)、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等部分組成。系統(tǒng)主控應(yīng)用軟件安裝在主控計(jì)算機(jī)中，可通過主控計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作控制。（3）生產(chǎn)調(diào)度管理層一般由調(diào)度管理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印機(jī)、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等部分組成，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度管理和實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。

3、水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的操作。水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)是一種硬件和軟件相結(jié)合的系統(tǒng)，其硬件環(huán)節(jié)多而分散，影響因素多，且間歇性使用，必須定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，以保證系統(tǒng)在需要使用時(shí)能正常可靠地工作，因此對(duì)操作維護(hù)人員的素質(zhì)要求較高。

三、電氣自動(dòng)化在水利工程中應(yīng)用分析

結(jié)合某水利工程進(jìn)行分析。

1、設(shè)備選型及設(shè)計(jì)。水利工程自動(dòng)化水平的不斷提升，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化元件的需求越來越高。但是目前大多數(shù)自動(dòng)化元件都存在性能穩(wěn)定性不夠、精確度不高以及靈敏度不好等缺陷，這在一定程度上對(duì)水利工程項(xiàng)目的安全造成了影響，因此必須結(jié)合工程實(shí)際對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)。

2、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)模式的智能控制。某水利工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化之后，完成了同時(shí)關(guān)停機(jī)以及發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相的管理，并且智能化控制使其可以獨(dú)立進(jìn)行。電氣自動(dòng)化使水利發(fā)電站各組在達(dá)到經(jīng)濟(jì)需要的前提下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且針對(duì)不同狀況使指定的機(jī)組自動(dòng)開始運(yùn)作，讓負(fù)荷在機(jī)組間進(jìn)行最合理的分配。由于其控制發(fā)電機(jī)組的開關(guān)的特點(diǎn)，即可按照負(fù)荷的要求以及理論上的最大功率智能地進(jìn)行機(jī)組間的變換，使實(shí)際功率盡量達(dá)到最大化。智能控制的還有一個(gè)好處就是，在出現(xiàn)未知的事故或者洪澇災(zāi)害導(dǎo)致機(jī)組頻率低下的時(shí)候，備用機(jī)組會(huì)受到智能控制的響應(yīng)而展開相應(yīng)任務(wù)，而反之在汛期來臨時(shí)，智能控制則可以使一些機(jī)組處于斷開狀態(tài)，避免機(jī)組受損。

3、水輪發(fā)電機(jī)組及其周圍重要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。在某水利工程中，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，不僅對(duì)水利工程項(xiàng)目中發(fā)電機(jī)組的定子與電子中的電路進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)，而且還可以判定發(fā)電機(jī)定子繞組以及鐵芯中的溫度是否超出設(shè)定數(shù)值。除此之外，利用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)性能，還實(shí)現(xiàn)了監(jiān)督發(fā)電機(jī)組的各項(xiàng)指標(biāo)，如潤(rùn)滑、制冷溫度、變速頻率等。更重要的是，假設(shè)這些指標(biāo)其中之一發(fā)生未知故障，系統(tǒng)都會(huì)采取相應(yīng)措施，并且向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

4、對(duì)周圍重要設(shè)備的智能控制。利用電氣自動(dòng)化已經(jīng)可以達(dá)到智能控制某水電站的各種設(shè)備。其中，電氣自動(dòng)化已經(jīng)可以達(dá)到了對(duì)各種油泵、水泵和空壓機(jī)等進(jìn)行熟練的智能控制的地步，并且在這個(gè)過程中如有問題出現(xiàn)，輔助設(shè)備即可立刻投入運(yùn)作；對(duì)于像變壓器、輸電線路等這樣的基礎(chǔ)電力設(shè)備來說，其控制、檢測(cè)和保護(hù)工作也已經(jīng)受到智能的影響；同時(shí)，電氣自動(dòng)化還可以針對(duì)水工建筑物的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，比如掌握發(fā)電機(jī)組的工作情況，記錄水位的高低變化，保護(hù)飲水壓力管等。

5、調(diào)整水電站運(yùn)行成本。電氣自動(dòng)化應(yīng)用于某水利工程以前，幾乎一切監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)以及保證安全的工作都需要人工自行完成，因此在工作過程中人為的失誤有著很高的發(fā)生概率，并且對(duì)于人才的需求量很大，增加了勞動(dòng)成本。某水利工程應(yīng)用電氣自動(dòng)化之后，使得工作人員在數(shù)量上得到銳減，大量地節(jié)省了人力成本。并且通過電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，使得發(fā)動(dòng)機(jī)組能夠?qū)C(jī)組發(fā)電強(qiáng)度智能增減，此應(yīng)用所造成的經(jīng)濟(jì)效果非常明顯。另外，在安全以及事故預(yù)防等工作方面，經(jīng)過了電氣自動(dòng)化應(yīng)用的水電站都會(huì)安裝報(bào)警系統(tǒng)與自我保護(hù)裝置，在事故發(fā)生時(shí)，能夠有效防止水電站發(fā)生崩潰，避免損失。因此，在實(shí)行對(duì)于水利工程項(xiàng)目中的電氣自動(dòng)化的應(yīng)用時(shí)，要注意水電站運(yùn)行成本的統(tǒng)籌與整合，即提高經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)，節(jié)約人力成本，加大安全成本投入的同時(shí)，降低事故損失成本。

結(jié)束語

水利自動(dòng)化系統(tǒng)是水利工程的輔助工程，也是水利工程安全運(yùn)行的重要系統(tǒng)。自動(dòng)化系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)真實(shí)有效與否直接關(guān)系到水利防汛抗旱部門的決策效果，因此加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳永志.PLC在排水泵站自動(dòng)化監(jiān)控中的應(yīng)用[J].科技資訊.2011（09）