水利工程自动化精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇水利工程自动化，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：水利工程；管理；自动化；措施

引言

水利工程是我国农业的命脉，特别是对于现代农业的发展，有着至关重要的作用，因此，要实现农业现代化信息化的转型，就必须提高水利工程建设。在水利工程建设中，根本是建设，关键是管理，要保证水利工程的建设质量，就要采取措施，解决水利工程管理方面存在的问题。

1 水利工程管理方式的发展

随着时代的变化和社会的发展，水利工程的管理方式、管理内容和方法在不断改进。在古代，唐代颁发执行的水利工程管理法规是《水部式》，它对分水比例、灌溉制度、管理行政和工程维修等各方面都有明确规定[1]。50年代初，新建成的水利工程，都建立了相应的管理机构，使得水利工程管理的工作有正规化的条例[2]。1954年，开始选择一些标志型水利工程，制定管理规范，其他水利工程参照此规范制定适合的管理规范，并对管理人员进行培训，进一步提高管理工作水平[3]。1956年，为了水利工程便于分级管理，划分了水库、水闸的等级标准。70年代初，国际组织力量治理永定河官厅水库的水质污染问题，保护水质成为了水利工程管理工作中的新内容。70年代末至80年代初，规定水利工程的管理任务为“安全、效益、综合经营”，水电站的任务为“安全、经济、多发多供”[5]。1983年，制定了“加强经营管理，讲究经济效益”的水利工作方针，把水利工作的重心转移到提高经济效益上来，要求对现有的水利工程进行技术改造，加强经营管理，以此提高经济效益[4]。80年代后，计算机和短波、微波通讯开始被使用在防汛和调度系统中，部分大型的水利工程采用优化调度方式，工程较多的水电站实行联合优化调度[5]，河流泥沙多的水库中采用“蓄清排浑”[6]的调度方式，以此延长水库寿命。随着我国自动化信息化技术的不断发展，水利现代化建设进程的不断加快，水利工程建设管理由传统的经验管理，开始转换为现代化、自动化、智能化的管理。

2 水利自动化工程管理存在的问题

现如今，虽然我国的水利自动化信息化技术发展得越来越成熟，但依旧存在一些问题，主要有以下几点：（1）缺乏统一规划。我国水库存在的最大的问题便是缺乏统一规划，我国水利系统的自动化技术建设起步比国外晚很多，大多水利工程管理人员习惯性遵循传统的运营模式，就难以形成统一的规划，无法实现水库的联网管理[7]。（2）监测手段和管理模式相对落后。目前，我国已建的一些大型水库，大都建筑于年降水量较大的地区，梅雨季节的水量难以控制，在水灾时期存在着安全隐患，极易引发安全事故[8]，要提高我国的水库对水位、雨情的监测能力，消除安全隐患。（3）水库综合自动化系统不能形成统一的网络。水库涉及水量、水质、水情等信息，信息量大，水库对这些信息没有一个统一的管理系统，也没有能够形成统一的网络管理，就无法实现信息共享，从而给水资源的调度、统一配置和管理造成了困难[9]。

3 提高水利工程管理水平的措施

水利工程管理是一项系统长久的工作，为了保证水利工程高效安全的运行，提高水利工程的管理水平，需要从加强软件要求和注重硬件建设这两方面入手。

3.1 建立服务于水利工程管理的信息化、数字化、智能化的软件系统

在实际的水利工程中，一般将可编程序控制器PLC和组态软件相结合，设计水利工程的控制系统，它能够有效地提高水利多闸门管理的自动化水平。水利工程管理软件会涉及到大量数据的存储与处理，要实现自动化管理，就要建设基础的数据库与数据中心，实现信息的共享。自动化控制中，必然少不了使用新技术，随着信息技术的发展，现如今应用广泛的新技术主要有如下几个方面：（1）数据库与数据仓库。数据库就是指数据的集合，用来描述一个或者多个相关组织的活动。它不仅可以实现与数据处理有关的功能，还能够实现地图、空间数据、多媒体、矢量信息数据的存储和管理，采用分布式数据库技术，从两点数据分步式共享到多点数据分步式共享。（2）视频监控技术。视频监控主要用来监视和控制远程地点或者重要区域，通过视频采集设备实时采集视频文件，并同时传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情况，及时发现问题并进行处理，视频监控技术在水利自动化工程中得到了广泛的应用[10]。（3）空间信息技术。空间信息技术包括航天航空遥感、卫星通信、全球定位系统和地理信息系统等专业技术领域，航天航空遥感、全球定位系统和地理信息系统被统称为3S，技术它以地理信息系统为核心，对空间数据进行实时采集、处理、分析等。

3.2 合理选用信息化、自动化硬件设备

PLC是自动化系统的基础，在水利工程自动化控制系统的设计中，一般采用可编程序控制器（PLC）、上位机组态软件和现场检测仪表结合的模式，PLC的编程软件采用西门子公司的STEP7-Micro/WIN32编程软件，上位机软件采用组态王和WinCC相结合的模式。

以实际工程为例，基于DSP的水利工程闸门自动化管理系统的硬件框图如图1所示。

合理配置技术与设备，尽量选用国产信息化和自动化设备，现代国产设备的功能、稳定性和可靠性都比较好，可以满足自动化控制系统的需要，采用国产设备能够有效地降低投资费用，以及运行维修的成本，不仅提高了系统的性价比，也提高了我国的自动化信息化水平。

4 结束语

现如今，我国已建水利工程众多，为了提高水利工程的管理水平，需要不断加强软件要求，建立用于水利工程管理的智能化的软件系统，同时注重硬件建设，合理选用自动化、信息化的硬件设备，设计人员也需要不断学习新技术，将新兴的信息技术应用于水利工程中，不断提高水利工程的自动化管理水平。

参考文献

[1]牛运光.国内外水利工程管理简介[J].东北水利水电，1986（7）.

[2]何德宇.浅谈洪潮江水库工程建设与管理[J].城市建设理论研究，2012（9）.

[3]刘元绘.三河闸工程50年管理的技术进步[J].中国水利学会学术年会，2005.

[4]杨昊.浅谈水利工程管理[D].邯郸：河北工程大W，2012.

[5]陈永贵，张可能，魏中超.高压喷射灌浆构筑垂直防渗板墙围井试验[J].探矿工程，2002.

[6]郭生练，陈炯宏.水库群联合优化调度研究进展与展望[J].水科学进展，2010.

[7]江海.水利信息化管理技术研究[J].科技风，2010（4）.

[8]李涛.浅谈水利工程建设管理存在的问题及对策[J].灵武市水务局，2012（8）.

[9]蒋斌，黄海田，王朝俊.江苏水利信息化与自动化的现状及其发展方向[J].水利水文自动化，2010（2）.

篇2

 

人类文明的发展随着1946年世界上第一台电子计算机的诞生，进入了一个新时期，其发展速度之快、功能之强大以及对对经济社会发展影响之深远不可不谓令人惊叹，军事等状况，是任何一种工业产品所无法比拟的。信息工业己成为第一工业。水利行业的发展特别是大型水利设施的正常运行更是离不开现代化的管理工具和手段——电子计算机，才能更好的促进其的发展，满足国家与人民对于水利发展的需求。

 

1自动化的特点与水利设施的结合

 

1.1自动化的特点

 

(1)便捷性：自动化将电子科技、计算机技术、网络技术集于一体，极大的促进了生产的自动化程度，这些具有自动化的产品对于人们的生活有了巨大的提升作用，节省很大的人力物力，为人们的生活与生产提供了更多的便捷。

 

(2)广泛性：自动化的发展己经渗透到我们生活的方方面面，例如我们现在每天乘坐的地铁、电梯和公交、工厂的自动化生产线等等。可以说我们现在的生活离不开自动化。

 

(3)高效性：自动化是今天科学技术发展的结果，它对于提高我国的生产力发展水平，提升我们的经济实力与竞争力有着不可估量的作用。反过来，自动化的技术又会对于我国的科学技术有着强大的推动作用，这样就加大我国的产品的科技含量，提升产品的价值，因此自动化具有高效性。

 

1.2自动化与水利设施的结合

 

过去水电站水利设施、运用技术对于水资源的使用效率较低，能源浪费严重，工人生活环境恶劣，生产成本高。虽然随着信息科技的发展与国家资金的投入，己有所好转。水利设施的自动化对于电能质量的提高、都有着巨大的优势。不仅能减少人工成本，而且在安全与效益上，也有着大的提升。所以自动化技术与水利设施的结合是水利发展的需要，也是时代的需求。

 

2水利工程自动化管理不足

 

2.1工程自动化管理的不足

 

各个相关部都缺乏整体的规划、规范标准及理论体系，各个部门的建设也都是根据符合自身管理模式的相关信息系统进行建设的，所以各个部门所建设的系统存在很多重复的情况，而且数据也是各用各的，不能有效地实现数据的共享，所以也就导致出现‘‘信息孤岛”的现象。还有，在我们国家，在水利工程管理自动化的建设过程中，都缺乏了一种整体信息技术体系的模式规范。虽然在水利工程的管理信息系统的项目建设中，信息技术己被普遍应用，但是由于缺乏水利工程管理自动化的共性及特性研究，到目前为止，在水利工程自动化建设方面我国还是没有完整的信息技术系统。

 

2.2水利工程管理的自动化仍需改进

 

第一，从进行水利工程管理自动化建设的管理者的角度来说，要想建立一个以国家或者某个地方为立足点的管理方案，就应该以水利工程专题自动化管理的共性以及特性为基础，建立起一套符合水利工程自动化建设的信息管理系统，这样就能够实现水利工程应用管理的信息，在纵向以及横向之间可以通畅的传递。第二，从水利工程应用自动化的管理角度看，不仅要进行及时的监督和评估以确保建设的成果，同时还要保证水利工程建设的顺利展开。除此之外，就是及时的对水利资源的动态进行严格的监测与管理，从而达到为水利工程可持续性的发展提供更加有效的决策与支持的目的。第三，从其实际的理论角度来看，水利工程管理的自动化建设还及其需理论的支撑与鼓励，还需对水利工程管理的自动化主体理论、水利工程管理的自动化基础理论等一些理论所组成的理论体系，进行深入的全面的研究与分析，从形成一套更适合于水利工程管理的自动化建设的基础理论。

 

3针对微机自动化的控制系统

 

3.1对水泵机组的监测与控制

 

首先，微机自动化的监控系统会及时的打开防洪闸门，启动清污机进行清扫，并使用电动机组的励磁系统实施动态检测，对其进行判断确认他是否具有良好的工作状况。当系统展开判并确认各类程序都达到了启动的条件，且满足了设计师所预设的参数时，微机自动化系统才能正式的进入开机控制程序的模式。在启动后，水泵机组就可以进入实际正常的运行过程，此时的微机自动检测系统便会进入实时的检测动态，对程序进行全面控制，再使用相关的传感器元件，对检测系统的工作状况的特性数据与内部运算程序的动态相结合，进行深入分析再对其进行合理的判断，并随机进行记录做出适当的调节，以保证机组何时候都处于最优的运行工作情况。而在其进行自动查的过程之中，系统若发现了严重的故障时，便会及时做出相应的举动操作相应的程序来进行并完成事故的报警或跳闸动作。

 

3.2对公用辅机系统的监测控制

 

水泵机组能够高效稳定的运行，水、气、油等公用辅机系统是必不可少的。在微机的监控系统中，它可以自动的采集各种辅机系统的所进行运行特性数据，再根据水、汽、油的不同的实际情况来判断，以达到及时的采取应对措施的目的。与此同时，水泵机组可以使用其内部的DSP数据来处理单元动态的记录，如加油的时间及所加的油量等一系列数据的记录，有效的为水利管理工作者提供了准确的参考数据及信息，使其可以更加深入的分析研究油系统的运行性能。同理可知，在铺机的监控系统中，除油之外我们还能够对水、气等系统的工作压力及状态的参数信息，及时的进行合理的判断与动态的采集，以保证所有公用的辅机系统都能够长久的保持良好运行的工作状况。

 

3.4对保护系统的监测控制

 

在机组进行监测的时候，除计算其所消耗的电量之外，还能够对推力瓦等部件的励磁的特性参数、励磁系统运行的温度以及工作状况等数据信息进行动态的监测，并通过内部的DSP数据处理单元做出相应的调节，控制的信号以及保护的命令，以保证水泵机组能够稳定及高效的运行。

 

3.5泵站全局可视化监视

 

为了便于更好的进行管理，可为每个系统运行的管理工作人员在微机自动化的监测控制系统中设置自己个人的密码，只有在系统管理的界面上正确的输入自己的个人信息后，才能使用微机监控系统，对整个泵站进行整体的监控及管理。泵站的运行管理工作者，仅仅只需要直接使用鼠标选取界面上位机的各种菜单功能选项，这样就可以是工作人员更加方便简洁全方位的了解整个泵站系统的运行数据信息及工作情况状态，有利于管理工作者制定出更加合理高效的调度运行计划。在整个微机自动监测系统之中，我们还能够设置多层防护的闭锁程序，可更加有效的防止人为的错误的操作事故发生，以保证整个系统可以稳定高效的运行。

 

4结论

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泵站建设是国家公益性事业，自动化控制提高了泵站的技术管理水平和运行效能，但是预警系统又较高的保证了运行的安全性和可靠性，大幅降低了安全生产事故的发生，避免了不必要的损失，在当前泵站自动化应用中具有重要意义。

关键词：

水利工程；自动化控制；动态预警

近年来，国家对水利事业高度重视，南水北调、引江济太等一大批水利工程投入建设，泵站自动化控制系统也随之广泛运用。但是，从目前现状来看，由于对自动化认知的不同以及投入的资金和技术的差异，各地水利设施的自动化水平参差不齐，自动化运用程度没有达到预期的效果。又由于运行工况的不同，自动化控制系统存在某些不足，需要因地制宜，在原有基础上进行改进。本文作者所属的水利枢纽对自动化控制系统进行了适当的改进，本文主要从泵站自动化控制系统动态预警的改进及意义方面进行探讨。

一、水利自动化控制应用现状

90年代至今，自动化技术在我国的大中型泵站得到较大的发展和应用，极大的提高了工程运行的安全性、可靠性，节约了人力资源，充分发挥水利工程的最大效能。目前国内最完善的自动化系统既可以实现自动开停机组操作，也能实时监控机组运行的各项数据。随着自动化技术的广泛运用，在运行实践中发现，许多被监控对象，如水泵、辅机设备、清污机、技术供水等设备，其工作环境会受水文、水情等的影响不断的变化，即使进行了自动控制，还是需要值班人员现场巡视、检查；另一方面，水利工程不同于一般的工业生产过程，不需要过高的自动化程度，泵站的自动化系统着重点在微机保护和预警监控系统。控制可靠、运行安全是当前泵站运行的首要任务，如何在最大程度上发挥自动化控制系统的正确性和可靠性，也是我们一直在思考和钻研的课题。

二、当前自动化控制系统的不足之处

泵站机组在运行时，每台机组有近二十六个参数需要监控，这些参数都会跟着当地气候、温度、上下游水位差、流速等发生变化。自动化控制系统只按照设计规程设置固定的报警值，这个报警值一般是根据设备能够承受的最大负荷设定的,设定后不能轻易更改，如需更改，需要和设计单位沟通，设计单位同意后，出具书面意见，方可更改报警值。但是设备在实际运行中，由于不同的运行环境，运行负荷也不同，当天机组运行的稳定数值可能远远低于报警值，于是报警值以下的参数波动只能靠值班人员的双眼密切监控，而在运行过程中的任何数据波动都有可能是设备运行故障的预兆。而大中型泵站在调水运行时，机组出现各种故障和险情，都有可能威胁到广大群众的生命、财产安全。例如作者所在泵站，由于设计单位未曾参与泵站管理，在设计该自动化控制系统时，只按照设计院的设计规程设置固定的报警值，比如绕组的报警温度为105℃，跳闸温度为115℃；电机轴承的报警温度为85℃，跳闸温度为90℃；齿轮箱轴承的报警温度为100℃，跳闸温度为105℃；水导瓦温和油温报警温度为70℃，跳闸温度为80℃。这些温度和机组实际运行的稳定值都相差甚远，寒冷的气候差距更甚。我们的泵站经常长时间处于连续不间断的调水状态，在运行中我们发现在这些报警值以下的数据波动已经反映出了机组运行中出现的问题，必须要改进监控系统才能保证运行的安全性。

三、动态预警系统改造及效果

在工作中，我们摸索出动态预警的思路，根据泵站调水工作实际，主要是利用监控系统自带的工业监控软件、组态软件及PLC编程软件，改写程序，加入动态预警模块。泵站运行人员可以根据泵站运行的现场经验、结合所处区域的常年气候数据，对泵站运行中的电流、电压、循环水水温、电机定子绕组温度，电机定子铁芯温度、水泵振动等的报警值进行动态设置。机组长期连续运行时，运行值班人员按规范要求，每天两次和动态预警系统进行人机对话，随时调整动态预警值，系统一旦发现某项参数达到预警值，该系统自动通过以太网将报警部位、当前数据值、预警数值、设计规划值等重要数据传达至泵站中控室电脑显示器上并通过音响语音报警，数据库软件将完整记录这一信息。报警值的动态设置使得机组运行的各项参数波动都可以及时被运行人员发现，从而排除隐患，最大限度地保障安全运行。例如，高压供电设置了动态报警系统后，有一次主电源电压侧报警持续几秒后恢复正常，我们根据报警的数据记录分析是高压侧间隙性缺相，便果断采取保护措施，之后和供电局联系，证实了当时供电部门方面确实出现了供电故障。又如2013年7月12日，防汛期间，机组处于停机状态，由于太湖侧水位持续升高，值班人员在动态预警系统中根据实际情况调整报警水位值，密切关注水位变化。机坑预留有排风孔，凌晨两点多，本是值班人员最疲劳的时刻，当水位不断升高逼近排风孔的位置时，正是有了动态预警系统的及时报警，值班人员也及时发现并果断采取措施，打开节制闸泄洪，从而保证了三台机组以及主厂房的安全。这样的例子不胜枚举，动态预警系统为单位避免了较大的经济损失。

四、结束语

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关键词：现代水利工程；自动化系统；有效措施；信息化

近年来，随着我国社会经济的高速发展，人们的生活质量越来越高，愈发关注国家的民生项目，现代水利工程建设就是其中备受关注的项目之一。现代水利工程建设迎来了全新的发展机遇，在工程项目数量上有所增加，工程项目规模不断扩大，但与此同时也面临着一定的挑战。为了使现代水利工程建设逐步走向自动化、信息化，应当充分利用现代科学技术，引入自动化系统设计，不断地完善现代水利工程的系统管理，为现代水利工程自动化系统的稳定运行提供重要保障，为现代水利工程带来更多的经济效益和社会效益。

1现代水利工程自动化系统设计的相关内容

在设计现代水利工程自动化系统的时候，一是要全面掌握自动化系统的基本结构，根据实际需求来设计一个具有层级性的、功能丰富的系统，可充分利用通信技术，传递相关信息，获取信号，并从中得到反馈。在发生故障的时候，可通过故障呈现出的状况，来分级排查，以快速找到故障点加以解决[1]；二是要充分了解自动化系统中的各个元件和设备，把握其信息特征，以有效发现和解决元件或设备中存在的故障。

2当前现代水利工程中自动化系统中存在的问题

2.1自动化系统设计和管理有待提升

当前现代水利工程自动化系统，虽然起到了一定的效果，但是自动化系统设计还有待进一步完善，可根据现代水利工程的实际需求，采用先进技术提高自动化系统设计技术水平。自动化系统本身就比较复杂，涉及的内容比较多，而且可能出现的故障种类也比较多，若是在设计的时候未结合实际，技术应用不到位，那么将直接影响自动化系统的运行，出现各类故障问题[2]。比如，在设计开度仪的时候，没有基于水利工程设计要求来进行选择，以致于所选开度仪并不能适应水利工程的现场环境，过闸流量和闸门水位参数不准确，导致在实际运用过程中，闸门关不到位。

2.2通信系统有待完善

现代水利工程自动化系统中的通信系统十分重要，但目前还有待于进一步完善，其主要问题在于如何科学选择通信方式，大部分情况下，都是使用自己建设的光纤通信网，距离比较长，忽视了公共网络的传输能力，这就导致现代水利工程建设成本增加，而且还需要对通信系统进行有效维护，以确保其能够顺利运行，否则一旦通信出现问题就会导致远程操作失败，直接影响水利工程自动化系统的运行质量。没有充分发挥公共网络的多路由保护能力，通信资源未得到有效利用，未体现出水利卫星通信的价值。

2.3专业人员亟须培训

现代水利工程自动化系统运行，对水利工程相关人员的要求逐渐提高，其需要专业的技术性人才，并且其应当具有一定的创新性。传统的水利工程相关人员在专业性上还有所欠缺，对计算机信息技术的了解不够，以致于其在进行自动化系统操作的时候，很容易出现问题，从而导致系统死机，需要重复开关闸操作，这并不利于水利工程自动化系统的运行，也影响了水利工程的长远发展。

3解决现代水利工程中自动化系统问题的有效措施

3.1全面把控自动化系统总体情况

为了确保现代水利工程自动化系统的正常运行，必须做好相应的维护工作，及时发现系统中存在的故障，并采取有效的措施加以解决，这需要维护人员能够全面地把控自动化系统总体情况。要了解自动化系统的整体结构，掌握其总体布局，纵观全局来把控自动系统的各项设备，如通信信号、系统操作和控制命令等。虽然自动化系统较为复杂，线路和设备都比较多，但是只需要将自动化系统的结构图清晰地展现出来，便可以直观地了解自动化系统的每一个部分，实施有效的维护。应当基于系统通信拓扑图，配合设备系统、PLC系统图，保障水利工程自动化系统的稳定运行，另外还需要把控自动化系统中的各项设备，了解设备的应用特征，掌握系统工作中的各项参数，明确自动化系统中各项元件、设备正常运行的状态[3]。当自动化系统发生故障警报后，可根据故障灯的指示来查明故障原因，高级的自动化系统在部分故障中会直接呈现出故障原因。例如，可通过收集温度传感器、中间继电器电气特性的数据，及时发现故障点。要管理好系统中的各项电气设备和监视设备，了解系统控制设备的运行特征，便能够高效而精准的获得相关数据，实现精确控制。比如，确保闸门正常开度摄像模式的稳定启动。

3.2科学选择通信系统，解决通信设备故障

为了确保水利工程自动化系统远程操作的顺利展开，应当选择合适的通信系统，并且还要考虑到建设成本问题，可充分利用公共网络通信设备来进行传输，提高公共通信资源利用率，尽量减少自建光纤通信网的工程量，以减少施工费用和后期的维护成本，减轻水利工程相关人员的工作量。可根据实际要求来进行科学的自动化设计，完善相关配置，以防产生不必要的资源浪费和损失[4]。有效应用水利卫星通信网，保障水利工程自动化系统各项业务的顺利完成，并且据此来抵御陆地灾害。除此之外，还应当建立健全的备用调度中心、数据灾备中心，实施高效的网络安全防护工作，降低通信系统网络安全风险，遵循一定的网络安全防御原则。如果发现水闸PLC控制柜触摸屏上无任何数据显示，并且中控室控制主机上，没有与水闸有关的数据，而闸门仍然能够自动化操作，那么出现故障的原因应当是信息传输设备的问题。当通信不正常的时候，便会导致中控机、水闸PLC无法获取闸门的运行状态和相关信息。面对这种情况的时候，应当及时进行检查，查看其设备供电电源是否正常，交换器是否出现问题等。

3.3加强对水利工程人员的培训

为了适应现代水利工程自动化系统的运行，应当加强对相关工作人员的培训，提高其专业性，使其业务能力更强。招聘相关人才的时候，要适当地提升门槛，关注于人才的专业性和创新性；可定期对现有人员进行专业培训，制定完善的激励约束机制，来激发员工的工作积极性，发挥其主观能动性[5]。要规范工作人员的操作，避免其因为违反操作而导致自动化系统出现故障。

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当前电气自动化技术在水利工程中的应用受到了广泛的关注。因此，本文将围绕这个话题进行分析，着重探讨如何更充分地将电气自动化技术应用在水利工程当中。

1. 电气自动化技术基本内容简析

1.1 电气自动化技术的特点

从电气自动化技术的主要技术原理构成来看，电气自动化技术是一项系统的工程，涵盖了多方面的科学技术和理论，包括计算机技术、网络技术、智能控制等等，通过这些先进科技的应用，有效提高了电气自动化技术的科技含量，为自动化的实现提供了保证。与此同时，通过更先进的技术的应用，能够在更大程度上提高资源利用率，减少资源消耗。除此之外，通过电气自动化技术的成功研发和推广，当前在很多行业的生产当中都已经离不开这项技术的应用，包括生产车间的自动化生产线、地铁、公交等多个领域。特别是在水利工程当中的应用，更是凸显了电气自动化技术的巨大优势与作用。通过电气自动化技术的运用，促使水利工程朝着更加高效化、安全化、便捷化的方向发展。作为当前一门先进的科学技术，对电气自动化技术进行充分利用，有利于提高社会生产力，有利于我国的经济建设。

1.2 水利工程当中电气自动化系统的主要构成

在社会生产力不断提高、经济不断发展的背景下，计算机技术已经深入到了社会生活的方方面面，并给人们的日常生活带来了极大的便利。从我国的水利工程建设与应用的情况来看，电气自动化技术是当前水利工程建设的一个重要内容。由此可以看出，我国的水利工程开始朝着自动化方向逐步发展，工程的运作模式也将在电气自动化技术的应用过程中逐步转型，很多的日常工作内容都能够被机器代替，实现操作的自动化。在水利工程的电气自动化系统中，通过对先进的科学技术的应用，实现了专门的智能控制装置、保护装置等应用。从水利工程中的电气自动化系统构成来看，通常包括总线、太网等等，实现对各个部件的连接，从而形成整个系统的框架与网络，实现对整个电气自动化系统的有效监测。水利工程中的电气自动化系统具有显著的开发性特征，方便了后续系统的功能扩展和结构优化。另外，电气自动化控制系统的结构具有清晰的层次和布局的区分，因而能够根据不同部位的不同功能进行区别监测，具有显著的灵活性与适应性。冗余配置装备的运行为电气自动化系统的运作提供了可靠的保障。另外，在系统的维护工作方面，维护技术也具有较高的质量水平。当前所用的水利工程的电气自动化系统在人机接口方面的能力比较强，方便了系统的控制与管理，同时也有利于系统的调试和设计等。

2. 电气自动化技术在水利中的应用价值

2.1 提高水利工程运行效率

随着越来越多的先进科学技术进入我们的社会生活，电子技术、网络技术等等深入到我们日常生活学习工作的方方面面，应用范围越来越广。当前，电气自动化技术已经进入到了水利工程的实施中。通过实践发现，将水利工程建设与电气自动化技术进行有效结合，能够明显提高生产能力，节约资源，实现水利工程的自动化管理与控制。从电气自动化技术在水利当中的具体应用情况来看，实际上电气自动化技术所起到的作用类似于水轮发电机的枢纽，通过数据模拟对水利工程进行数字化监测，有效保证了技术监测的准确性与及时性，为水利工程的正常运行提供了可靠保障。当水利工程当中的主要部件出现故障的时候，通过电气自动化系统可以进行故障快速识别，发出警示信号，方便维修人员进行维修工作，从而在最大程度上提高水利工程的运行效率与稳定性。不同的水利工程，其所采用的发电机组是有所不同的，在发电机组的选择和采购的过程当中，相关人员不仅需要对发电机组本身进行考虑，同时需要结合水利工程的规模进行考虑，实现水利工程自动运行水平的最大化。

2.2 保证水利工程运行稳定

通过电气自动化技术的应用，能够有效提高水利工程运行的稳定性与安全性，进而有利于实现更大的经济效益与社会效益。通过自动化系统的运用，不仅仅可以实现日常工作效率的提升，同时还能提高工程的运行质量，降低人力资源消耗，实现对人力成本的有效控制。与此同时，还能实现劳动强度的降低和劳动环境的改善，实现工程运行的高效化。通过电气自动化系统的运行，就等于灵活运用了先进的计算机技术和监测技术，可以实现对水利工程运行状态的监测与控制，尽量防止故障问题的发生。除此之外，通过电气自动化系统还能对工程的运行状况进行科学分析，及时进行故障排查和判断，并在较短的时间内发出信号通知维修，从而减少工程故障所带来的不便与损失。

3. 电气自动化技术在水利中的具体应用分析

3.1 水轮发电机组的智能控制

第一，在电气自动化系统的运用过程中，在实现电气化的同时就可以实现系统关机停机的操作。除此之外，可以实现发电转调相与调相转发点的自动化运行与控制，因而即使没有人工的操作运行，也能实现系统的正常操作和顺利开展。第二，电气自动化技术还具有智能化的显著优势，在实际运用过程中，可以实现水轮发电机组的智能控制，保证水轮发电机组以最小的运行成本实现最稳当可靠的运行。另外，电气自动化系统还可以根据系统运行的实际情况以及系统的相应指令主动智能地进行发电机组的启动，从而有利于系统负荷在各机组之间的优化配置，同时控制运行成本。由于电气自动化系统能够实现对发电机组的自动关机与停机，因而可以根据系统的实时运行情况进行发电机组的切换与启动，在最小的成本范围内实现系统的最大功能的发挥。第三，如果系统出现故障或其他突况的时候，电气自动化系统能够在最短的时间内智能地选择备用机组进行启动或关闭。

3.2 相关设备运行状态的监测

能够实现发电机组的检测功能的定子和电子，其对应的电路是否安全，也可以用来检测发电机的铁芯以及定子绕组的温度是否处于正常范围，如果发现发电机的铁芯以及定子绕组的温度超过了正常的温度范围，则自动化系统将会及时发出信号，采取处理措施。除此之外，电气自动化系统还能够实现对水轮发电机组的制冷系统运行状况、变速系统运行状况以及度等情况的监测，如果发现某部件出现问题，电气自动化系统将根据实际情况采取措施进行应对，同时发出警示信号。

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关键词：水利工程 自动化 问题 建议

Abstract: construction and management is an important part of water conservancy work, which is related to the overall situation of economic and social development, and it is a ambitious goal of the sustainable development of water conservancy to achieve water conservancy modernization.This paper analyzes the problems existing in the automated construction of water conservancy projects, and put forward some feasible proposals, for reference.

Key words: water conservancy; automation; problem; proposal

中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

随着外资的引入，大量国外先进的自动化控制技术与设备进入我国，使我国水利工程自动化进程大大加快，自动化水平也逐步在提高。但由于历史和现实的原因，我国水利工程自动化的总体发展水平还不高，发展也不平衡。`

一、水利工程自动化建设中存在的问题

1、多套系统并存，难以实现统一管理

由于工程自动化经历了长时间、多阶段和多家公司的建设，因此目前存在多种系统、多种平台共存的现象，这虽然有助于了解不同系统的优缺点，但也阻碍了对系统的集中统一管理。在有联网和数据共享等要求时，往往会因为不同平台的兼容性问题提高了系统集成难度和成本投入。

自动化系统建立后，管理水平滞后是影响自动化功能正常发挥的一个重要因素。由于管理人员受自身素质和传统观念的束缚，未能在管理方面进行及时的调整和改革，导致管理水平落后，无法适应自动化的发展需要。

2、运行管理人员的素质不高，跟不上技术的发展

计算机的使用可以扩大监控面、节约劳力、提高效率；同时也要求现场人员具有较高的综合素质。操作人员由过去只熟悉某一局部运行规律（主机、辅机、电器）转变为熟悉整个系统（包括计算机），由识读常规仪表到操作键盘，因此普遍出现运行管理人员的技术水平跟不上技术发展的现象，特别是在一线值班运行的操作人员，急需提高自身的技术素质。

3、缺乏专业的、稳定的维护队伍。自动化系统和设备虽然具有较高的可靠性，但也会出现故障，需要维护人员尽快排除。同时，设计情况与实际运行情况不一定完全一致，即使与投入运行时一致，过一段时间后也会有所变化，另外经过一段时间的实际运行后，一般都需要对系统中存在的某些缺陷进行改进，以使系统更加优化，这就要求维护人员对自动化系统和设备进行必要维护和调整，特别是当生产工艺变化后，需要对控制系统进行相应修改和开发。但是，由于缺乏专业的、稳定的维护队伍，使一些小的软硬件故障得不到及时的修复和处理，渐渐由小问题变成大问题，甚至导致自动化系统瘫痪。

4、缺乏完善的自动化管理规程。实现自动化后，其运行管理和维护管理已和传统不一样，缺乏满足自动化生产需要的管理规程，如岗位职责、运行管理制度、操作规程和设备维护保养及检修规程等，致使运行管理满足不了生产需要，维护管理达不到要求。

5、自控设备存在的问题。有些设备容易出现质量问题，如碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪、浓度测定仪、压差变送器、加氯机、计量泵、调节阀、电磁流量计等，这些质量问题有的是设备本身的质量不过关，有的则是安装或维护质量达不到要求，但均影响了自动化系统的正常运行。有的自动化系统中，设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题，而是精度不够或稳定性达不到系统要求，即与系统配套不合理，也是影响自动化系统正常运行的一个原因。有些设备发生故障后，由于缺乏备品备件而一时无法修复，这对进口设备尤为明显。如果由原产品供应商修理，则时间长、费用高，特别是有的产品已更新换代而根本无法得到备品备件，造成了这些设备的检修十分困难，从而导致这些设备长时间处于瘫痪状态，影响了自动化系统的正常运行。

6、控制、维护、管理三个技术领域发展极不平衡。控制领域的自动化与信息化的发展相对最早，但是现有的管理自动化系统大多只处理财务管理、人事管理、物料管理等，很少涉及技术管理。维护领域的自动化与信息化发展时间最晚，目前只停留在计划维修和事后维修阶段，也即只处于手工化阶段。只是在90 年代中期以来，国外才开始研究状态维修、预知维修、远程维修等技术，而在我国，则仅处于开始阶段。

7、工程自动化建设投入不足

一般水闸工程一套自动化控制系统约需经费 60~100万元，泵站工程约需120~200万元， 该项经费在年度维修经费中是无法解决的，管理单位仅能借助加固改造的机会来实施，与水利现代化的建设不适应。

二、对水利工程自动化发展的建议

1、选型应以一两种成熟、定型的系统为主

当今的计算机技术飞速发展，从理论上说，任何复杂的控制功能均不难实现，但是作为一个完整的控制系统，需要许多不同模块的搭接和组合，有许多技术和工艺要求及手段。因此，作为一种先进、成熟的技术，可以大胆地推广采用，以利于工程管理水平的提高。在系统的选型中尽量与有技术经济实力的单位合作，采用成熟的、定型、经过实践检验的控制系统，这样才能保证先进性与可靠性的统一。选用的系统平台不宜太多，在系统开发的初期就要考虑到与其他系统的集成和统一管理等问题。

2、加大软件系统的开发投入，提高自动化系统的整体效能自动化装置本身就是一个软硬件互相配合的体系，其实现了对电器设备的自动控制， 提高了反应的速度和操作效率， 但是要实现更高层次的应用，还必须加大软件系统的投入，以多个自动化装置的状态数据为基础，通过合成和综合数据分析处理，得到合理的运行方案再应用于每个自动化装置的控制，从而提高整个系统效率。相关软件系统包括水情、工情、建设管理等基础数据库，枢纽调度控制模型、水利工程运行监控调度管理系统、防汛指挥决策支持系统等。

3、改变传统观念，坚持以计算机为主的管理模式

传统的观念是人们在长期工作中形成的，许多人认为计算机监测的数据没有常规仪表可靠，控制没有手动可靠，有的人甚至觉得计算机不过是一种摆设而已，实际上计算机提供的信息比常规仪表更为准确，在对数据的综合处理和控制上，更具有无可比拟的实时性和准确性。当然，改变这种观念是一件长期的事，贵在坚持。

4、采取多种渠道筹集资金，加快工程自动化建设

根据所管工程情况编制工程自动化建设规划。全处统筹考虑，合理调度年度维修经费， 集中使用，同时继续以工程加固改造带动自动化建设，逐步实现工程自动化管理，适应工程管理现代化的要求。

5、把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后，随着生产技术的发展，还可能把更多的功能集成起来。把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统。自然，在一个信息集成系统中，必须保证信息的统一性、协同性、互操作性，妥善解决信息的矛盾与冲突。必须提高整个系统及其各个组成部分的智能度，即要实现检测智能化、操作智能化、 决策智能化。

6、在一个庞大的集成系统中，部署分布必须合理，包括任务分布化、智能分布化。集成与分布相结合才能使各个部分尽职尽责、保质保量、安全可靠，整个系统分工明确、信息互通、运行有序，从而使整个系统在整体上获得最优的性能（质量）、可靠性（可利用率）和效益（经济效益和社会效益）。

7、及时加强技术培训，不断提高运行管理人员的素质

计算机的使用可以扩大监控面，提高设备效能和工作效率，同时需要高素质的管理人员。 因此，及时或提前进行技术培训，不断提高运行管理人员的技术水平，对发挥微机监控系统在泵站中的作用，进而充分发挥水利工程的整体效益有着及其重要的意义。

三、 结语

总而言之，在考虑综合自动化系统时，应加强与其他科研单位间的信息交流，吸取国内外的先进经验，结合自身实际，因地制宜，力求实用，避免少走弯路，以提高自动化系统的经济效益。同时应积极采用新技术、新工艺、新产品，为其可靠运行及其功能的正常发挥创造条件，进一步提高安全有效的运行水平。

篇7

 

某些水利工程原有的安全监测自动化系统存在很多问题，例如运行速度过慢、采集数据不全面、信息传输慢、效率低下，劳动强度大等问题。这些问题严重影响了水利工程的发展。改造安全监测自动化系统，具有很重要的现实意义。目前，水利工程使用的采集控制设备大多配套有安全监测自动化系统，大多数采集控设备都是非标准的、通用的。设备的生产厂家不同、型号不同，设备接口不兼容等都将会影响安全监测自动化系统的性能以及增加改造的成本。为此，需在原有的安全监测自动化系统的基础上，加以改进和优化网络结构。改造后的系统，采集和传输信息的速度以及工作效率有了明显的提高，人工劳动强度也降低了，实现了自动化。

 

1 工程概述

 

某水利枢纽工程是一项集旅游、防洪、发电、灌溉为一体的综合性的大型水利工程，是一项规模达到大(2)型、建筑物等级为二等的农业开发的重要工程。工程的建筑物主要由4部分组成，分别是地面式发电厂房、引水隧洞、泄洪洞和大坝。

 

前两者(地面式发电厂房、引水隧洞)的建筑物等级为Ⅳ级，后两者(泄洪洞和大坝)的建筑物等级为Ⅱ级。工程的大坝最大坝高、坝长、坝顶宽、坝顶高程分别为76.3米，287米，10米，4261.3米。大坝主要用粘土心墙堆填筑。

 

2 工程安全监测现状

 

随时掌握枢纽的运行情况跟工作性态，需借助监测仪器设备。当初，在设计时已考虑到这点，该工程安装了大量的监测仪器设备。在2001年5月，该水利工程的安全监测自动化系统试运行，安全监测自动化系统主要从以下四个方面进行监测。(1)工程安全监测自动化;(2)变形安全监测(主要是监测枢纽外部);(3)引水系统安全监测;(4)大坝安全监测。该水利工程处于地震高烈度区，地震防烈度为8度。强震监测系统由3部分构成，分别是强震采集工作站、强震采集仪以及强震测点，其数量分别为1台、1台、4套。根据管理人员的叙述和相关资料的记录，证实从2004年两套系统的故障率已达到一定标准。在2013年4月22日到24日去现场进行测试和检测，发现的问题有：一是两套系统问题严重，基本瘫痪了。二是受雷击的影响，电源系统及主模块已损坏。三是强震采集仪以及强震采集工作站都无法工作。四是部分设备电路老化问题严重。五是MCU也遭受了破坏。六是主板已生锈腐烂(受潮湿以及电解液浸泡的影响)。

 

3 改造安全监测自动化系统的必要性及设计原则

 

3.1 必要性

 

该水利工程所建位置地质环境复杂，地基性质属于岩土特性且不均匀。安全监测自动化系统的运行状况以及工作性态易受多方面的影响而发生变化。例如，自然环境以及各种作用力，大坝配套安全监测系统的技术水平，安全监测系统的使用寿命，大坝的建筑材料、施工质量以及设计水平等都将会影响安全系统的运行状况以及工作性态。若是现场工作人员不能及时发现安全监测系统工作性态的异常情况，任由其发展，造成的后果将会非常严重。因此，有必要建立一套先进、可靠的安全监测系统，进一步对现有系统改造、升级，确保安全监测系统能正常稳定的运行，具有很重要的现实意义。

 

3.2 设计原则

 

安全监测系统的设计要满足3个设计原则，一是可靠性原则。安全系统的可靠性，可从技术指标方面来提升：(1)自动采集的数据的准确度要达到相关规范(SL551，SL268 等)的要求;(2)自动采集的数据的缺失率应低于2%;(3)数据采集装置的无故障时间的平均值应大于6800小时。二是先进性原则。通讯控制、自动化、计算机以及当前的监测仪器设备的软硬件技术水平要先进。三是经济适用原则。根据枢纽工程的实际作用，监测项目的改造要有针对性，现有的仪器设备不能弃之不用，要充分将他们的作用发挥出来，一来可以避免资源的浪费;二来可以节省投资，达到经济适用的目的。

 

3.3 改造项目的确定

 

通过对现场调研，该安全监测系统的运行现状和其他问题已全面掌握。改造的重点主要放在工程的安全监测自动化方面以及大坝安全监测方面。改造的具体监测项目主要有五个方面，一是工程安全监测自动化系统;二是大坝强震;三是大坝渗流;四是坝体内部位移;五是库区环境量。前四个方面是对现有系统进行升级改造的项目。第五个方面是新增的项目。

 

4 系统的改造设计

 

4.1 坝体内部位移监测

 

坝体内部位移的监测需在距大坝轴线7米处(坝轴线下游侧)的位置设置一条测斜管，其桩号为0+150.00 米。采用人工监测和自动检测两种方法来监测坝体内部位移(粘土心墙内部分层水平位移)分布的规律以及大小。人工监测方法使用的设备为活动测斜仪。自动检测的方法使用的设备为固定测斜仪。固定测斜仪安装在测斜管内，安装数量为13台。每隔6米安装一台固定测斜仪。

 

4.2 大坝渗流监测

 

为了能够全面掌握运行期的坝体的渗流情况，需监测坝体内浸润线的位置。坝体内浸润线的监测需在坝体内部沿坝轴线上游侧(距坝轴线1米)以及下游侧(距坝轴线7米)安装测压管。一般选择2个监测断面进行监测。在坝轴线选择桩号0+146.00 米和0+088.00 米作为监测断面。测压管的数量为4个，每个监测断面需安装2个。采用人工监测和自动监测的方法进行监测。人工监测使用的设备是平尺水位计。自动监测方法使用的设备是渗压计。渗压计安装在测压管内。自动监测方法需使用测压管4个，渗压计6支。渗流量自动化监测和绕坝渗流的监测需安装测压孔12个，采用自动监测的方法进行监测。自动监测使用的设备为渗压计。12支渗压计需安装在测压孔内。

 

4.3 大坝强震监测

 

在原大坝的强震监测台阵上进行重新设置。监测的主要目标位于大坝的最高点和自由场测点。选大坝上桩号 为0+142.30m点为最高点，选大坝下游距坝址距离为100米处为自由场测点。大坝的强震监测需设置6个监测点。其中3个监测点设置在坝址、坝高的1/2，坝顶处。剩余的监测点(3个)分别设置在自由场、右岸坝肩、溢洪道处。每个监测点还需使用加速度传感器((3向一体))1台和强震仪1台。在左岸的监测房内安装强震采集仪。自动监测(地震动力加速度变化的瞬间过程)主要是通过强震仪之间组网实现的。

 

4.4 库区环境量监测

 

库区环境量的监测需安装数据采集软件和自动气象站。在负责数据采集的工作站(监测管理站内)内安装数据采集软件。环境量监测数据的采集与存储工作需要实时的进行监控，可通过采集网络的通讯光缆实现其目的。自动气象站需安装在左坝头1号监测站的屋顶上。其主要测量的要素有5个，分别是湿度和温度、风向和风速以及降水。

 

5 完善工程安全监测自动化系统

 

5.1 设置监测站

 

该水利需设置监测管理站、监测管理中心站以及3座监测站。在厂区的办公楼内设置监测管理站。在会商中心设置监测管理中心站。会商中心位于某水利管理局(江孜县)办公楼内。在施工洞的出口、进水口闸室以及大坝左岸分别设置监测站。监测站需使用150支传感器和7台DAU两种设备。3个监测站分别命名为1号监测站(也是强震监测站)、2号监测站和3号监测站，3个监测站传感器数量分别为34支，35支，81支。

 

5.2 构建自动化采集网络

 

原水利采集网络所存在的问题主要有3个，一是系统运行速度慢;二是稳定性较差;三是通讯干扰大。系统的采集网络通讯协议为RS-485，采集网络实现了全覆盖(3个监测站和1个监测管理站)。通过光缆(通信介质)连接分布在不同地方的监测站。双环自愈型的采集网络结构以及光缆的类型(铠装聚乙烯护层通信用室外 8 芯光缆)能为通讯的可靠性提供保证。采集工控机跟远程控制计算机(监测管理中心站内)通过以太网络连接。以太网的网络协议为TCP/IP。

 

各监测点的仪器再经监控服务器发出的指令后同时被触发。系统采集数据的工作效率以及运行速度都有了很大的提高，为通讯的安全性以及可靠性提供了保证。

 

5.3 强震监测网络结构

 

该工程的强震监测网络也是通过以太网连接各个监测站。其通讯协议为TCP/IP，网络实现了全覆盖(1号监测站、2号监测站及现场办公楼内的监测管理站)。强震监测网络使用的通信介质也是光缆。1号监测站和2号监测站的强震监测仪都需要通过强震专用电缆连接相应的强震传感器。1号监测站的强震监测仪连接的是位于自由场、坝高1/2以及坝顶中间的强震传感器。2号监测站的强震监测仪连接的是位于溢洪道以及坝顶右岸的强震传感器。通过光缆将强震采集服务器与强震监测仪(2个监测站)连接。这样就形成了强震的监测网络结构，数据的采集与存储工作也就完成了。

 

5.4 自动化监测系统

 

自动化监测系统需安装远程数据采集与分析的工作站和服务器以及数据采集工作站三种设备。数据采集工作站安装在厂区办公楼内，也就是监测管理站的位置，数量为1台。远程数据采集与分析工作站以及服务器安装在监测管理中心站(某水利枢纽管理局办公楼)，其数量为1台，1台。控制电缆的一头连接着监测管理中心站的管理网络(县某水利枢纽管理局办公楼内)，另一头连接着数据采集工作站(监测管理站内)。现场实时自动化数据采集工作主要是由数据采集工作站(现场监测管理站)来完成。远程数据采集与管理分析工作主要是由远程数据采集与分析工作站来完成。

 

5.5 开发安全监测自动化采集、信息管理软件

 

安全监测自动化软件系统主要包含3个子系统：(1)数据管理分析子系统;(2)数据采集子系统;(3)数据库子系统。数据管理分析子系统主要是用来综合分析和管理信息程序。数据采集子系统包含自动化数据采集、自动化数据采集以及人工监测数据输入3个模块。系统最为关键的核心是数据库子系统。其他子系统的数据服务支持离不开数据库子系统的支持。数据库子系统由7个数据库组成，分别是工程资料库、方法库、模型库、系统配置库、分析数据库、整编数据库以及原始数据库。由此可见，该软件系统的安全运行服务主要是以数学物理模型方法、数据库(分布式关系)、计算机管理网络系统、自动化数据采集网络联合工作的。评价一个软件系统是否好坏，不仅要看软件系统软硬件的配置，还需考虑软件系统是否能与其他设备兼容、技术是否先进，运行是否可靠，系统是否实用、操作是否简单以及能否扩充等问题。因此，有必要开发一套安全监测自动化采集、信息管理软件。该软件应具有的功能有选测功能、自动巡测功能以及自动检查功能。该软件系统提供了5中自动控制方式，更好的实现了自动检测存储、采集以及触发的功能。该系统采用两种控制方式完成数据采集工作。一种是远程控制方式;另一种是现场控制方式。为了确保观测数据的及时性以及准确性，该系统还提供了自动触发复测、在线监测以及实时完成数据整编计算的功能。另外，软件系统还提供了远程监控的功能。通过构建网络结构，实现了对监测管理中心站、现场工控机以及采集工控机的联网。远程控制采集软件安装在远程下位机处，帮助软件系统完成数据提交人库以及远程数据采集等工作。监测管理中心站的数据库为SQL Serv-er 2008 R2版，其主要是用来整合前期观测的数据(观测数据的整编计算、粗差剔除、人库等工作)。

 

6 结语

 

经改造后的安全监测自动化系统结合了当代最先进的自动化技术以及安全监测技术。改造后的系统，采集网络结构更先进，测控装置选用了新型的DAU，增加了人工接口装置以及防雷电设备等，极大的改善了原系统的性能。该系统集数学物理模型方法、数据库(分布式关系)、计算机管理网络系统以及自动化数据采集网络为一体，更好的实现了对观测数据的采集、整编、计算等工作，使得安全监测系统能安全可靠的运行。

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【关键词】水利工程；自动化远程控制系统；应用；分析

一、水利工程自动化远程控制系统的特点以及部分问题分析

水利工程自动化远程控制系统的应用在减少水利运行管理人员的工作量，改善运行环境以及提升管理效率与质量等方面发挥了积极的作用。

（一）监控视频的传输

在水利工程自动化远程控制系统中，监控系统占据着重要位置，有效保障了水利工程运行的可视化。监控系统的设备选择关系到视频信号的传输质量以及传输的稳定性。当前，在监控系统中，使用同轴电缆、双绞线以及光纤进行图像信号的传输工作，并在应用中取得了不错的效果[1]。同时，同轴电缆所具有的经济性、可靠性以及铺设相对简单等优势在监控系统中发挥了独特作用。但是，同轴电缆只能在近距离进行图像信号的传输，并且只能在小范围的监控系统中应用。其重要的原因在于信号在同轴电缆中传输时，发生衰减除了自身的频率因素之外还与传输的距离有很大的关系。因此，传输距离成为制约图像质量提升的最大阻碍。水利工程监控系统中通常都会采用双绞线视频传输设备进行信号传输上的补充。在使用过程中，控制好双绞线视频传输设备的信号就能够有效保障图像的质量。同时，双绞线视频传输设备以其较强的抗干扰性以及经济性等特点，有效解决了同轴电缆的缺点。但是，如果进行长距离的图像传输，还是需要用到光纤。光纤所具有的传输容量大、速度快、稳定性强等特点，有效保障了水利工程监控系统的图像传输质量。

（二）水利工程自动化远程控制系统的延时处理

水利远程自动控制系统受多种因素的影响，使得信息从水利工程所在地到达控制系统传输延时有着很大的差别。其中，主要影响因素有网络传输协议、网络流量以及网络拓扑结构等等。由于远程控制系统必须依赖于网络技术，在操作人员进行远程控制的过程中，其所在的控制站点即是因特网上的一个站点。在进行实际控制过程中，站点到水利控制现场需要经过一系列的传输链路以及网络节点。并且，在很多情况下，无法准确预测控制命令以及现场所采集到的信息在网络上传输过程中所需花费的具体时间。因此，实际使用过程中，就无法对水利工程的现场进行实时的监控，使得远程控制系统的实际功能受到限制。通常工程师通过网络技术对传输数据进行压缩处理、提升信息的传输质量等手段之外，目前还是没有较好的方法。水利工程远程控制过程中，网络的不稳定性的原因是多方面的，网络供应商、同一时段的网络流量以及其他自然因素都会影响到网络信号的正常传输。

（三）水利工程远程控制系统的网络安全

当前，网络中所存在的不安全因素较多，其中网络黑客以及网络病毒对水利工程控制系统影响较大[2]。网络安全问题关系到水利工程远程控制系统的有效运行，一旦出现问题将会造成巨大损失的同时对水利工程维护人员的人身安全造成威胁。在事关国家安全上的水利工程更需要在网络安全上提供更多的保障，否则水利工程远程控制系统的实际意义也就大打折扣。因此，网路安全要求保障水利工程利益方的信息安全，包括在信息传输、信息储存等过程的安全性，避免不法人员利用网路技术对水利工程的信息进行窃取、修改等违法行为。因此，工程师要加强在网络访问人员的身份认证，加强对访问权限的控制；加强对访问人员的网络行为的跟踪，对网络关键部分的访问行为进行实时在线监测；充分利用互联网上的优势地位，保障用户的漫游权限，从而有利于水利工程自动化远程控制系统的网络安全。

二、水利工程自动化远程控制系统具体应用分析

（一）实现对水利工程的远程控制

水利工程自动化远程控制系统最大技术特点在于能够对水利工程的现场实现无人值班与办公，依托于Internet实现对水利工程的远程控制。通过控制系统的计算机网络技术对水利工程中的重要设备实现远程控制，例如对泵站机组的启停、闸门的开闭以及对水利工程现场的信息采集。远程控制系统在很大程度上节约了人力成本，降低了水利工程的造价。同时，对于水利工程现场的管理人员的人身安全也提供了有利的保障。

（二）实现对水利工程的远程监督

远程控制系统对水利工程的运行参数以及运行状态能够进行实时监测，通过将网络信息传输至控制系统，从而控制系统的管理人员就可以进行分析与处理。其中，起到关键作用的是远程监控系统，利用安装在水利工程现场的摄像头等监控设备实现对水利工程中的重点设备进行监督，从而能够及时发现问题，并依据相关标准进行有效处理[3]。监控系统是实现远程控制的关键组成部分，因此，在进行监控系统的安装过程中，应该提升监控设备的运行质量，提升图像信息的传输质量。

（三）实现对水利工程的远程自我故障预测与诊断

水利工程自动化远程控制系统所监测到的故障主要分为两种，分别是控制系统的故障以及水利工程运行设备的故障。针对自身所发生的故障，系统可以自行进行故障信息的收集，并将信息及时传输至控制系统的管理人员手中，从而管理人员可以针对故障进行进一步分析，交由故障处理人员进行处理。针对水利工程设备所发生的故障，就需要相关的水利专家根据系统所采集的信息进行系统化的分析，并确定故障的影响范围，进而对设备进行维修。

（四）实现对水利工程的远程调试

远程控制系统的调试针对于新建并投入运行的新设备而言，针对投入的新设备的运行状况进行信息数据的采集工作，并进行及时的反馈，从而帮助有关专家对新设备进行评估，从而对设备进行调试，从而使系统的运行达到最佳状态。另外，水利工程设备运行到一段周期后，运行状态就会发生偏差，因此就需要进行及时的设备调试。远程调试同样基于计算机信息技术，控制中心管理人员根据反馈回来的设备运行参数，从而根据有关标准调试命令，并修改运行参数，从而实现对设备的有效调试。远程控制系统还可以实现对调试过程的数据记录，以方便于管理人员对设备运行进行数据模型的建立，从而对设备的运行寿命以及运行效果进行分析，以利于整个水利工程的有效运行。

结语：

水利工程自动化远程控制系统对于水利工程的安全、高效、稳定运行具有重要作用，并且对于水利工程的维护工作提供重要的数据支持。同时，水利工程自动化远程控制系统对于区域内的水资源进行科学调度，解决区域内的水资源分布不均具有重要的作用。另外，也必须清晰的认识到当前的水利工程自动化远程控制系统在应用中出现了很多问题，需要研究人员继续进行探索与创新，完善控制系统，更好地为水利工程服务。

参考文献

[1]张蠡，倪晓峰.浅谈水利工程自动化系统故障的排除方法[J].江苏水利，2009，（8）：22-24.

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[关键词]水利工程；自动化系统；故障；排除方法

中图分类号：TV 文献标识码：A

前言

随着计算机技术的快速发展和在各个领域的渗透，使基于计算机软硬件技术的自动化技术发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是信息时代的到来、计算机网络技术的成熟和迅速普及，给自动化技术提出了新的要求和展示了新的应用前景。近年来，伴随着大量水利工程的建设及加固改造，综合自动化系统在水利工程中的运用越来越广泛。自动化系统的广泛应用标志着水利行业技术管理水平随着时代的发展不断进步。

二、水利工程自动化系统现状

目前水利工程自动化系统大都采用二层或三层分布式系统结构，第一层为现地测量控制层( 现地单元层) ，第二层为集中监控层( 主控单元层) ，第三层为生产调度管理层( 管理单元层) 。系统各单元间的测控计算机均通过 TCP/IP 高速以太网连接，其主控级与现地单元级以及现地单元级间采用星形以太网或环网连接，网络介质大都采用了网线和光缆相结合的模式。控制权分生产调度管理层、集中监控层、现地测量控制层三级，控制权可以进行设置和切换，优先顺序为“现地测量控制层—集中监控层—生产调度管理层”。

水利工程自动化系统常见故障

1、电气故障

又分为电源故障、电路故障、设备和元件故障。根据故障现象分析故障原因，是查找电气故障的关键。分析的基础是电工基本理论，是对电气装置的构造、原理、性能的充分理解，是与故障实际的结合。某一电气故障产生的原因可能很多，重要的是在众多原因中找出最主要的原因，并运用方法去排除故障。

2、通讯故障

在水利水电工程中自动化通讯故障直接影响水利水电各个系统操作的正常运行，严重的情况下会导致水利水电工程发生事故，发生通讯故障的主要原因有以下几点：

（一）通讯受到强干扰。

（二）PLC停止运行或损坏。

（三）误修改了通讯参数。

3、数据精度低

在水利水电工程自动化系统控制的过程中，相关数据不准确就会造成自动化的控制精度不够，在水利工程呢控制过程中不能控制到位，产生一定的误差，这样就会造成设备在运行的过程中出现故障，严重的情况会造成事故的发生。

4、稳定性不够

稳定性也是水利水电工程中需要必须要求的参数，由于相关设备运行不稳定或相关参数设置的问题造成控制系统变化幅度较大，严重的情况下就会造成事故的发生。

四、对于常见故障的排除方法

1.如果设备出现电气故障，在排除故障的过程中，应先动脑，后动手，正确分析可以起到事半功倍的效果。具体应遵循先外部后内部-先机械后电气-先静后动-先公用后专用-先简单后复杂-线一般后特殊的原则。

2.对于通讯故障，当PLC与其它设备通讯不上时，首先应该检查通讯线路，其次要查看通讯参数设置是否正确。分析一下可能出现的问题，然后逐一排除。如果PLC能与串口调试工具正常通讯，那么PLC的硬件和通讯参数设置就没有什么问题。

3.水利自动化系统软件可以采用实时内存数据库对实时数据进行存取，以便监控人员及时获取数据信息，并且能够在发生故障的时候，做出正确的判断，减少故障带来的损失。

4.深入了解个自动化设备在系统中的作用、特性及工作参数，熟悉自动化设备、元件在正常模式下的运行状态，万一发生故障便可以最快的速度找出故障所在，并及时排除，以把损失减到最少，系统的稳定性也会逐步提高。

五、水利工程自动化系统设备保养手段

不同的设备保养方法有所不同，目前水利工程自动化系统中常见的设备按照系统划分，微机监控系统的设备有上位机、可编程控制器、控制设备、测量仪表；视频监视系统的主要设备有数字硬盘录像机、视频矩阵、监视器、前端摄像设备。

灰尘和电源系统的供电质量是影响计算机设备的运行的两个因素。监控计算机应根据情况不定期进行除尘。机箱内部的各种板卡、卡槽和风扇设备处的积尘会引起板卡接触不良或风扇散热效率低等故障或异常，需要及时除尘清洁。电源系统的供电质量直接影响着监控计算机运行的稳定性，UPS设备应定期进行充放电。对可编程控制器的维护除了除尘外还应包括对信号电缆连接部位进行检查，CPU内置电池失效时应及时进行更换等。设备的运（转）动部位应定期加注油脂，以保证其动作灵活可靠。测量仪表的维护除保持仪表表面清洁外，还应检查信号线缆连接处是否有灰尘或者锈蚀氧化等现象，以保证测量值准确传输。视频矩阵设备在除尘的同时也应对信号线缆连接处等部位进行检查紧固。前端摄像设备的维护包括云台和摄像机两部分，云台维护主要是去除表面杂物污渍，在转动部位加注油脂；摄像机维护主要是镜头清洁和信号线缆接头部位的检查。

1、设备分类，有的放矢的维护

在实际的操作层面，工作人员可以采用设备的归类维护法。针对设备及系统的不同特征进行维护，可以有效的节约维护的成本。首先我们可以以设备在系统中的重要程度进行分级，从高到低依次为：第一类：控制器、编程系统、网络设备等等；第二类：传感设备、信息采集以及收集设备、动作指令系统；第三类：除了上述两种系统设备之外的设备。

其次，我们也可以根据设备运行的环境不同或是所在的环境不同进行分类，也就是可以分为室内设备与室外设备两类。

最后，我们还可以根据设备所接受的指令来源不同，分为自动指令设备、半自动指令设备以及人工机械指令设备。这样的分类方式，可以在实际工作中让工作人员做到有的放矢的工作，大大的节约了工作的成本和时间，对于维护效率的提高起着不可忽视的作用。能够做到整个工程系统庞而不杂、多而不乱。

2、设备的日常养护

在水利工程自动化系统中，设备的日常养护环节是必不可少的，由于设备在系统中分工不同，在日常养护的过程中可以分单元进行。首先是系统的微机中控，对于这部分的养护，主要做的是定期清理灰尘，由于中央处理器（CPU）的散热能力直接决定着计算机系统的运行速度，所以在清理灰尘的时候要特别的注意对于中央处理器及其周围的清理，保证其散热不受影响；其次是对于计算机主板各种卡槽的清理；再次，要对计算机主板上的一些电容进行定期放电的处理，这样能够保证它们的工作能力；最后，要对计算机中的电池进行定期更换，或是制作一个备用电池系统，这样会有效的防止资料的丢失。另外需要注意的是，在系统的风扇部分要经常涂抹一些油，在清理的过程中千万要避免有腐蚀性的液体或是水进入系统的通电部分。在室外设备维护方面，要做到保证室外摄像头的灵活转动以及定期擦拭摄像头的镜头。

3、维修以及原因分析

水利自动化系统出现问题是难免的，在出现问题之后要注意及时维修，并且在维修之后做好维修记录。工程技术人员对于出现问题的原因进行分析，对于容易出现该类问题的其他设备，在日常维护时加以注意，这样能够有效的防止类似事故的发生。维修人员自己也要对于所发生的事故进行书面总结，看该类问题是否是重复发生，如果是重复发生，是否是工程系统设计的缺陷所致等等。这样也有利于自动化系统的不断优化。

六、结束语

在水工程中自动化系统发挥着越来越重要的作用，我们要不断提高自动化控制的水平，对出现的问题及时的进行排除和处理，提高水利工程自动化系统的运行效果。

参考文献

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[关键词]水利；自动化工程管理；实施探讨应用

中图分类号：TV512 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0225-01

1 水利自动化工程管理中存在的问题

1.1 水利自动化工程建设中的问题

1.1.1 投资严重不足

很多水利工程的规划和设计中，都包含了自动化监控系统，但在工程实施过程中，由于地方配套资金不到位，对自动化专项工程进行压缩或核减，这种现象在中小型水库改造项目中较为普遍。

1.1.2方案设计方面

水利工程自动化系统设计仅提供框架设计和功能要求，项目实施时有各承包单位进行详细设计，导致了水利自动化系统千差万别。

存在的突出问题：硬件选型不成熟、软件接口不开放、相互之间难兼容，造成维修难、改造难；重复建设现象普遍。

1.1.3 工程设计招标环节不够完善

水利自动化工程由于技术复杂、设备技术更新快等客观原因，设计单位一般只是提供设计方案和工程量清单，详细设计是在开标后由施工单位承担，无疑让承包人有机可乘，水利自动化是水利和自动化交叉学科，承包企业要做好设计不仅要精通自动化，也需要通晓水利。目前有不少施工单位缺少水利相关资质。

1.1.4 一些施工单位服务不到位

水利自动化招标中存在的低价恶性竞争，导致一些承包企业偷工减料，还有些承包企业由于缺乏水利专业技术人才，难以保证服务到位。

1.1.5自动化工程质量控制难度大

工程质量的把关，一方面靠监理人员，另一方面靠质量检测水利自动化工程，可以说在这两个方面都缺乏技术支撑，尽管建设单位委托监理单位进行质量控制，但很多水利工程监理单位，都缺少自动化专业技术人员，自动化工程质量检测工作目前还是空白，工程验收大部分靠施工单位的自我演示。

2 自动化系统的工作原理

在自动化工程管理的实际应用当中，要进行准确的操作和使用，就需要先对其系统的工作原理和工作方式进行深入的了解，这样才能保证在实际的使用当中可以准确无误的进行操作。一般的来讲，自动化的系统主要有三个方面的功能，即数据的采集及动态数据的更新、报表及数据库等的维护和管理、过程变量显示及报警控制、顺序控制，通过对这三个方面进行深入的分析和探讨，可以对自动化系统的工作原理有着一个较为详细的了解，下文就将逐一的进行分析。

2.1 数据的采集和动态数据的更新

在自动化系统的实际运行和使用过程当中，会实时的对系统中的一些数据进行采集，通过计算和对比，实现对数据的控制功能，然后，将实时的数据通过图形或者其他方式显示出来，帮助进行数据动态模型图的构建和分析，另外一个方面，通过对实时数据的采集，还可以达到过程控制的效果，对系统的实际运行晴况时刻都可以有着较为详细的掌握，方便操作和使用。

2.2 报表及数据库的维护和管理

在自动化工程管理过程的当中，数据库需要进行实时的维护和管理，与此同时，报表也需要进行及时的处理，这些都需要自动化系统来进行处理，通过电子计算机的处理和维护技术，可以实现数据库和报表的管理，同时，在系y运行的时候，通过设备层和信息层的集成，可以逐步的实现管理和控制数据的共享，进一步的加强数据库及报表的维护及处理，为实现自动化工程管理打下坚实的基础。

2.3 过程变量显示及报警控制、顺序控制

通过对工程管理的顺序进行详细的控制，对报警时间进行处理，对操作的情况进行细致的记录，可以实现自动化工程管理系统的正常稳定运行，同时，对过程变量的趋势进行实时的显示，可以帮助在具体的操作和使用当中，对数据的变量情况有着详细的掌握，及时的做出相应的决策和进行计划及方案的调整。

3 自动化工程管理的应用

根据对自动化系统的工作原理及工作方式进行详细的分析，可以对其具体的应用情况有着初步的了解，下文就将对自动化工程管理系统的实际应用进行举例说明，根据此系统在物流、高速公路和医疗机构方面的实际应用，进一步详细的阐述其具体的使用情况，对其实现与应用进行更加详细的分析，旨在加强其在实际操作中的效果。

3.1 物流中的自动化工程管理

在物流当中，一般是使用射频识别的技术，来实现自动化工程管理，此项技术有着非常多的优点，不需要进行光学可视，在具体的工作当中不需要人工来进行操作和管理，可以对多个物体和高速运行中的物体进行准确的识别，可以满足现代使用的要求。其实际的运用情况非常广泛，改变了传统的数据采集的方式，运用新的技术，来进行数据的采集。例如建设自动导向车系统（AGVS）或者是货物自动跟踪系统（如GPS）等，运用信息引导系统、自动的分捡系统、货物跟踪系统等。利用激光导航、红外通讯或是图像识别等等技术，来将输送工具或者仓库的存储等利用计算机网络互相制约，形成有特定功能的整体性的系统，可以很好的使无人引导的小车、机器人等进行实时的监控操作，为用户建立起直观的虚拟环境，完成特定的操作和应用。

3.2 高速公路中的自动化工程管理

在目前的高速公路收费模式当中，还是使用停车收费的方式，这种方式对高速公路的通行能力有着较大的影响，尤其是在一些车辆比较多的收费路段，这种方式更是大大的阻碍了交通的顺畅程度，而自动化管理系统在高速公路中的应用，通过安装在车辆上面的无信通讯装置与安装在收费路口的无信通讯装置之间进行数据传输，对车辆的类型和具体信息等进行详细的分析之后，即时的收费并通行，可以在很大程度上对高速公路的通行状况进行改善。例如某公司设计的高速公路自动化系统，运用Zigbee无线车牌、Zigbee固定位置信号发射器等，运用发射数字信号来进行有效的识别。其有效的通信距离可达70米，通信的速率可以稳定的维持在250kbps，最高可以确定汽车以120km/h的速度行驶，具体的安装和运行符合工作和环保的要求，使用较为便捷。通过抗干扰的通信技术的使用，集成单芯片的收发机，实施智能化的管理。在安装的读卡器接收到了信息之后，即可以迅速的提取车辆的信息并传送至计算机，完成识别和管理的工作。

3.3 医疗机构中的自动化工程管理

现今，医疗机构已是人们日常生活中的一个重要的组成部分，在医疗机构当中很好的运用自动化工程管理的技术，不仅可以使人们的生活更加的便捷，还可以加强实际的操作状况。在医疗机构中建立自动化的信息管理系统，可以为病人提供更为有效和便捷的服务，同时，还有助于进行医学的分类及其管理，方便进行对病人的远程档案管理和操作，为实际的诊断和治疗带了极大的方便，还可以进行远程的医疗信息交换，解决一系列医疗中的实际问题。

4 结语

水利自动化工程管理工作涉及范围广，技术要求性高，管理人员应具备专业化的能力，协助好总监理工程师努力做好各自的本职工作，正确运用质量、进度、投资三大控制手段，保证自动化工程系统在水库运行管理中的应用，对于水坝防洪能力的提高，安全隐患的降低起着显著的作用，以及具有良好的社会和经济效益。

参考文献

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关键词：水利自动化；工程管理；实施探讨；

Abstract: Water conservancy automation technology is an emerging technology, which combines computer technology, modern communication technology and control technology as a whole, directly for the development, utilization of water resources, protection and management services. Management of water conservancy project is a major strategic task concerning water resources development as a whole, is an urgent need for the development of people's livelihood water conservancy. In this paper, the existing problems in the management of water conservancy project, are discussed and the measures taken for the corresponding.

Key words: water conservancy project management; implementation of automation;

中图分类号：TV5

引言：

水利自动化工程是指采用自动化控制技术和信息技术实现水利信息自动采集和水利设施自动控制的专项工程。计算机技术、电子技术和通讯技术的高速发展，给水利自动化的发展提供了良好的建设环境和技术支持，水利自动化系统已广泛应用于水文测报、洪水调度、大坝监测、水质监测等水利建设的各个方面，大幅提升了水利现代化管理水平，为水利工程建设质量和投资效益的提高发挥了巨大作用。

由于水利自动化工程建设起步较晚，还处于探索阶段，存在水利自动化工程投资严重不足、工程设计招标阶段不够完善、一些承包单位后期服务不到位、自动化工程质量控制难度大、基层缺乏专业维管人员等问题。因此，必须重视对水利自动化工程的管理。

1. 水利自动化工程管理中存在的问题

水利自动化系统在近几年防汛调度工作中发挥了巨大作用，保障了通讯信息畅通和水利工程安全当然，水利自动化工程建设由于起步较晚，目前，还处于探索阶段，所以也难免暴露了一些问题。突出的问题有以下几个方面：

水利自动化工程建设中的问题

1.1.1投资严重不足

很多水利工程的规划和设计中，都包含了自动化监控系统，但在工程实施过程中，由于地方配套资金不到位，对自动化专项工程进行压缩或核减，这种现象在中小型水库改造项目中较为普遍。

1.1.2方案设计方面

水利工程自动化系统设计仅提供框架设计和功能要求，项目实施时有各承包单位进行详细设计，导致了水利自动化系统千差万别。

存在的突出问题：硬件选型不成熟、软件接口不开放、相互之间难兼容，造成维修难、改造难；重复建设现象普遍。

1.1.3工程设计招标环节不够完善

水利自动化工程由于技术复杂、设备技术更新快等客观原因，设计单位一般只是提供设计方案和工程量清单，详细设计是在开标后由施工单位承担，无疑让承包人有机可乘，水利自动化是水利和自动化交叉学科，承包企业要做好设计不仅要精通自动化，也需要通晓水利。目前有不少施工单位缺少水利相关资质。

1.1.4 一些施工单位服务不到位

水利自动化招标中存在的低价恶性竞争，导致一些承包企业偷工减料，还有些承包企业由于缺乏水利专业技术人才，难以保证服务到位。比如说，安全监测自动化工程，一些公司没有水利部的安全监测资质，没有能力提供数据观测、整编分析服务。还有些承包单位由于技术人员流动性大，影响了服务水平。

1.1.5自动化工程质量控制难度大

工程质量的把关，一方面靠监理人员，另一方面靠质量检测水利自动化工程，可以说在这两个方面都缺乏技术支撑，尽管建设单位委托监理单位进行质量控制，但很多水利工程监理单位，都缺少自动化专业技术人员，自动化工程质量检测工作目前还是空白，工程验收大部分靠施工单位的自我演示。

1.2水利自动化工程运行中的问题

1.2.1运行管理人员的素质不高，跟不上技术的发展

计算机的使用可以扩大监控面、节约劳力、提高效率；同时也要求现场人员具有较高的综合素质。操作人员由过去只熟悉某一局部运行规律（主机、辅机、电器），转变为熟悉整个系统（包括计算机），由识读常规仪表到操作键盘，因此普遍出现运行管理人员的技术水平跟不上技术发展的现象，特别是在一线值班运行的操作人员，亟需提高自身的技术素质。

1.2.2系统兼容性差，束缚系统整体效益的发挥

水库自动化系统涉及水雨情测报、洪水预报、大坝安全监测、闸门监控、通讯等多个子系统，实施中由于几个单位分系统施工，造成系统兼容性差，给管理维护带来较大困难。闸门监控及视频监控系统问题较多，维修一次，承建单位往返路程远、费用高，而且不能及时处理解决，影响系统正常使用。

2. 水利自动化工程管理研究与对策

2.1管理研究的内容主要体现在以下几个方面：

2.1.1从水利工程管理层次角度来看,需建立基于国家与地方立足点的统一水利工程自动化管理方案, 确定水利工程专题自动化管理的共性与特性, 并以此为基础建立符合专题业务管理流程的管理信息系统, 才能实现水利工程管理信息在纵向( 国家与地方) 和横向( 各业务管理模块) 传递的畅通性。

2.1.2 从水利工程管理功能角度来看，水利工程管理自动化不仅要保证水利工程

建设实施的顺利进展, 同时也要实现对其建设实施评估与监督的有效性，来确保其建设成效, 另外就是实现对水利资源的动态监测管理, 从而为水利可持续发展提供决策支持。

2.1.3 从水利工程管理自动化建设理论来看, 需研究水利工程自动化基础理论、水

利工程自动化主体理论及水利工程自动化建设支撑理论等组成的理论体系, 从而形成水利工程管理自动化建设的理论基础。

2.2管理对策主要内容包括：

2.2.1提升行业监管力度

行业监管主要是在自动化系统实施时对其进行建设监管，如：制定市场准入制，培育出台相应的制度;制定统一的有关标准规程规范；出台加强自动化系统建设工作的指导性意见；开展自动化系统施工或设备供应单位的信用备案、评价信用体系建设。

2.2.2提高设计质量，严把方案审批关

细化设计方案及水利自动化项目审批程序，特别是设计单位在设计时要综合考虑工程实际情况，注重自动化系统的方案，在方案审查时能够有基层管理部门以及专业人员全程参与，尽量形成较为详细的设计文件。

2.2.3加强实施过程中质量控制，严把验收关

由于自动化系统投资比重较小，在工程建设过程中往往得不到重视。自动化系统工程专业性比较强，过程控制单独依赖监理单位是难以奏效的，应安排专业机构进行过程控制。

（1）建设单位重视建设过程中的质量控制，聘请专业机构进行监测把关。从设备采购、线缆敷设、安装调试等环节逐项控制，并参与后期验收。在施工过程中要减少变更行为，如果存在设计不合理等问题，应进行论证及时更改。

（2）加强出厂调试验收。自动化系统建设过程中，有出厂验收环节，但大部分缺少专家把关和专业检测，应完善专家把关和专业检测制度。

2.2.4加强运行管理

（1）及时加强技术培训，不断提高运行管理人员的素质。计算机的使用可以扩大监控面，提高设备效能和工作效率，同时需要高素质的管理人员。因此，及时或提前进行技术培训，不断提高运行管理人员的技术水平，对发挥微机监控系统在泵站中的作用，进而充分发挥水利工程的整体效益有着及其重要的意义。

（2）运行管理部门定人定岗定期对设备进行维护，应根据维护对象在系统中的重要程度对其进行分级：监控主机、可编程控制器和网络设备等为关键设备级；传感器、数据采集装置和动作设备等为重要设备；其他设备归于一般级。在对设备进行分级的同时，根据维护对象、运用环境实际情况再对其进行分类：室内环境设备；室外环境设备。根据不同维护对象的级别和类型制定相应的维护周期，做到关键设备重点维护，非关键设备视具体情况进行维护。

3.结语：

水利自动化工程管理工作涉及范围广，技术要求性高，管理人员应具备专业化的能力，协助好总监理工程师努力做好各自的本职工作，正确运用质量、进度、投资三大控制手段，保证自动化工程系统在水库运行管理中的应用，对于水坝防洪能力的提高，安全隐患的降低起着显著的作用，以及具有良好的社会和经济效益。

参考文献

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关键词 水利自动化；质量检测；评价

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0076-02

水利自动化工程包括闸门监控自动化、泵站监控自动化、大坝安全自动监测、水情自动检测系统等，在实际建设中某些国家和地区水利部门单位是单独建设的，某些地区是新老工程同步进行，近些年来大中型水利工程都有完备的自动化系统，某些小型水利工程也安装自动化设备以及监测系统，随着信息化程度的不断加深，水利自动化也将得到进一步的发展和壮大。

1 水利自动化建设中出现的问题

水利自动化系统在近些年水利工程等工作中发挥了巨大的作用，同时保障了通讯信息畅通和水利工程安全。然而，我国水利自动化工程建设还处在初级阶段，目前还有许多工作处在探索阶段，因此也出现了许多问题。

1.1 水利自动化的投资问题

任何一项水利工程项目建设的初期都包含了完备的自动化监控系统，但是由于工程实施过程中所需的配备设备、资金等不足，对自动化专项工程等项目也就开始缩减起来，这种现象在中小型水库实施过程中体现的尤为突出。

1.2 工程招标环节存在不足

水利自动化工程是属于技术复杂、设备技术更新快的一种工程项目，而设计单位一般只提供设计方案以及工程量清单。而详细设计是在工程开标以后由施工单位来承担，但是水利自动化包含着水利技术以及自动化技术，承包企业以及个人需要同时精通两者，许多施工单位在此方面存在着技术短板，难以完全胜任工程任务。

1.3 施工单位服务质量差

水利自动化招标过程中存在着恶劣的低价恶性竞争，这样导致某些承包企业等偷工减料，并且服务也不到位。还有些承包企业由于缺乏水利专业的技术人才，服务质量也难以保证。例如，安全监测自动化工程，某些公司没有相关的水利部的安全监测资质，并且他们也没有能力提供数据观测、分析等相关服务。还有些承包单位由于技术人员流动性较大，也就影响了服务的水平。

1.4 自动化工程质量在控制上很难把握

工程质量上的掌握，不仅靠监理人员，还要靠质量检测。水利自动化工程在这两个方面都缺乏相关的技术支撑，虽然建设单位等将质量控制等交托给监理单位，然而，许多的水利工程监理单位都缺乏自动化专业技术人员，因此，自动化监测工作仍然难以落实，工程验收也只是走马观花。

1.5 基层缺少管理的专业技术人员

水利自动化工程非常重要，某些水利自动化工程在建设好以后，基层的维护以及管理都跟不上。许多基层单位缺少专业管理人员，有一些管理人员也很少进行业务培训和学习。

2水利自动化工程运行质量现状

水利工程建设局作为省水利单位，有许多自动化专业技术骨干，这些人长期从事水利自动化工程建设，近些年来，他们参与了许多有关水闸、泵站自动化监控系统和水库安全监测自动化系统的建设，同时还参加工程规划的评审、招标以及工程监理、质量监测等。这些系统总的来说运行状况非常好，但是有些也很差强人意。例如，系统的实用性较差，某些操作步骤还很复杂，操作人员主观上认为自动化设备很复杂，不愿意去学习操作。监控系统等功能都缺失，采集等器材数据也不准确，甚至某些软件设置都是不符实际的。其次，盗版软件泛滥，系统稳定下也因此下降，某些施工单位更是为了降低成本，降低设备的指标和设备性能。再次，系统对厂家技术等依赖性较大，厂家的技术人员走开以后，工作就难以继续。最后，供应商也缺乏相关的技术规范管理，系统与系统之间相互联系性越来越差，尤其是水库安全监测自动化系统又不统一，联网的难度就更大。

3 水利自动化工程的建议

我国的水利系统分布地区广泛，目前我国的水闸有5万多座，大型水闸有400多座，中性水闸也有3 000多座，水闸和泵站是我国水利工程的重要组成部分，也是水资源调度以及防汛抗旱的控制性设施。为了保证水利投资等发挥效益，水利自动化系统要建设好更加要管好，问题解决也需要一个过程，下面提出一些建议：

1）在工程招标中要加强对水利行业资质的管理

在水利自动化专项工程招标中，要将某些省份先进的工作经验进行推广，强化水利行业的资质要求，例如对安全监测自动化项目等要强调水利部门监测资质。

2）工程建设中要实行第三方监测机制

水利工程中传统的检测都有一定的技术支持，检测工作可以得到重视。水利自动化工程相对比较起步较晚，水利自动化工程质量检测以及管理目前还属于缺失状态，因此，尽快研究出相关检测以及验收的技术规范势在必行，重要的工程要实行第三方公正检测。

3）加强岗位相关培训以及资格认证考试

在基层单位管理人员中要开展自动化专项技术培训，通过系统的操作培训以及考核保证基层员工都能胜任岗位，激发各岗位工作人员的学习热情，加强其掌握技能的能力，保证自动化系统的使用以及后期维护。

4）逐步加强承办单位的信用管理

建设部门等要建立承包单位企业信息库，并对承包商的系统质量状况进行随时跟踪和监测，建立良好的企业信用评价机制。管理人员也要定期对系统运行和服务等情况进行回访，对于出现严重质量问题的厂家以及承包单位予以惩罚，这样可以有效激励企业做好售后工作的同时也增加其信誉度，为水利自动化事业以及后期工作的开展提供依据。

参考文献

[1]孙洪滨.对水利工程自动化管理的思考[J].治淮，2004(3).

[2]刘劲松.对目前我省水利绿化工作中存在问题的几点看法[J].江苏水利，2005(5).

[3]王凤玲.浅析水利工程电子档案的整编[J].治淮， 2005(10).

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关键词：电气自动化；水利水电；系统组成

1水利水电工程中的电气自动化概述及系统组成

1．1电气自动化概述。电气自动化融合网络信息、电子信息等一系列现阶段前沿的技术形式，是生产作业由传统模式向自动化方向发展的重要技术支撑，具有高效、减少资源投入等效果。随着配套技术的深度发展，现阶段的电气自动化已经具有较高的应用水平，逐步渗透至社会生产、生活的各个层面。水利水电工程的建设规模较大，具有周期长、复杂度高等特点，在引入电气自动化技术后，可提高工程生产力，以更为规范、更为自动化的方式完成相关工作［1］。1．2电气自动化系统的组成。随着电气自动化系统在水利水电工程中的逐步应用，现阶段已经创建出一套自动化操作模式，通过计算机技术与智能测控装置软硬件的融合，可以构建起完整的电气自动化系统，以推动工程作业的高效开展。电气自动化系统集丰富要素于一体，通过以太网和现场总线串联，实现与控制站等相关装置的联结，从而构成完整的体系，共同运行协同控制机制。系统为分层结构，灵活性较强，可根据功能需求及时扩展。在采取冗余配置装配的方式后，可达到维持系统安全性、提高其可靠性的效果，加之先进信息技术的融合，构筑完善的安全防护体系。系统自带人机接口，有利于用户日常控制工作的顺利开展。

2电气自动化在水利水电工程中的主要作用

2．1监测水利水电工程的运行状况。在水利水电工程中，通过电气自动化技术的应用，可以全天候监测其运行状况，以便及时发现系统存在的故障或安全隐患，若存在异常之处则能够立即触发警报信号，检修人员可对问题做出分析，高效锁定故障类型、作用范围以及生成机制，从而在短时间内完成维修工作。可以发现，电气自动化技术的时效性较强，故障维修或安全隐患排查所需要的时间相对较短，避免了发电机组长期处于故障状态的局面，进而减少不必要的经济损失，为水利水电工程整体的稳定运行保驾护航。2．2提质增效。通过电气自动化系统的应用，可达到提质增效的效果。首先，创建并运行自动监控运行机制，其对于增强工程整体稳定性大有裨益，各类装置可在良好的环境下高效运行，工作人员也能享受到更佳的作业条件，在各类生产要素的协同作用下，促进水利水电工程的发展，创造显著的社会效益和经济效益。其次，电气自动化系统融合了先进的计算机监控技术，可以面向水利水电工程整体展开全面的监测，对工程运行状况做出准确的判断，基于既有数据及时预测可能出现的问题，从根本上消除安全隐患。最后，电气自动化系统的运行能力较强，对劳动力所提出的需求较低，既减少了人力资源投入，又避免了因人为操作而导致的效率低下问题，由此创造丰厚的经济效益，提高企业的核心竞争力。

3电气自动化在水利水电工程中的具体应用

3．1自动化控制水轮发电机组运行。电气自动化系统集监测、分析、反馈及调节功能于一体，可以智能控制水轮发电机组，使其维持稳定运行状态［2］。1）在电气自动化系统的调度下，协调好开关机、转调等工作，全程无需过多人员的参与，仅需根据特定的指令完成调度即可，水轮发电机组可根据指令做出调节行为。2）电气自动化系统充分贯彻节能环保的发展理念，以水轮发电机组正常运行为前提，最大限度降低其能耗，以低消耗的模式实现效益最大化的目标。自动化系统可密切关注最新的工作情况，进而自动部署发电机组，在非必要时关停部分机组，或是在存在需求时及时启用机组。3）水利水电工程具有规模化的特点，其在运行期间易由于内外部因素的作用而发生故障。在出现此类情况时，电气自动化系统及时做出响应，自动接管机组，根据系统掌握的情况开启紧急备用机组，以便快速恢复正常发电状态。此外，考虑到安全性的要求，电气自动化系统还将对机组的运行状况做出判断，必要时将自动断开特定的机组，以最大限度减小故障影响范围。3．2监测水轮发电机组的运行状态。电气自动化系统具有自动监测的功能，能够及时掌握发电机组运行稳定水平、电路安全状况、发电机的负荷等，若某项指标存在向极端变化的趋势，则能够及时做出调整，使其稳定在许可范围内［3］。电气自动化系统还能够精细化调节制冷系统，使机组等相关装置在合理的温区内运行，避免因温度过高而导致设备烧损的异常状况。若发电机组运行期间存在故障，该部分情况将由电气自动化系统及时感应，在对外发出信息的同时还将同步采取调整措施，通过自动化的方式尽可能控制故障的影响范围，而检修人员可第一时间获取故障信息，随即组织分析与维护工作，自故障发生开始直至完成维修所持续的时间较短，不良影响范围较小，可减少因故障而导致的经济损失。3．3智能化控制设备。电气自动化系统的控制范围广，包含水泵、油泵以及空压机等。由于形成了联动机制，因此在某些设备发生故障后，电气自动化系统将及时检测到具体情况并调用其他设备，以维持正常的运行状态。电气自动化系统可以针对核心的电气设备展开全方位的检测与诊断，视实际情况采取控制措施，例如掌握及控制变压器、母线等。水工建筑物的使用状况将对水利水电工程的整体运行水平带来影响，而电气自动化系统则能够及时监测此方面的情况，亦可采集有关于拦污栅畅通状况的信息，若存在堵塞的情况，则会及时提醒维护管理人员，以便及时疏通。并且，电气自动化系统还能够检测水位高程并及时调整，使其在各阶段均稳定在合理的高程区间内。3．4设备选型及自动化设计。科学技术水平持续进步，给水利水电工程建设事业的开展提供了更为可靠的技术支持，丰富的前沿科学技术相继被应用于水利水电工程中，随着自动化元件的逐步丰富，其在水利水电工程中的作用也愈发显著。但需意识到，现阶段发电机自动化水平依然有待提高，在实际应用中存在元件灵敏度不足、可靠性欠佳、精度偏低等局限之处，导致水利水电工程的自动控制机制难以有效发挥出作用。对于此问题，有关技术人员需要将设备的选型与升级作为突破口，保证设备型号与水利水电工程建设需求之间具有相适性，同时做好自动化设计工作。以中低水头电站为例，则普遍应用到轴流转浆式水轮机，具体如图1所示。该水轮配置有涡轮叶片，采取的是导叶协联行动模式，通过该装置的应用，解决了以往中低水头电站运行期间稳定性不足、故障频发、经济效益低等问题。但导叶开度类型多样，显著增加了制作难度，且易受到涡轮头和下游水位变化的影响，使水轮机的运行参数与理论值出现较大的偏差。加之外界环境的作用，水轮机的运行效率长期偏低。对此，技术人员以实际情况为立足点，适时调整工艺参数，以保证各类装置之间具有协调性，通过PLC控制方式的应用，可显著提高水轮机的运转效率，发电质量可靠、效益显著。3．5电气自动化用于水利水电工程中要注意的内容。通过电气自动化技术的应用，能够给水利水电工程提供可靠的技术支撑，但电气自动化在该领域的应用尚处于起步阶段，因此，依然存在诸多亟需解决的问题。水利水电工程运营期间存在诸多干扰因素，若缺乏有效的控制措施容易影响水利水电工程的正常运营，造成不必要的损失。在应用电气自动化技术时，需要紧密结合水利水电工程的实际状况，尽可能确定不良因素，由此制定相适应的解决对策，在电气自动化技术的支持下最大限度减少不良因素的干扰。此外，在创建电气自动化系统时，还需考虑到其与电站机组等相关配套装置的关系，诸如电站机组等均是水利水电工程中不可或缺的部分，在使用电气自动化技术时需合理优化，实现技术与硬件的有机融合，以便充分发挥出电气自动化技术的应用效果。在合理应用电气自动化技术后，可以给机组等装置的运行提供安全保障，稳定且高效地运行，创造更加可观的经济效益和生态环境效益。

4结束语

水利水电工程的规模较大，其运行水平将直接对水电生产的品质带来影响。在信息技术日益成熟的背景下，有必要将先进的技术引入至水利水电工程中，由此创建电气自动化系统，及时监测发电机等相关装置的运行情况，并适时采取调整措施，助力于水利水电工程的发展。

参考文献：

［1］陈进．浅谈电气自动化在水利工程中的应用［J］．科技风，2020，33（16）：176．

［2］刘靖华．电气自动化在水利工程的应用实践探究［J］．珠江水运，2020，28（13）：59－60．

篇14

在我国现代化程度不断发展的情况下，水利水电工程的建设也取得了骄人的成就，而在近些年，把水电的工程进行自动化的施工建设已经成为了一个新的发展方向，因为结合这种信息采集系统，可以对施工的水文地质环境做综合而高效的分析，在一定程度上还提高了整体的施工建设数度。但是由于水电工程所需要的信息量非常大，传统的自动化技术根本满足不了现实的需求，针对这一情况，发展新的高效的信息自动化技术就是摆在当下的问题。这种新型的信息自动化技术，其监控的信息是动态的，根据当地的实际情况，以及天气和地质的变化，会实时的把准确信息传递过来，因此其的使用价值变得更高，而且计算机技术也处在一个很好的发展态势，因此这种技术结合到水电工程建设中是完全可行的，可以预见其发挥的价值也是巨大的。

2CIS在水利水电工程建设中的应用情况

2．1CIS应用在防洪工作中

近些年，我国的南方每年的七八月份的降雨量非常大，因此经常发生山洪和暴雨，给人民的生命财产造成了很大的损失。而在这一领域如果使用了GIS技术，其可以及时的把当地的雨量，时间，还有一些其他的险情报告给有关单位，这给有关人员疏散人员，还有制定防治措施提供了宝贵的数据信息和时间，可以有效的降低洪涝灾害造成的影响。当把这些信息数据存储之后，有关人员对其进行分析，然后根据具体情况作出及时的判断，最终在恰当的时间和地区向广大的民众洪水预警信息。除此之外，这些信息还可以对灾害作出评估，同时也可以拟定出救灾的线路，对实际的雨量和雨情做细致的分析。

2．2GIS在水电水利工程中的监测和管理应用

在建设水电工作过程中，首先会涉及到对工程项目的选址工作，而GIS的定位工作会发挥其很好的作用。其不仅会对当地的环境容量进行检测，同时还可以对阶梯淹没的程度做细致的分析，除此之外，如果是建设大型的水利工程，还可以对其日后的防洪工作，以及具体的规划情况做好管理。

2．3GIS应用在动态演示系统的情况

2．3.1可以设置虚拟的工程环境

GIS可以通过自身的立体的动画技术，在先进的计算机系统中，绘制出将要建设的水利水电工程，而且对其的细致规划和布局做的也非常好，可以通过各个角度，对整个的水利水电工程进行观察和分析，如果发现问题，还可以及时的进行重新设计和调整，因此其实际的使用成本非常低，但是作用却是无法取代的。在实际设计的动画中，有关的技术人员，借助电脑显示可以观察到母线洞，还有引水河以及工程的内部构造，施工的技术人员，可以利用这些做数据的分析，那么对整个工程的掌控就会得心应手，能控制好整体的大局。这种技术还能细致的测量好周围的地形，进而一线的施工人员就可以根据实际情况，因地制宜，把施工的质量提高上来。

2．3.2地下洞室的形象进度应用

在实际的施工中，地下洞的施工时最困难的一道工序之一，因为其特殊的施工环境，因此对施工的进度造成了很大的阻碍。而利用GIS技术，可以对其进行动态的展示，而有关的技术人员，就可以对任何地段的施工情况进行了解，而且对施工中的一些细节问题也会了如指掌，不仅如此，还会看到施工的整体效果，因此对地下洞的施工质量有很大的帮助，在很大的程度上也提高了整体的施工速度，而在以后的发展中，其作用竟会更加的强大。

2．4在区域构造稳定性中的使用

在水利水电工程建筑中，可以应用遥感技术，该技术能够提供大量的有效信息，比如一些人力无法达到，或者是到达后不仅费时，而且还非常费力的地点，就可以应用这种遥感技术，其不仅可以全面的把信息传递回来，而且对一些特殊要求的施工地段，还可以有针对性的提供地质构造情况，这样施工人员在施工中，就可以做到知己知彼，进而对遇到的困难打好提前量，规避掉了临时遇到问题而解决不了，从而耽误了施工的实际进程。进过实践的检验，这种遥感技术还可以发现一些预料之外的特殊地质和地貌，以及环境的湿度情况，对一线施工人员无论是在设备准备上，还是心理准备上，都提前打上了“预防针”。而且还可以有效的判定周围环境的稳定情况，是否适合人员在上面进行长期作业，有效避免施工人员发生危险的情况。可以毫不夸张的说，这种遥感技术就是施工人员的千里眼，为水利水电工程的建设传递着有关进度和质量的数据。

2．5遥感技术预防泥石流以及滑坡的应用

在建设大型的水利和水电工程中，因为环境的原因，因此滑坡和泥石流的问题是有关技术人员的心病，而通过使用遥感技术，可以勘察出实际的地质情况，因为其有航拍功能和彩虹出片功能，在可能发生泥石流的位置，能够及时的做出调整并发出预警，避免一线施工人员伤亡的问题出现。

3总结