刘吉祥

水利改革

献县枢纽自动监控系统运行管理现状与对策

刘吉祥

献县枢纽是子牙河系大型省直管水利枢纽工程，分别于2000年、2013年进行除险加固，对水闸工程结构进行了强化，增加了水闸自动监控系统，包括自动启闭和自动观测、视频监控3部分，主要由电子设备和仪器、软件程序组成，水闸运行中容易出现系统性故障，出现故障后又面临技术性方面和维修费用方面的问题，现对献县枢纽自动监控系统运行管理中存在问题进行分析，以期实现水闸工程的正常运行并为相关工程管理提供参考。

1.工程现状

1.1 水闸自动监控系统构成

献县枢纽水闸自动监控系统可实现远程控制、数据采集和视频监控，两座水闸配有现地控制单元。系统由电子设备和软件两部分组成。电子设备包括计算机、PLC控制柜、闸门开度传感器、荷重传感器、渗压传感器、传输线缆和交换机、光端机等，软件包括闸门监控软件、数据库软件、水闸安全数据监控软件、PLC程序。

1.2 系统运行情况

水闸自动监控设备安装调试后投入运行，给工程管理带来了很大便利，预设闸门开度就能升降到位，预设观测时间就能自动采集测压管水位数据， 24h视频监控工程区安全。工程运行约两年后，视频监控部分问题较少，水闸自动启闭和测压管水位自动采集部分问题频发，系统不再能发挥应有的作用，运行管理存在一些实际问题。

2.存在问题

一是水闸自动监控系统在安装两年后经常出现故障，PLC故障、测压管观测数据不准确的问题比较突出。

二是自动监控设备出现故障后管理单位自己处理不了，售后维修又不及时，致使自动控制功能不能正常应用，也得不到完整的测压管观测数据。

三是自动监控系统的维修养护年度费用较高，现有维修养护费用不能满足要求。

四是随着运行时间的增长，闸门开度的设定值与实际开度之间的误差增大，同类测压管水位观测数值差异性明显。

五是测压管自动采集系统每年产生大量的观测数据，数据的后期处理分析任务较重。

3.原因分析

3.1 电子设备运行环境相对较差

PLC控制柜和各传感器安装在水闸的操作室和启闭机室，位于河槽上部，空气潮湿，严重影响电子设备的使用寿命，安装在启闭机底座下方的荷重传感器，更容易腐蚀。渗压传感器常年浸泡在水中，容易损坏导致灵敏度下降。

3.2 故障突发且维修费用高

自动监控系统电子设备损坏大部分是突发性地没有前兆，也无法预测，不能及时列入年度投资计划获取资金。损坏之后须联系安装单位维修，一年中多次故障维修，需资金较多，造成维修费用不足。

3.3 自动化系统在水利工程上应用时间短

做年度维修养护计划时没有按型号或种类编制的专用定额，水闸工程维养定额只是按工程规模列数量计列维护费用，不能满足系统维修养护的要求。

3.4 系统软件功能不完善

自动监控系统软件开发时，后期应用中的一些问题考虑不足，随着工程运行，钢丝绳被拉长，预设的闸门开度与实际开度的之间的误差逐渐变大。测压管内的渗压传感器运行时间稍长后灵敏度下降，系统缺少自检功能来判断传感器的工作状态。

3.5 测压管观测数据数量较大

通过预设观测时间就可得到每天不同时段的成组数据，每年都会产生大量的观测数据需要分析处理。

3.6 管理单位信息化人员较少

管理单位多为水利专业技术人员，在配电设备和电子设备使用方面能力有限，计算机使用、PLC检查和故障排除、编码检查修改存在困难。在安装单位设置技术“壁垒”的情况下，出现问题后等待技术支持单位来人维修往往时间较长。

4.对策建议

4.1 加强电子设备的防护与维养

PLC控制柜、开度传感器这些安装在室内的电子设备加强防潮，使工作环境尽量干燥；荷重传感器等外露设备缩短养护周期、提高养护标准；测压管水位观测用的单晶硅投入式传感器，市场上已有双重防护的型号。

4.2 编制维修养护定额

根据近20年内自动化系统的设备维修次数、维修养护实际发生费用、工程造价定额编制规范，制定适合自己工程的自动监控系统维修养护定额，报水利厅批准后用于年度投资计划。

4.3 实现自动化系统正常运行管理

申请由水利厅牵头，组织多个省直水利工程管理单位和省内科研院所、高校合作开发自动化监控系统，工程管理单位真正掌握系统的核心技术，做到自主排障、维修养护及时高效。

4.4 完善软件功能

在合作开发系统的过程中，工程管理人员必然会掌握VB、VC、VF、PLC等编程技术，在工程管理过程中发现软件功能需要补充完善时，很容易去拓展。

4.5 技术数据进行程序化批量处理

根据测压管水位观测数据存储文件格式，编写简单的数据处理程序进行批量处理，VF、ACCESS格式的文件通过编制数据库程序予以处理，EXCELL格式的数据文件须在当前表格用VBA编写脚本即能自动处理。

2022-04-24

刘吉祥，男，汉族，河北省子牙河河务中心，高级工程师。