现代水利工程中自动化系统问题分析
浅谈水利工程信息化管理
浅谈水利工程信息化管理水利工程信息化管理是将信息技术应用于水利工程管理中，实现工程运行、管理和决策的自动化、信息化和智能化，提高管理效率和水利工程的整体质量。
以下从信息化管理的意义、现状、难点以及发展趋势等方面进行阐述。
一、信息化管理的意义信息化管理对水利工程有重要的意义。
首先，它可以实现全面监测水利工程的运行情况。
通过计算机、智能终端等设备，实时监测水库、排水沟渠、泵站、水闸等设施的运行情况，了解其运行状态、水位、水质、流量等一系列信息，从而及时采取相应的措施。
其次，信息化管理可以提高水利工程的管理效率。
通过信息化手段，可以对水利工程的管理流程进行优化和改进，使其实现自动化管理和高效运行，从而提高管理效率。
最后，信息化管理可以帮助水利工程决策。
通过采集和分析各种数据信息，为水利规划、设计、建设和管理等决策提供科学依据，使决策更加科学合理，更加符合实际情况。
当前，水利工程信息化管理已经逐步得到广泛应用。
例如，在水资源管理中，通过建立水资源信息管理系统，实现水资源监测、数据采集、数据处理及管理等功能，从而有效保护水资源，提高水资源利用率。
在灌溉管理中，采用自动控制技术、无线传感器网络和现代化计算机网络技术，实现水利设施的节水、自控和节能运行。
在防洪管理中，通过卫星遥感、雷达和航空摄影等技术，实现洪水预报和水位预警，及时采取防洪措施，保护人民生命财产安全。
在水质监测中，采用自动监测技术、物联网技术和云计算等技术，实现水质监测的数据采集、自动化分析和智能管理。
在水利工程信息化管理中，还存在一些难点需要解决。
首先，信息化技术的应用面较广，需要设备、网络、软件等多方面的技术支持和投入，这对现阶段的工程建设和管理人员的技术水平提出了更高的要求。
其次，信息化技术的更新换代很快，管理人员需要不断学习和更新技术，使自己适应新技术的可持续发展。
最后，信息化管理的数据质量和数据安全问题需要得到高度重视，防止数据篡改和泄露。
基于自动化控制的智能水利工程管理与调度研究
基于自动化控制的智能水利工程管理与调度研究一、引言随着科技的不断发展，智能化技术在各个领域得到广泛应用，其中智能水利工程管理与调度也逐渐成为研究的热点。
智能水利工程管理与调度的目标是通过自动化控制系统，实现对水利工程的智能化管理和调度，提高水资源利用效率，保障工程的运行安全与稳定。
本文将深入研究智能水利工程管理与调度的关键技术和方法，并对其应用前景进行展望。
二、智能水利工程管理与调度的关键技术1. 自动化控制技术自动化控制技术是实现智能水利工程管理与调度的基础。
通过传感器和执行器等设备，实现对水利工程的实时监测和控制。
自动化控制技术可以提高水利工程的运行效率和安全性，减少人为操作带来的错误和风险。
2. 数据采集与处理技术智能水利工程管理与调度需要大量的实时数据进行分析和决策。
数据采集与处理技术可以实时收集水位、流量、水质等相关数据，并对数据进行处理和分析，提供决策支持。
目前，大数据和人工智能等技术的应用可以实现对海量数据的快速处理和分析，提高管理与决策的效率。
3. 优化调度算法智能水利工程管理与调度需要制定合理的调度方案，以实现对水资源的优化配置。
优化调度算法可以根据实时数据和工程特点，通过数学模型和算法对水利工程进行优化调度。
传统的优化调度算法包括线性规划、动态规划等，近年来，遗传算法、模拟退火算法等智能优化算法也逐渐应用到水利工程管理与调度中。
4. 智能决策支持系统智能决策支持系统包括数据管理系统、决策分析系统和决策优化系统等。
它们通过整合和分析实时数据，并结合模型和算法，提供给决策者决策支持和最优方案。
智能决策支持系统可以辅助决策者制定合理的调度方案，并对方案进行模拟和评估，提高决策的科学性和准确性。
三、智能水利工程管理与调度的应用场景1. 智能灌溉系统智能灌溉系统是智能水利工程管理与调度的典型应用之一。
通过自动化控制技术和优化调度算法，智能灌溉系统可以根据作物需水量、土壤湿度等实时信息，自动调节灌溉设备的运行，实现对农田灌溉的精准控制，提高用水效益和农作物产量。
DCS系统在水利工程中的自动化控制与调节
DCS系统在水利工程中的自动化控制与调节自动化控制与调节在水利工程中发挥着重要的作用。
近年来，随着技术的迅速发展，DCS（分散控制系统）系统被广泛应用于各类水利工程中，实现了对水资源的高效利用和管理。
本文将从DCS系统的特点、应用案例以及未来发展趋势三个方面论述DCS系统在水利工程中的自动化控制与调节。
一、DCS系统的特点DCS系统是一种集散式控制系统，其核心是由处理器、通讯模块、输入输出模块等组件构成的中央处理器单元。
其特点主要包括以下几个方面：1. 高度集成化：DCS系统集合了传感器、执行器、控制器等多种设备，实现了对整个水利工程系统的自动化控制。
2. 灵活可扩展性：DCS系统采用模块化设计，可以根据水利工程中的特定需求进行灵活配置和扩展。
3. 高速实时性：DCS系统具有快速的数据采集、处理和传输能力，能够对水利工程中的各项指标进行实时监测和控制。
4. 可靠稳定性：DCS系统采用双机热备份、数据冗余等多重机制，确保系统在故障情况下依然能够正常运行，提高了水利工程的安全性和稳定性。
二、DCS系统在水利工程中的应用案例1. 水位控制：DCS系统通过接收水位传感器的数据，将数据与设定值进行比较，控制水利工程中的水位，确保在正常范围内。
2. 水质监测与调节：DCS系统可以通过与水质传感器的连接，对水体中的PH值、溶解氧、浊度等指标进行实时监测和调节。
3. 灌溉系统控制：DCS系统可以根据土壤湿度传感器的反馈，精确调节灌溉系统中水流量和喷头的开启与关闭，实现对土壤水分的智能管理。
4. 泵站自动化控制：DCS系统可以实现对泵站中水泵的起停控制、变频调速、故障诊断与报警等功能，提高了泵站的运行效率和可靠性。
三、DCS系统在水利工程中的未来发展趋势随着科技的不断进步和水利工程的发展需求，DCS系统在水利工程中的应用也日益广泛。
未来，DCS系统在水利工程中可能出现以下几个发展趋势：1. 大数据应用：DCS系统可以将水利工程中的大量数据进行采集和处理，通过数据分析和挖掘，实现对水利资源的更精准管理和优化调节。
水利泵站更新改造工程的电气设备及其自动化
水利泵站更新改造工程的电气设备及其自动化摘要：水利泵站作为重要的水资源调度设施，对于保障农业灌溉、城市供水、洪水控制及生态环境维护等方面发挥着至关重要的作用。
随着技术的进步和社会发展的需要，传统的水利泵站设备和控制系统已经不能完全满足现代化管理的要求。
因此，水利泵站的更新改造工程尤为重要，其中电气设备及其自动化系统的更新改造成为提高泵站效率、确保运行安全、降低能耗和提升管理水平的关键。
本文主要探讨了水利泵站在电气设备和自动化控制系统方面的更新改造策略，分析了改造过程中的技术要点和面临的挑战，并提出了相应的解决方案。
关键词：水利泵站更新改造电气设备自动化控制能效提升运行安全引言水利泵站的电气设备及其自动化控制系统是确保泵站正常运行的核心，涉及到电机控制、变频调速、远程监控、故障诊断、数据采集与处理等多个方面。
随着信息技术和自动化技术的快速发展，传统的泵站控制方式已逐渐不能满足现代水利管理的需求。
因此，进行电气设备和自动化系统的更新改造，对于提高泵站的运行效率和管理水平，减少能源消耗，提升泵站的智能化和信息化水平具有重要意义。
更新改造工程通常包括但不限于电气控制系统的升级、智能仪表的引入、自动化软件的开发及应用等。
本文旨在探讨在当前技术背景下，如何有效地进行水利泵站电气设备及其自动化系统的更新改造，以适应现代水利管理的需求。
一．现状分析1.电气设备的配置与性能许多现有的水利泵站依赖于数十年前设计和安装的电气设备。
这些设备在当时可能处于技术前沿，但现在已显著落后于现代技术标准。
例如，老旧的电动机和泵的能效远低于当前市场上的高效设备。
此外，这些老旧设备往往需要更频繁的维护，且更容易发生故障，导致运行成本增加和系统可靠性下降。
在自动化控制方面，虽然多数泵站已实现基本的自动启停功能，但高级的监控、诊断和优化控制仍然缺失。
现行系统的局限性不仅体现在数据收集和处理能力上，也体现在远程操作和维护能力的缺乏。
这些局限导致泵站管理者无法实时获取关键运行数据，也难以及时响应和处理突发事件。
自动化技术在水利工程中的应用
自动化技术在水利工程中的应用自动化技术在水利工程中的应用水利工程是指人类利用水资源进行的与水相关的工程活动，其目的是促进水资源的合理利用和管理。
如今，随着科技的进步和自动化技术的发展，自动化在水利工程中的应用越来越广泛，带来了许多便利和效益。
首先，自动化技术在水利工程中的应用使得水资源的管理更加高效。
由于水利工程涉及大量的水流、水位、水压等信息的监测和控制，传统的人工操作往往存在一定的局限性。
而自动化技术的应用可以通过传感器等设备实时监测水质、水位等参数，并将数据传送至中央控制系统，实现对水资源的全面监控和精确控制，提高了管理的效率和准确性。
其次，自动化技术在水利工程中的应用也大大提高了工程的安全性。
水利工程通常涉及大型水坝、堤防、水闸等基础设施，其安全性尤为重要。
传统的人工操作容易受到人为的误操作、疲劳等因素的影响，而自动化技术的应用可以实现远程操作和自动控制，降低了人为因素对工程安全性的影响。
此外，自动化技术还可以通过智能感知和预警系统，及时发现工程中的异常情况，并作出相应的预警和处理，最大程度地减少了可能的事故风险。
自动化技术的另一个重要应用领域是水利工程的节能和环保。
水利工程通常需要耗费大量的能源，自动化技术可以通过智能控制系统的应用，实现对水泵、水轮机等设备的精确控制和调节，在保证工程运行的正常情况下，最大限度地减少能源的消耗。
此外，自动化技术还可以实现对水体的在线监测和处理，减少水污染的风险，保护水资源的生态环境。
此外，自动化技术在水利工程中还有许多其他的应用，如自动化灌溉系统的应用可以实现对灌溉过程的智能化控制，提高灌溉效率；自动化排涝系统的应用可以在降雨过程中及时排水，减少洪涝灾害的发生等等。
这些应用大大提高了水利工程的效益和可持续发展能力。
总结起来，自动化技术在水利工程中的应用不仅提高了水资源的管理效率和工程的安全性，还实现了节能环保和智能化控制，为水利工程的发展带来了巨大的便利和效益。
关于江苏水利工程自动化控制系统建设的认识和思考
等单位 自动 化人 才的引 进与 培养工 作， 以保证水利 自动化工程建设与管
２ ０ １ ３年 第 １ ２期
江苏水 利
关于 讧 荪水利工程自动化控制 系统建设的认 识 与思考
周 治 刚 叶 文 武 左 保 静
（ 江 苏省水利 工程科技 咨询有限公 司， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ２ ９ ）
摘 要： 介绍 了 目前江苏省水利 工程 自动化控制 系统应 用情 况 ， 对水利工程 自动化控制 系统应 用过程 中存在 问题
系统 运用 过程 中对 厂家 技术 依
赖性大 ， 许 多操作上 的小 问题解 决起 来也 比较 困难 。而且 ， 一旦 系统 出现
总体来讲 ， 大部 分水利工程 自动化控 制系统建成后 ， 有效改善 了运行管 理 环境 ， 减 少 了运行管 理人 员 ， 为实 现 水利 工程 的“ 无人值 班 （ 少人 值守 ） ” 创造 了条件 ，发挥 了积极的作用 ， 但 同时也存在诸多问题 。
装了 自动化设备 以及监测 系统 ， 并 取
系统设 备种类繁多 ， 各厂家设备 配置类 型不 同， 操作步骤也不 同。同 时， 系统操 作步 骤过 于复 杂 ， 对于很 多 中小型水利工程 ， 基层操作人 员宁
愿手 动而不 愿采 用 自动化 系统进行
３ ． １ 水利 自动化工程特殊性 （ １ ） 设备使用无规律性
进行 了分析 ， 并就水利工程 自动化控 制 系统建设和管理提 出了建议 。
关键词 ： 水利 ；自动化控制 ；建议 中图分类号 ： Ｔ Ｖ ＋ Ｔ Ｐ ２ ９ 文献标 识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ７ ８ ３ ９ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ ０ １ ４ — ０ ２
浅论灌区现代化面临的问题和解决措施
浅论灌区现代化面临的问题和解决措施摘要:灌区水利工程建设中需要考虑到多种影响因素,如质量要求､灌溉标准、工程投资、与美丽乡村结合、水权管理等,只有全面掌握各类资源信息,才能制定更加科学完善的工程设计施工方案,促进工程管理的有效开展,对各类资源进行合理分配,实现施工过程的精细化管理,保障施工操作的规范性,强化工程施工质量,使其在各方面都能符合实际要求,助力灌区水利工程建设目标的完成｡基于此,本文针对灌区现状存在的问题进行分析,并提出相关解决措施,促进灌区的管理及水利工程更好地发展｡关键词:灌区水利工程;建设管理;基础设施随着我国农业的加速发展,灌区水利工程已然成为民生发展的重要基础设施,其在一定程度上可以大幅度提升农作物产值｡做好灌区水利工程建设,对于解决我国的“三农”问题有积极影响｡为了使灌区水利工程更好地发挥经济效益,必须加强管理,水利工程的施工质量才能有所保证｡另外,做好灌区水利工程建设不但能带来可观的经济效益,还能有效地提升生态效益｡但是,就目前我国的灌区水利工程建设而言,在管理方面仍然存在一些问题,易降低水利工程的施工质量,影响社会经济效益｡1灌区水利工程建设管理存在的问题1.1基础设施缺乏当前我国的灌区普遍建于二十世纪六七十年代，由于受到当时设计水平、施工技术等因素的影响，工程的设计标准和配套设施都存在着不完善的情况，灌区的整体质量处于较低的水平。
灌区虽然已实施了20多个年度的续建配套与节水改造项目，效果明显，灌溉水利用系数大幅提高。
节水效果及增产收益显著。
但受多方面条件限制，灌区仍存在水利基础设施薄弱、渠系配套建筑物不达标、供水保障程度不高、用水效率和效益偏低等问题。
大多数地区仍在采用传统灌溉的方式来完成农田灌溉工作,造成了水资源耗损严重,增加了农田灌溉成本,降低了农户对农业生产的积极性及重视度｡一些地区虽然已经建设了基础的灌溉设施,但是多数渠道及渠系建筑物已达到设计年限，没有维修经费，设施年久失修无法正常使用｡1.2灌区水环境状况日趋恶化党的十九大作出了实施乡村振兴战略的重大决策，吹响了加快推进农业农村现代化的进军号。
二河新闸自动化系统的现状及改进
从 表 中 可 以看 出 ，扫 孔 后 在 １ ４５ ｍ 及 １ ４６ ｍ 特 征 库 ５ １ ．３ １ 水位 下 有 水 出的 孔 有 ４ １个 ， 占总 数 的 １ ．％ ，排 水 量 也 增 加 ２８ 了。可 见 扫 孔冲 洗非 常 理 想 ， 基 排 水 孔 疏 通 了 ， 压 力便 下 降 坝 扬 了， 坝基 排 水 孔 疏 通 的 程度 直 接 影 响 扬 压 力 的 大 小 ， ７ １扬 压 Ｇ— 力孔 ， 整改前 断面渗压 系数在 ３ ３ ， 改后为 ２ ． ％ ， Ｏ３ ％ 整 ２１ ２ 降 低 了 ３ ．１ ， 内水 位 降低 了 ３ ．８ ， 它 扬 压 力 孔 内水 位 ８２ ％ 孔 ６８ ｍ 其 相 应 下 降 了 ， 大坝 安 全运 行 排 除 了忧 患 。 为
（ 数据 处理 ２）
・
数 据 变码 、校 验 传 递 误 差 、 误 码 分析 及 数据 传 输 误 差 控
制：
生成各种数据库 ， 供显示 、 新、 刷 打印、 检索使用 ： 事 件 顺 序 记 录 ， 时 处理 生 产 过 程 中 发 生 的每 一 个 事件 ， 及 记录每个事件发生 的时间和 事件性质 ， 事件包括故 障和正常操 作。
水 水建 专 利 电 设Ｉ 栏
二河 新 闸 自动化 系统 的现状 及 改进
口江 洪 群 刘 轶群
摘 要： 本文以二河新闸为例 ， 从水闸 自动化系统 的功能入手， 分析 自动化 设备特 别是 Ｐ Ｃ系统在水 闸自动控 Ｌ 制 中 的应 用 ， 结 合 实 际 ， 述 提 高 系 统 可 靠 性 的 改 进 方 法 。 并 阐
关键词 ： 闸， 水 自动 化 系 统 ； Ｌ 闸 门控 制 ； ＰＣ 系统 改 进
浅谈电气自动化在水利工程中的应用
浅谈电气自动化在水利工程中的应用电气自动化是指利用电气控制系统和自动化技术对设备、工艺和生产过程进行监测、控制、优化和调整的一种技术。
在水利工程中，电气自动化的应用已经成为提高工程运行效率、节约能源资源、保障工程安全的重要手段。
本文将就电气自动化在水利工程中的应用进行简要探讨。
一、电气自动化在水泵站的应用水泵站是水利工程中非常重要的设施，它的主要作用是将水从低处输送到高处，满足城市供水、农田灌溉、工业生产等需求。
在水泵站中，电气自动化技术可以实现对水泵的远程监测和控制，实现自动启停、调速、故障检测与报警等功能。
这样既可以提高水泵站的运行效率，也可以减少人力投入，避免人为错误，同时也能及时发现和处理故障，保障水泵站的安全运行。
二、电气自动化在水闸的应用水闸是水利工程中用于调节水流的设施，通过升降闸板来控制水位，以保障河道安全运行。
采用电气自动化技术，可以实现水闸的远程控制、自动调节闸板，通过水位传感器、流量计等监测设备实时监控水情变化，并根据实际情况做出相应调整，从而有效地避免了人为因素对水闸运行的影响，提高了水闸的调控精度和响应速度。
三、电气自动化在水泥滞洪区的应用水泥滞洪区是为了防止洪水泛滥而设置的工程措施，其主要作用是缓冲洪峰，减少洪水对下游地区的冲击。
在水泥滞洪区中，采用电气自动化技术可以实现对泄洪闸门的远程监控和控制，通过泄洪流量、水位、洪水预报等信息实时监测，自动控制泄洪闸门的开启和关闭，以最大程度地减少洪水对下游地区的影响。
四、电气自动化在水利调度中的应用水利调度是指根据水情、气象、需水等信息，合理安排水资源的利用和分配。
电气自动化技术可以通过远程监测水文站、气象站等数据，并与水利调度模型进行联动，实现智能化的水资源调度。
通过自动调控水库闸门、水泵运行、灌溉设备等，提高水资源的利用效率，减少人力投入，降低运行成本，保障水资源的合理分配和利用。
电气自动化技术在水利工程中的应用，极大地提高了工程运行效率，降低了人力投入和运行成本，提高了工程运行的安全性和可靠性。
浅谈电力系统及自动化在水利工程中的应用
浅谈电力系统及自动化在水利工程中的应用摘要：结合水利工程运行管理要求及实际情况，注重对电力系统及自动化应用方面的深入探讨，可使这类工程管理效果更加显著，增加水利工程设备运行管理中的技术含量及优势，最大限度地降低其故障发生率。
因此，在对水利工程方面进行研究时，应给予电力系统及自动化应用更多地考虑，实施好切实有效的管理工作计划，确保该工程设备、闸门应用状况良好性，避免水利工程管理效果、应用价值等受到不利影响。
关键词：电力系统及自动化；水利工程；应用水利自动化是水利信息化的重要内容和表现，水利自动化发展以水利信息化技术为前提，水利自动化因水利信息化水平地提高而不断获得发展。
当前，水利自动化建设是水利产业的重要发展趋势，对推动水利产业发展，提高水利产业现代化水平具有重要意义。
1电力系统及自动化在水利工程中的应用价值随着现代工业发展，电力系统及自动化的应用愈加普范，常见于公交、地铁等，其本身基于计算机、互联网以及电子科技三大技术的结合，使之在水利工程中的应用发挥了多重价值优势。
具体而言，传统水利工程运行模式下，人工操作为核心，对水资源的利用率偏低，进而限制了发电质量。
而电力系统及自动化的应用导入，则完美地解决了上述问题，是提高水利工程价值效益产出的关键手段。
同时，基于电力系统及自动化系统支持的水利工程，还可实现计算机、设备的自动化运行，一定程度上减少了人力资本投入，并且对整个运行过程进行动态监控，自动检测并迅速判断系统故障，继而根据预设程序，智能启动备用发电机组，保证了水利工程的工作效率。
基于此，相关技术人员可结合电力系统及自动化警报信号，更加快速、精准地找到故障点，减少了维修等待时间，避免因系统故障无法供电时间过长，造成经济损失。
可持续发展战略导向下，电力系统及自动化在水利工程中的应用价值效益愈加突出，是相关企业技术改革的重点方向。
2电力系统及自动化在水利工程中的应用表现2.1科学设计近年来，随着宏观社会科技发展，电力系统及自动化系统开发越发完善，驱动着水利工程自动化水平的持续攀升，其中所关联到的尖端智能科技因子及自动化元件日臻增多。
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现代水利工程中自动化系统问题分析 [摘 要] 本文是作者根据自身经验,结合具体工程案例对水利工程自动化系统出现的常见问题及故障进行的分析,并做出了相应的解决方法。 [关键词] 水利工程自动化故障处理 1前言 近年来,在一些水利枢纽中,操作者只要在中控室或调度中心通过现场自动控制、网络信息传递、远程监控调配等技术手段,就能对某一枢纽乃至整个城市防洪工程进行有序管理、整体控制,达到防洪、排涝、通航和水环境改善的综合运行目的。可以说自动化系统是实现水利现代化的物质基础和技术保障。但是,由于水利自动化系统是较复杂的综合性设备系统,所以在设备维护和故障检修时,对相关技术人员的专业素质和综合能力就有较高的要求。 2工程概况 某水利枢纽为城市防洪八大枢纽之一,位于中心城区南部的河上。工程由一座净宽16m的节制闸、一座12(16)m×90 m的船闸和一座设计流量为60m3/s的泵站 (安装4套单机流量为15 m3/s的立式轴流泵和10 kw同步电机)组成;工程全部机电设备都采用微机自动化监控;工程总投资1.39亿元。 3水利工程自动化系统的常见故障排除方法及实例 本文将从方法论的观点出发,以该水利枢纽自动化系统的运行维护为实例,将复杂的系统剖解成简单的功能模块,通过归类、对比等方法,说明如何通过故障表现的形式推断、排查出故障发生点,以便采取进一步解决措施。 (1)了解系统总体情况 首先,维护人员应熟悉自动化系统的整体布局、系统结构,从全局的角度把握系统设备的控制命令、通讯信号、操作步骤等信息的出发点与归结点。不管自动化系统的设备、接线如何复杂,系统结构通常是比较简单的,甚至可以通过系统图(拓扑图)达到一目了然的效果,图1是该水利枢纽自动化系统的通讯拓扑图。实际应用中,只要再配合相关plc及具体设备的系统图就能掌握整个自动化系统了。 图1水利枢纽自动化系统拓扑图 其次 ,要了解各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、故障模式下的报警信息等。其实越是高级的设备(如plc、微机保护等),故障判断越简单,因为这些设备上通常有故障显示灯,甚至能将故障发生原因、时间都明确显示出来。而对一些简单感应元器件(如压力传感器、温度传感器等)、中间继电器的电气特性(如常规阻值、量程范围、常开常闭状态等)则需要进行资料收集、参数了解。 最后,要了解被自动化系统所控制的机械、电器设备。能否精确控制相关设备、正确反映有关数据、及时传递各种信息是检验自动化设备是否正常的标准。所以将自动化系统控制、监视的机械、电器设备的特性了解清楚(如主泵的正常摆度、定子的正常温度与允许温升、闸门正常的开度、摄像装置正常模式等),能有助于反过来判断自动化系统的运行工况。 (2)掌握系统基本原理 ①把握系统基本结构 自动化系统是一个分级的综合性系统,它通常由信号采集、信息传递、数据处理、结果反馈等几部分组成。在实际应用中,我们可以对自动化系统进行分级。一旦出现故障,先按故障现象分析原因,再用分级处理的方法逐步排查。如图2所示,对于“逻辑处理器及有关控制主机”,a区为信号输入、输出部分,b区为信号处理部分,a、b间为信号传递部分(通常为数字、模拟量的信号连接线 );而对于“计算机”来说,a区与b区则为信号输入、输出部分,c区为信号处理部分,b、c间的为信号传递部分(通常为网络系统)。想要在实际工作中准确找出故障发生点,可以从这几个简化了的环节人手,先整体后局部,层层分析、逐个排查。 ②熟悉设备属性、明确元件位置 自动化系统是由各种自动化元器件构成的,他们有着各自的作用,同时又有着各自的物理和电气属性,表1将自动化系统涉及的主要元器件进行分类,以便做进一步研究: (3)常见故障分析 自动化系统的复杂性决定了其故障表现形式的多样性,而它的系统性又决定了故障表现方式的关联性。常见的设备故障有误动作或不动作、信号传递丢失或变形等。可按照故障的实质将其分为四类:传感元器件故障、执行元器件故障、信息传输设备故障、主控制设备故障。可以明显的看出,这种故障分类是和设备属性相关联的,见表2。 (4)故障解决实例 将水利自动化系统按设备性质进行分类后,最终得到简化(认知上的)了的系统结构,如图2。然后再按设备故障的实质进行分类,从而得到具体故障设备在这个结构中的位置点,如表2。将自动化系统的常见故障进行打包、分块后,用方法论的原理,以水利枢纽的系统检修为实例,来说明如何用从整体出发 ,以逐层分析的方法找出故障并解决它 。 ①先总后分,逐层分析 该方法就是按照故障影响的范围,从整体上判断故障是发生在系统的哪一个功能块中,然后再分析能影响这个功能块的设备。通过有层次的判断、检查找到最后的故障点,并排除它。 案例1: 发生日期:2008年11月 设备故障、缺陷情况:水闸(船闸内、外闸首和节制闸)plc控制柜触摸屏上所有数据消失(包括闸门开度、电量数据、信号灯状态等),而且在中控室的控制主机上也无任何和水闸有关的数据显示。但各闸门还是能在控制柜上用自动的方式操作。 故障分析:由于故障面积比较大,初步确定故障发生在“信息传输设备”,因为没有单个感应器件和执行器件能影响所有的电量显示,同时闸门在本地能自动操作,说明控制闸门的各plc还是正常的。而通讯不正常能使触摸屏、中控机采不到plc的信息,所以故障应该发生在通讯传输设备,而且是网络设备。从图1可以看出,能同时影响内闸首 、外闸首、节制闸三个部分通讯的设备就只有4#交换机。 采取措施: 1)到现场察看4# 交换机,发现该设备电源指示灯不亮。确定故障点就是该设备。 2)测量该设备的供电电源,现场有24 v供电。说明非供电原因引起4# 交换机无法工作。 3)由于4# 交换机是在质保期内的进口产品,所以通知厂家更换该产品。 4)换上新交换机后,系统恢复正常。 ②明确故障,先易后难 该方法就是在明确故障发生在哪一个模块后,从容易排查的先入手,逐步排除故障的各个可能性。最后,哪怕故障点是发生在难以测量的环境内,也能将其明确,以便在合适的时间进行检修工作。 案例2: 发生日期:2008年1月 设备故障、缺陷情况:3#主机和4#主机各有一个定子温度点比正常温度高近40℃,而在正常开机状态下,这两个温度点的温升和其他温度点的温升近似。 故障分析:由于这两个温度点的温升正常,说明安装在主机定子线圈内的“铂热电阻”是正常的。同时,其他测点同比正常,说明这些测点归口的plc模块状态正常。由于在进行泵组安装时,plc与“铂热电阻”的连接回路并没有设计调节功能,所以故障很可能出现在连接定子中“铂热电阻”与 plc模拟量输入模块之间的信号线路及接线端子。在进行自动化调试时,安装单位就发现此问题 ,但当时没有进一步检查,只是以测温电阻无调节功能为由,放弃 了该温度测点。由此推断,是由安装问题引起的小故障。 采取措施: 1)先对容易解决的接线部分进行排查,如plc柜中的接线端子,主机端子箱中的接线端子。 2)发现是主机端子箱中的端子没有拧紧,改正后温度即刻显示正常。 3)如果是问题出现在导线或“铂热电阻”在定子内的连接处的话,处理起来就会比较困难,要在泵组大修的时候才可以进行。但通过先易后难的方法提供了找到最终故障点的途径。另外通过加装“平衡电阻”的方法也能将“变形的电阻”调到理想范围。 ③确定范围,好坏对照 该方法就是在确定故障范围后,将该故障设备与同型号却没有出现故障的设备进行逐步比较,然后找出设备的具体故障点。在自动化设备中,有很多产品的厂家只提供使用说明,不提供其内部各个部件的详细资料,这时候比对完好设备的参数进行问题设备的故障点排查是一个很有效的方法。 案例3: 发生日期:2008年 l0月 设备故障、缺陷情况:泵站2# 工作门在全开状态下,开度不正确(故障开度显示为3.36 m,实际开度应为3.70 m),但闸门工作状态良好,在全开位置能自动停止。 故障分析:由于闸门可以在自动条件下正常工作,并在全开位置能自动停止,说明该闸门限位开关动作正确,分闸继电器、接触器、plc设备良好。问题只出现在高度显示仪上。 采取措施: 1)拆开高度显示仪,发现其由集成电路板:传动齿轮组、磁栅轮组成。由于没有图纸资料,故采用类比法。 2)将工作正常的1# 工作门高度仪的集成电路板拆装到2# 工作门后,重新将2#工作门打开,发现高度显示还是3.36 m。而将2# 集成电路板装到1#工作门开度仪上后,1# 开度显示正常,说明原2#开度仪集成电路板正常。 3)确定传动齿轮组机械动作正常,所以故障只会出现在磁栅轮。 4)经现场测试,磁栅轮的某个磁力点出现问题。该轮一周8个磁力点,只有7个能给出有效信号,所以闸门的开度会损失1/8。由于该产品在质保期内,直接通知厂家更换该产品。 5)换上新磁栅轮后,系统恢复正常 。 4结束语 用方法论的观点解决现代水利自动化系统的故障,首先要将该系统中的元件按其功能分类,其次把系统产生的具体故障情况与分割后的设备功能块进行整体对比、逐层比较。通过从大到小,从易到难,好坏比照等方法,快速定位并进一步控制、消除故障。从该水利枢纽自动化系统运行维护的效果来看,这些方法是行之有效的。