水利工程自动化控制系统故障排除方法浅析

水利工程自动化控制系统故障排除方法浅析

覃朝东

珠江水利委员会珠江水利科学研究院 广东广州 510610

摘 要：基于智能化技术的创新，对工程项目提出了自动化控制管理，建立了工程项目自动化控制系统。研究发现，自动化控制系统对工程的管理控制具有显著的作用。该系统由智能芯片与监测装置构成，实时对系统的最高供应需求进行匹配。同时，该系统采用的是复式建设结构，根据ARM在系统中的嵌入，实现在不同情况下对工程实施的监测与维护。

关键词：水利工程；自动化控制；系统故障；排除方法

引 言

在水利系统当中，泵站自动化的监控系统发挥着重要作用。由于泵站自动化系统涉及的知识面较为广泛，其中的知识点也相对较多，导致在泵站运行维护工作中，无形中增加了泵站运行维护技术人员的工作难度。为了减少系统当中的常见故障，保障系统的正常运行，需对存在的故障进行及时处理。

1. 水利工程自动化控制系统的重要性

电气自动化技术就是通过传感器、控制器等自动控制原件的引入，实现对闸门系统的状态进行实时的监测和调整。系统的电信号作为输入信号经过采集和处理后传输到控制台，控制台对采集到的信息分析后形成指令输送到闸门控制设备，从而实现对整个闸门系统的自动控制。通过电气自动化技术的介入，大大降低了人的工作内容，简化了操作步骤，节省了大量的人力物力成本，大幅提高了工作效率，并且为电力系统提供实时的监测基础，便于工作人员随时监测系统状态。闸门系统的安全性和稳定性是重中之重，传统的闸门系统无法实现实时动态监控，大多是出现问题后尽快发现和解决问题。通过电气自动化技术的引入不但可以快速实施闸门的开合，同时可以通过系统设置，在关键数据出现异常时提前判断故障的发生以及故障类型，并及时处理，以免出现问题。

二、水利工程自动化控制系统故障维护与异常

2.1系统软件故障维护

水闸自动监控系统软件主要由应用软件、系统软件与数据库等组成。相关单位应当成立一个专业的维护小组，对系统设备与软件进行专业维护管理。这些维护人员需要在系统建设初期就进行跟踪维护，充分掌握系统相应的运行工作原理。在系统正式运行中，应与相关软件研制人员保持沟通，以便及时更新系统软件。尤其是针对软件病毒情况，需要采取严格的防范措施，禁止在计算机中执行与工作无关的操作，对相应的杀毒软件要及时更新，定期杀毒。数据库中存储着水闸自动监控系统运行的所有相关数据，这些数据是水闸运行、水文统计、故障分析及报警的重要依据。因此，在水闸自动监控系统维护中，一定要做好数据库维护管理工作。

2.2 自动化软件显示数据异常的现象

第一，对泵站自动化监控系统的通电状态进行排查。由于在泵站自动化监控系统当中存在着大量的设备，如果其中一项设备的通电存在问题，那么邻近的设备是无法正常运行的。设备当中如果存在有未通电的情况，首先要对电路的正常运行情况进行及时检查，将有关的电源进行通电测试，看其设备的通电状态。第二，对泵站自动化监控系统的通信转换器状态进行排查。由于在泵站自动化监控系统当中转化器发生故障的概率比较小，但也要将其作为排查的对象之一。可以先把转换器连接的设备电源全部关掉，换上全新的转换器进行接通，假如系统开始正常运行，说明泵站自动化监控系统的转换器存在故障。相反，如果换上全新的转换器依然不能正常运行，那么故障发生的原因并不是由转换器造成的。

三、水利工程自动化控制管理中存在的不足

伴随着市场经济体制改革的逐步深入推进，部分水管单位推行了事业单位实施企业化的管理方式，然而，这一管理方式在实际生产运作中存在众多问题，具体体现在如下几个层面。

3.1信息化建设较为缓慢

目前，国内很多小型水利工程并没有对信息化建设予以高度重视，致使信息化发展速度相对较为缓慢。良好的信息化建设会推动水利工程现代化建设发展的脚步，并实现对相关信息资源的有效开发及运用。唯有加速水利工程信息化的建设，并对发展的目标及方向进行明确，才能给各项工作的开展提供更加良好的服务，进一步推进信息化建设的规范化、标准化，提高水利工程相关工作开展的效率，为管理决策单位提供良好服务，使水利工程信息化的效益作用得到有效发挥。

3.2水利工程系统软件缺乏先进性

当前，水利工程所面临的环境极为复杂，不再只是采用人为的方式实施管理，更加注重水利工程相关数据信息的安全性。若是各管理单位之间内部数据信息的使用权限不够明确，没有进行科学控制，极为容易出现数据信息泄漏及滥用的情况。众多水利工程系统软件更加倾向于功能制度的健全，针对信息系统的安全建设没有予以充分重视，若是系统出现问题，或是遭受病毒入侵，将会产生极为严重的经济损失。

3.3工作人员素质相对偏低

随着国家经济的高速发展，我国的水利工程项目日渐增多，其规模也在逐渐扩大。然而，部分水管单位内部组织架构的设置不够合理，工程管理专业技术人员职位相对不足，人力资源的分配不具有科学性，致使工作效率极为低下。另外，工作人员素质相对偏低也是导致工作效率相对偏低的重要因素之一。在国内，设计或是监督管理相关工作通常都是由县级以上对应的单位负责，这样的状况下，基层水利工作人员便出现了惰性心理，给新技术的发展和应用造成极为严重的影响，甚至在一些情况下，还会呈现出下降的发展趋势。很多基层水利工作者的主要工作内容就是传达指令，没有或是只有较少的深造时间，技术能力的提升相对较为缓慢，实践经验严重不足，很难承担具有一定复杂性和专业性的工作内容。

四、水利工程自动化控制系统故障排除方法

4.1软件显示数据异常的现象

1. 对泵站自动化监控系统的通电状态进行排查。由于在泵站自动化监控系统当中存在着大量的设备，如果其中一项设备的通电存在问题，那么邻近的设备是无法正常运行的。设备当中如果存在有未通电的情况，首先要对电路的正常运行情况进行及时检查，将有关的电源进行通电测试，看其设备的通电状态。第二，对泵站自动化监控系统的通信转换器状态进行排查。由于在泵站自动化监控系统当中转化器发生故障的概率比较小，但也要将其作为排查的对象之一。可以先把转换器连接的设备电源全部关掉，换上全新的转换器进行接通，假如系统开始正常运行，说明泵站自动化监控系统的转换器存在故障。相反，如果换上全新的转换器依然不能正常运行，那么故障发生的原因并不是由转换器造成的。

4.2提取系统初始化故障信号

为了解决水利工程自动化控制系统在运行中存在的故障，首先应进行排除指令频谱的分解，根据分解结果进行故障特征的检测，并在此基础上执行故障信号特征的识别。考虑到供应系统运行的电源采用分布式直流电，因此可认为在此种组件结构下系统发生故障的信号均为漏电信号。基于此，提出自适应算法，设计故障识别传递函数。在传递过程中，使用传感器与执行器进行系统故障数据的传输。

4.3加强对泵站机电设备的运行监测

在机电设备运行时，如果发生故障，维修人员需要在第一时间对机电设备温度进行诊断。全面检测泵站机电设备的运行温度可以有效判断设备在特定环境下的运行温度，在机电设备出现异常时，温度监测系统就会发出警报，以便相关监测人员立即采取有效措施来进行分析和处理。另外，还需要强化对泵站机电设备运行状态的监测，主要对设备动力传送动能损耗情况进行监测，同时要进一步加强对泵站机电设备运行过程中振动异常进行监测，保障机电设备传动力的稳定性，通过数据处理系统来准确找到机电设备故障的准确位置。

4.4上位机泵站自动化操作不能进行正常的使用

1. 对泵站自动化监控系统中的操作显示屏电源进行检查，查看其电源是否存在连接不良或者启动错误等情况，由于上位机的自动化装置没有进行统一的电源连接，存在着较多的电源接口。因此，要将所有的电源连接状态都进行详细地检查，查看是否符合相应的标准要求，然后再调整好开关状态完成检查工作。需要注意的是，泵站自动化监控系统中的逆变电源发生故障时，常常造成自动化系统运行有不稳定的现象产生，应加强对逆变电源使用交流电运行的重视，确保逆变电源的正常运行状态。第二，对泵站自动化监控系统中的所有连接网口中的通信网线连接情况进行相应排查，查看通信网线连接状态是否正常，同时还要对连接网线的指示灯状态进行排查。如果有网线与指示灯进行连接，并且在指示灯运行的状态下存在异常，要对网线连接处的接触头进行适当调整，网线连接处的接触头接触不良会造成通信网络不能正常传输。第三，对泵站自动化监控系统中的控制电源、开关以及操作流程进行排查，查看其运行状态是否存在异常。如果操作电源发生故障，其连接的状态不良，后续操作工作就不能正常进行。同时，对LUC柜中的继电器开合状态进行检查，查看其电源的运行状态。

5. 结束语

综上所述，在水利工程的发展中应用自动化控制是当前的主要发展趋势。国家应加大水利工程新型技术的开发力度，提高水利工程相关工作的效率，促进水利工程的良好发展，在国家经济的发展中做出突出贡献。水利工程是受到社会重点关注的大型工程项目，无论是在实现输送水资源，或是在提高水库蓄水量方面均发挥了十分重要的作用。随着自动化技术的快速发展，对于水利工程的控制已经由人工控制转换为自动化控制。对于系统发生的故障，本文提出的故障排除方法对故障的排除更为有效。因此，在后期的水利工程建设及发展规划中，可适当加大本文提出方法的应用，提高系统的综合可持续运行能力，降低系统发生故障的次数，确保水利工程在各个方面的正常运行。

参考文献

1. 水利工程施工管理的质量控制[J].牛惠.现代农村科技.2020(12)

2. 水利工程渠道维护与管理措施研究[J].陈晓庆.珠江水运.2020(23)

3. 电气自动化在水利水电工程中的应用分析[J].祁幼武.电力设备管理.2021(01)

4. 水利水电自动化应用平台的技术实现[J].张琴剑,张文胜,侯蓬.中国标准化.2019(12)

5. 电气自动化在水利工程的应用实践探究[J].李欢,谢向东,严升,陈波.智能城市.2020(02)

6. 水利工程数字化管理的探索和实现——以水利工程管家系统为例[J].余天一.浙江水利科技.2021(03)