自动化技术在水利工程的应用
王祁光 耿延宁
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王祁光 耿延宁,. 自动化技术在水利工程的应用[J]. 中国电力技术,20241. DOI:10.12721/ccn.2024.159757.
摘要: 随着自动化技术在设备控制、远程调度、数据采集、分析等领域的应用,为水利工程运行管理从业人员提供了更加高效、精准、智能的帮助和支持。本文探讨了自动化技术在水利工程运行中的应用前景及困难,可为类似工程自动化改造提供参考。
关键词: 自动化技术;运行管理;应用要点
DOI:10.12721/ccn.2024.159757
基金资助:

引言

随着计算机技术、互联网技术、物联网技术的发展,以计算机自动处理为手段的信息自动化技术在水电工程建设,尤其在大型水利水电工程建设中表现出了独特的优势,通过应用信息自动化技术,不仅解决了复杂约束下的协同调控问题,实现各维度的高效综合优化,有效解决施工过程中遇到的关键性技术难题,提高工程效率与质量,而且通过信息自动化技术还能实时收集相关数据,为后续管理工作提供理论与技术手段支持,促进行业自动化、智能化发展。

1自动化技术在现代水利工程中的应用优势

1.1显著提高精度

在现代水利工程运行中,自动化技术的使用大大提高了系统控制的精度。以往的水利工程运行中,大部分参数的控制和调整都必须由工人手动完成,不仅增加了动力装置的难度,而且容易造成工作过程中的错误。自动化技术的应用大大减轻了电力人员的工作量,提高了水利工程控制的准确性,提高了水利工程运行的安全系数。

1.2响应时间短

水利工程在运行时,由于工作要调整一些参数,通过使用自动化技术手段,能够缩短水利工程的反应时间,使得水利工程能够在极短的时间内完成有关的运行步骤。为电力调度工作带来了极大的便利。此外,当水利工程运行中出现紧急情况需要立即停止运行时,自动化技术的引入和使用也可以在极短的时间内完成工作,显著降低运行过程中的风险。

1.3全天实时监控

通过自动化技术的实时监控功能,可以对水利工程数据进行全天监控。一旦监控系统检测到水利工程中的某项数据超出标准范围,就会立即停止运行,并第一时间通知电力人员,为后续的维护工作提供良好的机会。全天实时监测为水利工程安全运行提供有效保障,降低各类事故发生概率。

2自动化技术在水利工程的应用要点.

2.1工程规划设计阶段信息自动化技术的应用

水利水电工程建设具有地形复杂、地域偏远等特点,在工程规划设计阶段,需要收集大量的水文、地质等信息资料,传统的人工收集方法工作量大,且效率低时间长。通过应用信息采集技术,自动获取、存储、分析、处理、传递信息资料,为科学决策提供基础支撑。如利用遥感技术以及航拍测量来获取地面的基础数据信息,通过其获取的多比例尺、多通道的数据资料,在工程区域稳定性分析、库区滑坡和泥石流分布、淹没损失调查评估、生态及环境影响评价、征地移民等工作中发挥了重要的作用。利用地理信息技术开展地形测绘、地质调查、水文勘测,为流域规划、移民安置规划、方案比选、环境影响评价等专题论证提供基础信息资料。

2.2工程施工阶段信息自动化技术的应用

水利水电工程建设现场地形复杂,且建筑物布置及施工组织设计要求相对较高,因此,工程施工前的环境信息采集和深入分析非常关键。设计施工技术人员通过信息自动化技术收集工程建设项目的地形地貌,模拟施工场地具体环境,可快速建立三维立体模型,制定优化施工组织方案。此外,利用水文自动监测技术,实时监测工程上下游河流水位变化,不仅所获得的数据更加精确,误差更小,且经过对数据的综合分析运算,能够合理预估工程建设过程中可能出现的各种水文情形,及早制定应急方案,为工程建设过程中有效应对洪水安全度汛创造有利条件,不仅省时省力,节约资源,还可以降低工程成本。应用地理信息技术,对工程建设的具体自然环境的相关数据进行全面采集分析,总结分析归纳环境变化规律,有效监测河床泥沙沉积变化情况,并采取相关防护措施,确保施工过程中,自然条件的相对稳定,有利于推进水利水电工程建设的同时,有效避免洪涝灾害的发生。无人机技术的使用不仅可以克服水利水电工程建设地形复杂、地点较为偏远、人员抵达现场进行实地勘测比较困难等问题,且由于灵活高效,能够对现场地形数据进行快速灵活测量观察,为工程施工组织方案制定、工程布置线路的铺设提供数据信息支撑,对施工效率及人力资源的节约,有着极其重要的作用。

2.3虚拟环境技术的应用

水利水电工程施工周期长,并且施工环境复杂多变,因此极易给工程施工建设造成影响。将虚拟环境技术应用于水利水电工程建设中,结合水利水电工程施工地势地形、环境等因素进行三维建模,并通过模拟施工的方式,制定切实可行的施工方案,可最大限度地降低施工中风险因素的发生概率。此外,应用虚拟环境技术进行三维建模,还能够更加清晰明确施工建设情况,为工程完工后的运行维护工作开展提供便利。

2.4加强信息自动化技术建设的整体认知

为了加快推进信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用,管理部门应在强化水利信息自动化技术应用顶层设计,编制好信息自动化建设规划,加快组织开展自动化技术应用技术规程研究制定的同时,通过开展培训、技术研讨,或鼓励企业与高校合作培养等方式,加强对各层级技术人员信息自动化技术的技能培训,尤其要加强高层次复合型人才的培养,以强化水利工作者对信息自动化建设的认知,提高协同推进信息自动化技术应用水平,以确保信息自动化项目建设的质量,使信息自动化项目充分发挥效益。

2.5加强原材料的质量控制

在水利水电建设工程中,建筑施工的原材料品质对工程建设的质量起到了决定性作用。由于现代水利水电工程建设中涉及材料种类众多,材料供应商品质量也参差不齐,因此更需要借助信息化手段提高施工管理人员对施工原材料品质的控制力度,保证供应商资质以及原材料品质符合设计及现场施工的要求。借助信息化大数据分析,使施工管理人员在工程管理系统中及时分析比对供应商资质,并跟踪了解原材料信息,根据所掌握的市场信息合理选择原材料供应商,有效控制工程投资。

2.6现地控制柜数字量状态采集

控制柜按钮状态通过数字量信息的方式传输至PLC设备中。为了保护PLC设备不会被传输线路误入的高压电流损坏,机旁箱传输的数字量信息先是传递到PLC柜的中间继电器上,再以低压信号的方式传输至PLC的DDI1602模块上。采集模块的端口I0-I15,在PLC正常运行中,将模块上的端口状态映射到PLC的程序寄存器中,由程序逻辑的限制条件,对操作的流程做出正确的执行。闸门的电气限位信号,先传输至机旁箱中,再经过其端子传输至PLC中。对于闸门的启闭两种状态,PLC通过检测限位开关信号来判断,从而对闸门的开和关指令进行有效的控制,避免闸门越上限和下限。

结束语

综上所述,以地理信息技术、遥感技术、全球定位技术、物联网、互联网、大数据为代表的信息自动化技术在水利水电工程数据监测、获取、分析、处理、显示等方面具有独特的优势,贯穿于水利水电工程建设的各个阶段各个环节,是水利水电工程建设的重要技术支撑,不仅提高了工程建设效率与质量,还能够为水利水电设施作用的发挥和环境有效控制起到很好的促进作用,虽然目前还存在一些问题和不足,但是通过加强顶层设计、加强组织协调、加强培养人才、加大资金扶持力度等多种手段共同实施,一定可以促进行业不断向智能化发展。

参考文献

[1]张学佳.信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用探讨[J].科技风,2021(07):183-184.

[2]仇成旺.信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用探讨[J].工程建设与设计,2020(23):159-161.

[3]石雨生,徐志明,张恒昌.南水北调闸站自动化系统数据采集与处理[J].山东水利,2020(11):7-8,11.