水利工程管理自動(dòng)化研究

劉 博 / 沈陽新杉電子工程有限公司

水利工程管理自動(dòng)化研究

劉 博 / 沈陽新杉電子工程有限公司

當(dāng)前，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代的水利工程管理中廣泛應(yīng)用，大幅提升了管理水平，確保了水利工程管理的健康穩(wěn)定發(fā)展。本文首先對水利工程管理方式的發(fā)展過程進(jìn)行了闡述，另外，結(jié)合水利工程管理中當(dāng)前存在的相關(guān)問題進(jìn)行了探討，并就如何提高水利工程管理從軟件和硬件兩方面提出了措施。

水利工程；管理；自動(dòng)化；措施

引 文

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的命脈就是水利工程，尤其是在當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的形勢下，水利工程的左右至關(guān)重要，所以，提高水利工程建設(shè)對于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化信息化的轉(zhuǎn)型意義重大。建設(shè)是水利工程建設(shè)的根本，管理是關(guān)鍵所在，要采取切實(shí)的措施來對水利工程管理中的問題進(jìn)行解決，以保證水利工程的建設(shè)質(zhì)量。

一、水利工程管理方式的發(fā)展

近年來，社會飛速發(fā)展，時(shí)代變化迅猛，再這樣的形勢下，水利工程的管理方法、管理內(nèi)容、管理方式都要隨之改變。在我國，唐代時(shí)就針對水利工程的執(zhí)行頒布了《水部式》等法規(guī)，明確規(guī)定了灌溉制度、分水比例、工程維修、管理行政等相關(guān)內(nèi)容。上世紀(jì)中葉，新建水利工程大都配備了相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督，確保了水利工程管理工作有條不紊的進(jìn)行。到1954年，在一些重點(diǎn)型的水利工程中，開始實(shí)行管理規(guī)范進(jìn)行管理，并為了提高管理水平組織了長期的人員培訓(xùn)，以后，這些制度開始逐步在其他水利工程中推廣。為了實(shí)現(xiàn)對水利工程的更加合理的分級管理，在1956年，我國開始對水閘、水庫等進(jìn)行級別標(biāo)準(zhǔn)的劃分。到1970年左右，對于永定河官廳水庫的水質(zhì)污染問題進(jìn)行了綜合治理，水利工程管理工作的新重點(diǎn)開始向保護(hù)水質(zhì)轉(zhuǎn)變。80年代初，水利工程的管理開始向“安全、效益、綜合經(jīng)營”等方向發(fā)展，水電站的管理初步形成了“安全、經(jīng)濟(jì)、多發(fā)多供”的模式。到1983年，國家執(zhí)行新的“加強(qiáng)經(jīng)營管理，講究經(jīng)濟(jì)效益”的水利工作方針，把水利工作的重心轉(zhuǎn)移到提高經(jīng)濟(jì)效益上來，要求改造現(xiàn)有的水利工程進(jìn)行技術(shù)，加強(qiáng)經(jīng)營管理，以此提高經(jīng)濟(jì)效益。80年代后，計(jì)算機(jī)和短波、微波通訊開始被使用在防汛和調(diào)度系統(tǒng)中，部分大型的水利工程采用優(yōu)化調(diào)度方式，工程較多的水電站實(shí)行聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，河流泥沙多的水庫中采用“蓄清排渾”的調(diào)度方式，以此延長水庫壽命。隨著我國自動(dòng)化信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，水利現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，水利工程建設(shè)管理由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理，開始轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代化、自動(dòng)化、智能化的管理。

二、水利自動(dòng)化工程管理存在的問題

目前，雖然我國有著越來越成熟的水利自動(dòng)化信息化技術(shù)，但依舊有一些問題存在，主要有以下幾點(diǎn)：首先，統(tǒng)一規(guī)劃缺乏。我國水庫最大問題的存在就是統(tǒng)一規(guī)劃的缺乏，比國外來說，我國水利系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)建設(shè)起步較晚，大多水利工程管理人員對傳統(tǒng)的運(yùn)營模式習(xí)慣性遵循，就難以形成統(tǒng)一的規(guī)劃，使水庫的聯(lián)網(wǎng)管理無法實(shí)現(xiàn)。其次，監(jiān)測手段和管理模式相對落后。目前，我國已建的一些大型水庫，大都建筑于年降水量較大的地區(qū)，難以控制梅雨季節(jié)的水量，在水災(zāi)時(shí)期有安全隱患存在著，使安全事故極易引發(fā)，要將我國的水庫對水位、雨情的監(jiān)測能力提高，使安全隱患進(jìn)一步消除。最后，水庫綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不能形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。水庫涉及水量、水質(zhì)、水情等信息，信息量大，水庫對這些信息沒有一個(gè)統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，也沒有能夠形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理，就無法實(shí)現(xiàn)信息共享，從而給水資源的調(diào)度、統(tǒng)一配置和管理造成了困難。

三、提高水利工程管理水平的措施

水利工程管理這個(gè)工作較為長久，為了使水利工程保證高效安全的運(yùn)行，提高水利工程的管理水平，需要從加強(qiáng)軟件要求和注重硬件建設(shè)這兩方面入手。

（一）建立服務(wù)于水利工程管理的信息化、數(shù)字化、智能化的軟件系統(tǒng)

在實(shí)際的水利工程中，一般結(jié)合可編程序控制器PLC和組態(tài)軟件相，設(shè)計(jì)水利工程的控制系統(tǒng)，它能夠?qū)⑺嚅l門管理的自動(dòng)化水平有效地提高。水利工程管理軟件會對大量數(shù)據(jù)的存儲與處理涉及到，要使自動(dòng)化管理實(shí)現(xiàn)，就要建設(shè)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)信息的共享。自動(dòng)化控制中，必然少不了使用新技術(shù)，現(xiàn)如今隨著信息技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用廣泛的新技術(shù)主要有如下幾個(gè)方面：第一，數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)庫就是指數(shù)據(jù)的集合，用來描述一個(gè)或者多個(gè)相關(guān)組織的活動(dòng)。它不僅可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)地圖、空間數(shù)據(jù)、多媒體、矢量信息數(shù)據(jù)的存儲和管理，采用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，從兩點(diǎn)數(shù)據(jù)分步式共享到多點(diǎn)數(shù)據(jù)分步式共享。第二，視頻監(jiān)控技術(shù)。視頻監(jiān)控主要用來對遠(yuǎn)程地點(diǎn)或者重要區(qū)域監(jiān)視和控制，通過視頻采集設(shè)備對視頻文件實(shí)時(shí)采集，并同時(shí)傳輸給監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地報(bào)告被監(jiān)測點(diǎn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，在水利自動(dòng)化工程中視頻監(jiān)控技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。第三，空間信息技術(shù)。空間信息技術(shù)包括航天航空遙感、衛(wèi)星通信、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，航天航空遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)被統(tǒng)稱為3S，技術(shù)它以地理信息系統(tǒng)為核心，實(shí)時(shí)采集、處理、分析空間數(shù)據(jù)等。

對信息化、自動(dòng)化硬件設(shè)備合理選用

自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是PLC，在水利工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一般對可編程序控制器（PLC）、上位機(jī)組態(tài)軟件和現(xiàn)場檢測儀表結(jié)合的模式采用，PLC的編程軟件采用西門子公司的STEP7-Micro/WIN32編程軟件，上位機(jī)軟件采用組態(tài)王和WinCC相結(jié)合的模式。以實(shí)際工程為例，基于DSP的水利工程閘門自動(dòng)化管理系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。合理配置技術(shù)與設(shè)備，盡量選用國產(chǎn)信息化和自動(dòng)化設(shè)備，現(xiàn)代國產(chǎn)設(shè)備的功能、穩(wěn)定性和可靠性都比較好，可以滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)的需要，采用國產(chǎn)設(shè)備能夠有效地降低投資費(fèi)用，以及運(yùn)行維修的成本，不僅提高了系統(tǒng)的性價(jià)比，也提高了我國的自動(dòng)化信息化水平。

四、結(jié)束語

到目前為止，我國已建水利工程眾多，為了使水利工程的管理水平提高，需要對軟件要求不斷加強(qiáng)，建立用于水利工程管理的智能化的軟件系統(tǒng)，同時(shí)對硬件建設(shè)注重，對自動(dòng)化、信息化的硬件設(shè)備合理選用，設(shè)計(jì)人員也需要不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，將新興的信息技術(shù)應(yīng)用于水利工程中，不斷提高水利工程的自動(dòng)化管理水平。

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