自動化控制技術下的水電廠運行探究

劉劍平

摘要：由于當代社會經濟的發展速度日益增長，電子技術與自動化控制技術逐漸成為工業生產的主力。自動化控制技術也逐步與數字智能技術接軌，在國內水電廠的生產運行中扮演著不可替代的角色，發揮了重要的技術保障作用。本文首先對國內常見的自動化控制技術進行簡要介紹，然后剖析當前國內水電廠自動化系統存在的問題，進而提出科學合理的自動控制系統維護及保養措施，以期為水電廠的正常運行提供有力保證，從而給大眾的生活帶來便利。

關鍵詞：電子技術；自動化控制；水電廠

引言

隨著人工智能與自動化技術的持續革新與進步，自動化控制對國家供電事業來說十分重要。值得一提的是，當前國內的自動化控制技術能夠實現全自動生產與監控，在無人看管的條件下順利運行程序，從而驅動設備完成規定任務。就水力發電而言，我國起步較晚且發展速度較為緩慢，很多年限已久的水電廠仍在吃力運行中。與此同時，水電廠內的設備陳舊、控制程序跟不上時代步伐以及技術人員的專業知識受限等因素都給國家水力發電的進步帶來制約。因此，在21世紀大力發展與引進新興技術的大背景下，國家相關部門應該加大對水電廠的管理力度，及時對生產線的生產設備進行全自動化改造，從而有效改善水電廠的經濟利益與社會效益。

1.國內水電廠所應用的自動化控制技術

自動化控制技術通常以先進的自動化技術為指導原則，集物理、工程力學、控制技術與計算機技術于一體。該技術的綜合性較強，且能夠被應用到工業的各行各業中。對于一些需要計算機進行輔助監控與管理的行業可以通過引入自動化控制技術來實現，該類技術從本質上講是借助一種專門的控制設備實現程序控制的技術手段。當前，西方發達國家的多數水電廠都已經將該類技術投入到實際生產中，但是國內的水電廠仍然停留在較為落后的初級階段。我國水電廠常用的自動化控制技術主要有以下幾種：

1.1專家理論法

專家理論法興起于上世紀下半葉，并逐步在水電行業進行示范與推廣，該類系統一般是以專家提供的理論知識作為技術支撐。將專家知識集成于計算機系統中，一旦計算機接收到特定指令就會在第一時間做出回應。通常來講，專家理論法就是將問題理論化，然后將其與計算機程序有機結合的技術手段。專家理論法在上世紀極大地推動了國內水電行業的發展，并一度成為水電行業控制技術發展的重要基石。

1.2模糊控制理論

模糊控制是通過吸取電視控制系統的先進經驗改進而成的控制理論，由于模糊控制理論主要是由人為操作，因此在操作準確性方面有所缺失。然而，模糊控制理論的歷史意義在于它在一定程度上實現了手工控制向自動控制的過渡，但是考慮到模糊控制理論面世的時間還不夠長遠，所以其在很多方面還存在一些缺陷，在技術高速更新的時代逐漸被淘汰。

1.3人工神經網絡

人工神經網絡興起于上世紀的八十年代，該技術是以專家理論與模糊控制理論為理論支撐，將數字化技術與計算機技術融入到自動化控制系統中。相較于已有的控制系統，以神經網絡為技術支撐的自動化控制系統具備較強的非線性處理能力，有效克服了傳統技術處理信息的固有缺陷。當前，多數水電廠都已經引入自動化控制系統，而人工神經網絡也逐漸成為控制系統的核心技術部位。

2.國內水電行業自動化控制系統存在的問題

2.1系統應急能力缺失

即使自動化設備是一個智能處理系統，仍然存在一些非智能方面，如在突發情況下，也不能及時有效地處理。這主要是由于自動化控制系統本來就存在一定漏洞，帶來這些漏洞的有可能是專家理論的轉換錯誤，也可能是內置程序本身的不完善，使得水電廠的技術人員沒有辦法在第一時間找出問題所在。

2.2技術人員的專業素質不足

自動控制系統程序是由專業人員編制開發的，這個系統的主觀性很強，系統編程的實現是基于程序員的水平。換言之，如果程序員的技術水平不到位，所開發的系統也將是一個充滿漏洞、無法正常運行的系統。例如，當程序員對系統的某一部分缺乏相關的理論知識或實踐技能時，他們會使系統在這一部分出現缺陷，而這一缺陷在任何時候都會導致一系列的事故。

2.3未做到理論結合實際

在某些地區，水電廠對運行管理制度不夠重視，也沒有根據實際需要選擇運行管理制度。所選系統不符合現行使用標準，或由于軟件陳舊、響應速度慢、內容小或由于硬件選擇的問題，容易導致自動化設備信號傳輸錯誤、被拒或誤操作，不能保證水電站的正常運行。除此之外，如果不能保證控制系統的科學安裝與合理設計，就會給水電廠的發展帶來不利影響。

2.4管理機制不完善

后期管理是維護和更新已使用的自動控制系統軟件和組件，自動控制系統作為一種電子工具，在運行過程中必須要有充分的維護工作，只要保證系統內置軟件版本的最新化，才能提升系統的可靠性與先進性。同時，還需要定期維護自動元件，以確保元件在使用過程中發揮良好的作用。然而，對于許多水電站來說，正是由于自動化控制系統管理不及時，使系統在使用過程中不斷遭到破壞，陳舊的控制系統與內置程序并沒有得到及時的更新，在日后的運行過程中會有一些安全隱患。

3.水電廠自動化控制系統的維護措施

3.1合理選取自動化控制系統

自動控制系統運行過程中的每一個環節都離不開系統軟件。因此，正確選擇軟件直接關系到自動控制系統的正常運行。就部分較為關鍵的設備器件而言，企業不僅需要建立嚴格的質量檢查機制，還應該按照采購系統的使用說明書進行使用。與此同時，要注意保護機房的環境，安裝水位測量器與報警系統傳感器，同時也便于整個系統的調度和管理。

3.2注重對技術人員的專業培訓

目前，大多數水電站都配備了自動控制系統，但相關專業技術人員相對匱乏，許多在崗技術人員的專業技能有待提高。建立一支高水平、高素質的專業隊伍，對自動化控制系統的維護和管理具有不可替代的作用。各水電廠可通過專業技能培訓和考核體系進行崗位競爭，不僅能夠將企業的技術水平提升到更高的層次，還可以促進行業內的良性競爭，共同營造一個良好的行業發展氛圍。

3.3完善管理制度

在日常工作中，必須建立健全自動控制系統的維護管理制度，并嚴格以已經制定的企業管理制度對自動化控制系統進行維護與保養。與此同時，技術人員應該注意系統內部的重要信息保密與備份，可以通過進行加密處理來保障數據安全，并定時對系統內部信息進行備份。只要做好數據保密與備份，才能稱之為有效的系統維護工作。除此之外，企業應該組織技術人員進行專業培訓和責任意識培訓，通過培訓來增強技術人員的責任意識，從而加強對水電廠的管理與維護。

3.4合理運用消費者權益

企業在與設備制造商達成購買意向后，要在第一時間采購合同與相關售后服務合同。例如，當自動化控制系統在合同規定期限內出現技術與設備本身故障問題時，我們可以通過簽訂合同獲得安裝單元的后期維護、維護和相關技術支持。同時，避免了應用單元不維護、更換設備故障等問題的發生。

結論

隨著國內水電行業中越來越多的用到自動化控制技術，使得行業的生產效率在一定程度上得到提升。然而，當前國內水電行業的自動化控制系統在運行過程中暴露出了較多問題，尤其是體現在系統缺乏應有的應變能力、技術人員的專業素養不夠硬、過度依賴理論知識以及不注重對設備的后期維護與管理幾個方面。借助當前新興的人工智能技術與其他計算機技術對已有系統進行改進，能夠大大提高系統運行的有效性與可靠性，對水電廠的生產運行來說是一個非常重要的研究課題?？紤]到這些問題將會直接影響整個系統的運行情況，因此必須要從多方面著手，加強對自動化控制系統的管理與維護，進而保證自動化控制系統在水電廠的順利運行中起到應有的推動作用。

參考文獻

[1]歐陽經華，李冬梅.關于自動化控制技術在水電廠運行方面的幾點思考[J].科技創新與應用，2014（30）：201-201.

（作者單位：福建壽寧牛頭山水電有限公司）