水利工程機電設備質量管理及自動化監(jiān)控技術

張 振

（深圳市北部水源工程管理處， 廣東 深圳 518000）

0 引言

水利工程機電設備質量控制指從運行維護、計劃檢修等方面出發(fā)管控機電設備質量，在水利工程管理中發(fā)揮的作用至關重要。 通過妥善管理機電設備質量，能助力水利工程運行穩(wěn)定性和有序性的提升，夯實我國未來發(fā)展的基礎。同時，自動化監(jiān)控投資比重較大、地位顯赫，尤其是以灌溉、城市供水等任務為主的泵站和以發(fā)電任務為主水力發(fā)電中，機電設備運行穩(wěn)定、安全與否與經(jīng)濟效益關聯(lián)密切。

1 水利工程機電設備質量管理現(xiàn)狀

1.1 跨行業(yè)跨部門導致整體協(xié)調(diào)配合不足

機電設備與零部件關聯(lián)密切，而在設計生產(chǎn)、檢測試驗各類零部件時是由不同行業(yè)及部門負責的，水利工程部分機電設備質量控制及安全鑒定甚至與化工、消防、冶金及電子等行業(yè)相關部門存在聯(lián)系。 跨行業(yè)、跨部門面向功能性質相同的機電設備質量上的差異自然存在協(xié)調(diào)機制的要求， 避免功能相同的產(chǎn)品由于行業(yè)部門差異引入標準不一的情況，導致設備管理系統(tǒng)化、規(guī)范化受影響，從而導致設計、制造與運維中產(chǎn)生更多成本。

1.2 質量控制標準國際化程度不足

鑒于材料、生產(chǎn)、制造水平及檢測驗收工藝等方面的限制，諸多指標體系亟待健全，且存在相對偏低的參數(shù)水平。 相對國外先進標準體系而言，國內(nèi)諸多標準內(nèi)容仍有一定差距存在，設備技術性能的提升也因此受阻[1]。 近年來，我國水利機電行業(yè)發(fā)展迅猛，加之引入一系列國外先進技術，國內(nèi)機電專業(yè)加快了國際標準采用進程，目前等同、等效或非等效采用國際標準的標準已有多項，但立足于整體情況來看，有必要繼續(xù)與國際先進標準相結合，加快水利機電國際化技術標準體系的形成。

1.3 安全評價、鑒定指標不夠明確

水利工程機電設備安全評價需要立足于設計環(huán)節(jié)并覆蓋維系等一系列標準，甚至可引入強制性標準。 但是，我國強制性規(guī)范出臺時間較晚，評價鑒定指標不夠健全，近年來盡管提高了對工程強制性條文擬定的重視， 保障了工程安全性可靠性， 但仍有部分看似有強制標準規(guī)定的條文依舊處于單一部件質量管理中， 實際問題的考慮未從全面角度落實。

2 水利工程機電設備質量管理要點

2.1 完善質量監(jiān)管體系

機電設備質量監(jiān)管不到位， 是引起質量問題的關鍵因素。基于此，需嚴格明確質量管理中項目法人、監(jiān)理、設計等單位的職責， 項目法人在根據(jù)相關規(guī)定妥善安裝機電設備的基礎上， 需做好機電設備質量管理責任的切實履行，組織機電專業(yè)人員一同進行質量管理制度的制定，并邀請第三方機構檢測機電設備[2]。監(jiān)理單位要注重自身建設的增強， 確保自身對機電設備質量監(jiān)督控制的能力達標。 質量監(jiān)督機構在出廠驗收及檢查機電設備中應全程參與。通過設計、制造、選型等環(huán)節(jié)質量管理的完善，嚴格把控機電設備中間環(huán)節(jié)質量， 回溯追究質保期質量責任，為機電設備質量提供全方位保障。

2.2 優(yōu)化電動機運行質量控制

電動機的運行通常與起動器串聯(lián)在主回路中，起動器接觸器承載接通起動電流的考核，運轉中出現(xiàn)的電動機過載電流分斷考核則僅由其他電器承載，配套保護裝置負責保護功能。 在控制電動機時，可結合軟啟動控制無觸點方式，晶閘負責接通分斷電動機主回路，為消除此類元件上可能出現(xiàn)的持續(xù)損耗情況，可引入真空接觸器負責主回路負載的方式進行快速起動、慢速起動、遠程或近程控制等。

2.3 建立設備檔案和點檢制度

機電設備質量管理中，需高度重視檔案管理，貫徹落實崗位責任機制，做到問題及時發(fā)現(xiàn)并解決。 同時，按規(guī)定要求嚴格開展維修保養(yǎng)工作，以成本節(jié)約原則為依據(jù)，做好機電設備配件采購管理機制、 維修保養(yǎng)等優(yōu)化指標的制定和完善，或在覆蓋設備操作手證件、維修操作等內(nèi)容的前提下制定對應的管理機制[3]。 該機制中，確定設備主任為點檢員，向個人細化具體責任，點檢員享有全過程管理機電設備的權力， 實際管理中以設備具體運行情況為根據(jù)提出針對性改進建議意見。

2.4 合理設定機電設備診斷程序

水利工程機電設備質量管理中， 實施的診斷程序包含：首先，制定重要機電設備清單，具體包含生產(chǎn)線中的重點設備及故障發(fā)生后損失較大的機電設備等， 如泵站中的水泵、水電站中的水輪機發(fā)電機、水閘管理處的閘門啟閉機等。 診斷時，需嚴格檢測機電設備，獲取診斷經(jīng)驗后適當擴大診斷對象范圍。 其次，合理挑選診斷對象監(jiān)測點。 以測振為例，在做好測振點測定參數(shù)的明確后進行包含正常頻譜圖在內(nèi)的基準值的建立。 最后，充分把握各設備運行狀況，如結構性能、工作條件、工作能力及工作狀態(tài)等。 同時，做好儀器的確定，如測振儀頻譜儀，完成人工系統(tǒng)及電腦系統(tǒng)相關記錄，并明確機電設備監(jiān)測實施周期。

2.5 打造高素質專業(yè)人才隊伍

水利機電設備質量管理中，責任心強、思想覺悟高、技術過硬的專業(yè)技術管理人才隊伍必不可缺。 以技術管理人員為對象定期組織專業(yè)化培養(yǎng)活動， 在有機結合在職自學函授和外培等多種形式的基礎上， 促進其理論素養(yǎng)、專業(yè)知識的提升。 同時，要幫助技術管理人員積累豐富的實踐經(jīng)驗，引入多元化學習培訓方式，有機結合集中測試和定時輔導，聯(lián)合走出去請進來方式，從理論學習、深層次專業(yè)技術方面入手開展分層次的培訓工作， 結合評先創(chuàng)優(yōu)、技術比武等崗位練兵活動，促進工作人員全方位的發(fā)展。 此外，機電設備質量管理中，可適當獎勵工作成果突出的人員，并嚴厲懲處違規(guī)違章作業(yè)的人員，促進全員工作責任心的增強并端正工作態(tài)度。

3 水利工程機電設備自動化監(jiān)控技術

3.1 標準基本構架

（1）制造標準。水利工程中涉及諸多品目的機電自動化設備，且各個設備制造與水利、建筑、電子、機械、電力及消防等行業(yè)有關聯(lián)， 不同設備零部件涉及的行業(yè)領域也可能諸多[4]。因此，面對同一機電自動化設備時，不同行業(yè)有著不一致的制造標準。 由于機電自動化設備構成復雜性與綜合程度的緣故， 因此也存在相對復雜和龐大的標準體系。

（2）設計標準。 水利工程中，機電自動化工程作為重要組成之一， 其設計標準即水利、 電力行業(yè)工程設計標準， 立足于宏觀角度對機電自動化設計中涉及的相關原則加以反映，明確了引入的方法及預期達到的效果。我國機電自動化工程設計中現(xiàn)階段采用的標準包含機電自動化設計規(guī)范、不同階段報告編制規(guī)程及技術導則等。

（3）選型設計標準。 水利工程設計中，具備特殊性的機電專業(yè)從事著選型和方案設計等工作， 挑選與工程特性相適應的機電自動化產(chǎn)品。選型設計階段，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)負責機電自動化監(jiān)控產(chǎn)品質量控制就安全鑒定， 通過選型設計能確保與工程配套需要相契合， 因此要從水利工程設計協(xié)調(diào)性、 完整性等角度出發(fā)對機電設備型式合理性展開綜合考慮。具備多樣化的機電自動化監(jiān)控設備，在具體選型設計中應以水利工程建設規(guī)模為依據(jù)， 并結合工程特殊性要求，突出合理性、適應性。

（4）安裝與試驗標準。 水利工程中，安裝機電自動化監(jiān)控設備及試驗時，涉及設備工廠試驗、出廠檢驗、現(xiàn)場安裝試驗等工作。 安裝與試驗能為水利工程中機電自動化監(jiān)控設備運行正常與否提供重要的保障。 在安裝和試驗機電自動化設備時，各類傳感器、微機保護設備、自動化控制器PAC、工業(yè)交換機、檢測儀表、服務器、陣列、工作站等自動化監(jiān)控設備屬于安裝試驗的重難點事項，我國也圍繞上述監(jiān)控設備制訂了對應的安裝試驗相關標準， 而其他輔助機電自動化監(jiān)控的設備則涉及相對簡單的安裝標準，多以生產(chǎn)廠家技術說明、現(xiàn)場指導為依據(jù)。

（5）運行與檢修標準。為確保水利工程效益的長久發(fā)揮， 就必須高度重視機電自動化監(jiān)控設備運行維護檢修工作。我國以機電自動化監(jiān)控設備特點為依據(jù)，擬定了一系列標準為運行檢修提供參考， 在檢修維護機電自動化監(jiān)控設備實踐中發(fā)揮了重要的規(guī)范作用。

3.2 構建監(jiān)控平臺

水利工程中，機電自動化監(jiān)控技術的實施旨在促進水利工程控制效率的提高，為機電設備質量及運行穩(wěn)定性提供保障。 在綜合升級水利工程機電自動化資源的過程中，需要高度重視自動化監(jiān)控技術指標的優(yōu)化與改進。 現(xiàn)階段，GIS、GPS 等屬于常用的技術平臺， 能使新型機電設備自動化技術控制要求得到滿足，且平臺中智能化技術監(jiān)控操作模式的設定能促進區(qū)域資源利用率的提高[5]。 在改革技術體系中，需立足于控制角度引入多元化的機電設備自動化控制模式，同時要對可能潛在于水利工程機電設備中會對設備應用構成影響的技術模式加以控制、變革，并以此為基礎圍繞水利工程機電設備擬定更科學合理的自動化監(jiān)控技術規(guī)劃方案。 現(xiàn)階段，我國形成了更高水平的水力機電設備自動化監(jiān)控技術標準，并呈現(xiàn)出智能化、信息化的發(fā)展態(tài)勢，有利于自動化監(jiān)控整體水平的提升。

3.3 執(zhí)行遠程監(jiān)測

以GIS 為基礎的新型監(jiān)控系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)機電設備自動化監(jiān)控系統(tǒng)而言， 具備科技含量更高的養(yǎng)護改造方案及監(jiān)測方案等， 且在規(guī)劃發(fā)展機電設備自動化設備中體現(xiàn)出不可忽視的調(diào)度作用。水利機電設備自動化監(jiān)控技術中心，遠程監(jiān)控作為一個重要的創(chuàng)新標準， 其以原有控制要求為依據(jù)改造、創(chuàng)新監(jiān)控技術，實現(xiàn)了機電設備監(jiān)控性能的大幅提升， 最大限度降低了機電設備控制調(diào)度中人工參與的難度。 執(zhí)行遠程監(jiān)控的過程中，通過現(xiàn)代化技術體系的運用，結合運行指標排除潛在于機電設備中的故障， 同時支持全面養(yǎng)護管理機電設備配套設施或其本身主體部分。

3.4 機電設備故障處理

以水利工程機電設備運行實際狀況為依據(jù)， 落實智能化科學化監(jiān)控檢測系統(tǒng)的設計， 在實時監(jiān)控機電設備的過程中可將其各項運行指標準確掌握， 有利于機電設備自動化故障解決能力的增強， 同時在機電設備自動化監(jiān)控技術、 系統(tǒng)調(diào)度運行安全標準的全面落實中體現(xiàn)出不可忽視的意義與作用。機電設備自動化運行中，氣候條件、環(huán)境及其他因素可能會對其構成干擾，從而引起一系列故障，降低設備處理分析能力，約束機電設備自動化操作控制流程，進而影響設備本身綜合性能質量[6]?；诖?，在安裝使用機電設備自動化時，有必要與水利工程建設、監(jiān)理及控制單位密切聯(lián)系，一同開展規(guī)范化管理工作，立足于根本促進機電設備質量控制成效的提升。

3.5 執(zhí)行調(diào)度管理

以GPS、GIS 等技術為基礎完成的多系統(tǒng)聯(lián)合定位檢測系統(tǒng)的構建，屬于信息技術自動化調(diào)度平臺，可實現(xiàn)調(diào)度控制中人工參與難度的大幅降低。 立足于GIS 系統(tǒng)角度來看，能夠綜合化運行水利機電設備自動化，可實現(xiàn)掌握設備型號動態(tài)指令時間的縮短， 并促進系統(tǒng)運行改造優(yōu)化成效的提高， 從而使機電設備取得更可觀的整體控制效率。綜合現(xiàn)階段水利機電設備調(diào)式管理標準來看，自動化控制機電設備的運行流程中， 通過積極應用監(jiān)控系統(tǒng)相關技術對潛在設備中的控制操作流程展開深度挖掘，并加以適當?shù)母脑焐?，能獲取更具可行性的機電設備自動化監(jiān)控技術標準。

4 結束語

綜上所述，水利工程機電設備質量管理涉及使用、計劃預檢修及維護保養(yǎng)等有關機電設備的管理作業(yè)， 在水利工程整體管理工作中的作用不容小覷， 是水利水電工程中水閘、 水電站及泵站等能否實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行的決定性因素之一， 與水利工程經(jīng)濟效益的高低有著密切關聯(lián)。 因此，必須高度重視機電設備質量管理，引入國際化質量管理標準，結合相關規(guī)定要求嚴格落實管理工作，確保機電設備質量的同時保證其運行穩(wěn)定性。 通過自動化監(jiān)控技術的運用能夠動態(tài)監(jiān)測分析設備運行狀態(tài)， 及時發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并第一時間實施檢修維護作業(yè)，能進一步保障設備的正常運轉。此外，工作人員需要參照標準要求及時錄入機電設備管理相關的信息并整理成檔，為后續(xù)設備工作狀態(tài)的分析及維護人員維護工作的開展提供便利，最大限度提高管理質量水平。