淺談供水聯動系統在水庫供水運行中的應用

彭永平

（新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局 烏魯木齊市 830000）

1 聯動控制系統整體介紹

某平原水庫是北疆供水工程的尾部調節水庫，屬大（Ⅱ）型平原水庫，總庫容2.81億m3、正常蓄水位500m，水面面積24.25km2，均質土壩全長17.7 km，最大壩高28 m，壩頂高程503 m，放水兼放空涵洞單孔尺寸為3 m×4.8 m，單孔設計流量25 m3/s。近幾年，隨著水庫周邊工業園區的建設及對供水的需求，陸續修建了相關供水配套建筑，上游依靠水庫調節，下游依靠放水兼放空涵洞泄水和調節水池為用水戶提供水源。

調節水池與放水兼放空涵洞末端渠道連接，長100 m，寬 20 m，深（4.7～5.2）m，池頂高程 478.2 m，正常蓄水位478.0 m，最低水位474.8 m。調節池設11根出水管，管徑1 m。

所謂聯動系統就是要實現水庫出口放水涵洞工作門與供水調節池水位的聯動控制：當調節池水位低于設定低限值（水深1.8m）時，放水涵洞工作門自動開啟（設定開度0.2m）、向調節水池注水；當調節池水位高于設定高限值（水深4.2 m）時，放水涵洞工作門自動關閉、停在注水；并對水池水位、閘門開度、出口管道的運行參數進行實時監測，監測數據在管理處上位機顯示，并可在出口管理站監視工作站顯示。見附圖。

附圖 系統結構示意圖

2 聯動系統各設備運行情況及相互關系

2.1 出口管理站

出口管理站安裝現地控制單元，包括MB40 PLC、觸摸屏、聲光報警裝置等設備，承擔采集管道流量、前池1#水位、偵聽2#水位的功能，實現和上位機系統的通訊。出口管理站在安裝監視工作站后，能實現對聯動系統所有設備和數據的直接監視和管理，配合視頻系統將極大的方便值班運行和管理，保證正常的供水，一旦出現緊急情況能及時響應，最大程度地減少損失。

2.2 現地監測站

現地控制單元安裝于管道測井內，現場環境相當復雜，比較潮濕，作為現地監測站使用，主要包括MB20 PLC，用于實現對管道壓力的現地采集，和出口管理站MB40進行數據通訊。

2.3 放空涵控制站

放空涵控制柜裝有SJ-30通訊管理裝置、光纖收發裝置、聯動控制切換把手等設備。

SJ-30通訊管理裝置用于實現和2#水位計通訊，采集2#水位數據，并偵聽1#水位，SJ-30和GE PLC 1#串口進行通訊，把采集的數據送給PLC；PLC 2#串口和觸摸屏進行通訊；為保證聯動系統準確可靠的投入，并考慮在設備檢修維護期間的安全運行，增設聯動控制切換把手，對聯動投退、閘門選擇、控制投入方式進行切換。

經過測試，聯動系統目前運行穩定、可靠，并接受上位機的控制。

為保證安全運行，避免閘門在聯動過程中開度儀失靈等情況，增加限位開關，限位開關上限高度為能保證在水池水位高限的情況下，退水閘出水和進水保持平衡。

2.4 水位計

水位計安裝于水池水位計測井中，水位計采用壓阻式，通過485線實現和通訊設備的數據交換。

經過試運行至今的觀察，水位計工作穩定。但在閘門開門放水過程中水位出現輕微波動，但在可控范圍之間，不影響聯動系統工作。

3 聯動系統運行管理

水庫放水涵洞供水聯動系統運行管理中，放水涵洞閘門是否正常啟閉是聯動運行中的關鍵，是調節池安全供水的前提。在出口管理站柜體上裝有4個聲光報警裝置，分別用于1#水位越限、2#水位越限、水位差過大、系統異常聲光報警燈。一旦達到報警水位或出現故障相應的報警燈會發出聲光報警，需要及時分析問題，在問題嚴重的情況下需要采取應急措施，以保證系統的安全和穩定。水位越限報警（聲光報警）說明閘門馬上就要和水位進行聯動，應引起足夠重視，需到放空涵閘室現地監視，絕對避免無人在閘室而閘門自動開啟、關閉的現象，因為自動化系統，有很多子系統（電氣控制、液壓系統、閘門、通訊等），一旦有任何細微的故障（水位采集錯誤、通訊故障、閘門開度故障、液壓系統故障、閘門卡滯等），在自動化執行過程中控制流程將會受阻無法實現控制，會出現聯動失敗導致水池出現危險，如有值班運行人員在場可以立即發現問題，避免事故。

其次，在調節池內安裝的兩套壓阻水位計，如出現一套水位計故障或數據明顯不準確，或者兩套水位計讀數偏差20 cm以上時可選擇無故障或數據準確的水位計單獨投入聯動運行。

為確保閘門系統（液壓系統、閘門結構等）設備可靠穩定，調節池安全供水，若一孔閘門出現故障（卡滯、檢修）則要把閘門聯動模式把手及時切換到另外一孔閘門。如PLC不能正常工作，可現地自動或手動控制，通過現地動力柜內的繼電器回路進行油泵啟停、閘門啟閉控制。

4 結 語

聯動控制系統自2011年5月1日投入運行至今，根據用水量平均每天啟動聯運系統5～6次，聯動共計工作3 000多次，無失敗情況，運行穩定、可靠，能根據調節池水位變化準確執行放空涵閘門啟閉動作。

自動化聯調系統能有效地提高閘門啟閉系統設備的可靠性和自動化水平，確保設備的完好率和可用率，減輕運行人員勞動強度，但不能脫離上崗人員的巡視檢查及管理工作，日常巡檢工作能及時發現一部分隱患問題并及時排查是聯動系統長期穩定運行的保證，因此需要制定巡檢制度和崗位制度，落實人員職責，做好檢查記錄，保證聯動系統的正常運行。