猛進水庫大壩安全監測自動化系統運行與維護

姜 霞

（新疆五家渠市水利管理處，新疆 五家渠831300）

0 引言

猛進水庫大壩安全監測自動化系統是融電子技術、傳感技術、通信技術、遙感遙控技術和計算機技術等于一體、實現大壩安全監測的自動化系統。它能夠快速、準確地進行大壩安全參數測量、數據采集和傳輸，并整編和分析資料，減少人為因素的不確定性，因此對水庫的安全運行十分必要。

1 猛進水庫大壩安全監測自動化系統的組成

猛進水庫采用了南京水利水文自動化研究所大壩監測分所的DG－2000型分布式大壩安全監測自動化系統，其由2部分組成，即分布式數據采集系統和大壩安全信息管理系統。數據采集系統共設7個測控站、1個氣象站、6個監測斷面、2個豎直位移監測工作基點；大壩安全信息管理系統由管理主機、信息管理軟件等組成，為系統的管理級。

猛進水庫大壩安全監測自動化系統的監測項目有垂直位移、滲流壓力、上游水位、滲流量及氣象環境等，通訊方式為超短波通訊。

2 猛進水庫大壩安全監測自動化系統具有的功能

系統所具備的功能主要包括：數據采集功能，即巡測、選測和自報測量；顯示功能；操作功能；掉電保護功能；數據通信功能；網絡安全防護功能；自檢功能，能對系統各部位運行狀態進行自檢、自診斷；配備有工程安全監測管理系統軟件，該軟件有在線監測、離線分析、數據庫管理、安全管理等功能；人工輸入數據功能；系統備有與便攜式計算機或讀數儀通信的接口，能進行人工補測、比測以防止資料中斷；數據管理功能；報警功能；備份管理功能；大壩安全文檔管理功能；系統選項配置功能；分析系統接口功能；軟件自動升級功能。

3 猛進水庫大壩安全監測自動化系統的運行與維護

3．1 系統運行

3．1．1 監測自動化系統的運行

（1）每天進行一次系統巡視，按自報方式運行。施測時間固定不變，一般定為每天上班后0．5h內進行。

（2）在汛期高水位、特大暴雨后、某些部位出現異常等情況下，加密測次并采取自動控制方式運行。

（3）在工控機上瀏覽本系統巡測的所有數據，檢查數據采集情況和數據可靠性。個別數據、個別測控裝置的部分數據未能測得，進行第二次系統巡測或人工補測，直至測得全部數據為止。同時進行系統自檢，查明缺測原因，并加以排除。系統自檢不能查明原因，技術人員要到現場檢查，數據雖已檢驗合格但本次測值與上次測值相比差值超限，要檢查原因，并采取措施。因系統不正常造成，要盡快對系統中的電纜、設備進行維護或修理。因水工建筑物異常造成，要分析近期資料及相關資料，查明異常原因及嚴重性，同時上報有關部門。

（4）電源或通訊因故切斷時，技術人員在電源切斷后一周內（如測次增加則允許斷電天數減少）用筆記本電腦提取暫存在測控裝置中的數據，并及時輸入工控機。如電源和通訊在自動巡測第20次以前已恢復，通過工控機提取。

（5）存入工控機的所有監測數據均為原始監測數據，定期采用以下方式拷貝保存：存入硬盤；刻錄光盤；打印裝訂成冊歸檔，長期保存。

（6）在信息管理軟件中繼續處理所有入庫數據，進一步研究變化異常的測值，通過相關物理量的比較分析，結合現場調查情況，確定發生異常的原因，分別處理，及時上報。入庫監測成果定期歸檔，以防丟失。定期整理分析監測數據，提取信息，制表繪圖并編寫報告上報。所有原始實測數據全部入庫。自動化系統每半年對部分或全部測點進行一次人工比測。定期檢查主要自動化監測設施，汛前、汛后各進行一次全面檢查。校正系統時鐘。系統配置足夠的備品備件。

3．1．2 人工比測和巡視檢查

（1）人工比測的目的是檢查自動監測數據的正確性。

（2）人工比測與自動化巡測同步，在當次自動化系統巡測后的0．5h內進行。

（3）巡視檢查目的是檢查水工建筑物是否出現異常，用以彌補自動化監測的不足，運行管理小組要有一人參加。

（4）運行小組對人工比測數據和巡視檢查信息進行檢驗，確認無誤后輸入信息管理系統的數據庫。

3．2 系統維護

（1）監測自動化系統的維護定期進行，目的是保證系統能穩定運行，避免或減少故障，從而保證大壩安全監測數據連續、可靠。

（2）根據系統運行時間確定不同的維護周期，試運行期結束后，正式運行初期2年內，每個月進行一次系統維護。正式運行第3～7年，每季度維護一次，對于故障率較高的少數儀器設備局部加密維護次數。正式運行第8年根據系統的運行情況、儀器設備實際老化狀態確定維護周期。

（3）定期維護按如下步驟進行：由機房到壩頂及輸電線路，按確定的巡視路線對系統內的監測儀器及其配套裝置、測壓管管口保護、壓力式水位計、測控裝置、防雷器、無線電、電源電纜、工控機、計算機外設／通訊設備及接口、電源消防設備等逐一進行檢查，記錄以上各環節的異常或損壞并及時處理。測控裝置內的蓄電池是易耗品，2～3年要更換一次。便攜式小儀表每次完成現場測量后應立即充電24h，若較長時間不用，則每月應充電24h。

4 猛進水庫大壩安全監測自動化系統常見故障的維修

4．1 鋼弦式儀器的維修

當鋼弦式儀器損壞時，如儀器埋設在壩體內部，只能報損或重新埋設。若儀器安裝在測壓孔內，可更換新儀器，重新進行率定，再接入自動化系統，在數據采集軟件和信息管理軟件中對該儀器設置作相應的修改。若儀器的線路斷則找到斷頭重新接或更換接線。

4．2 便攜式小儀表的維修

便攜式小儀表有3種類型，如無顯示，可能小儀表蓄電池已壞，更換蓄電池。如開機正常無法測量，交與施工單位維修。

4．3 測控裝置的維修

測控裝置出現故障時會輸出儀器故障類型，應根據顯示屏上顯示的故障種類及時進行排除。以下是幾種常見的故障現象及處理方法：

（1）若某個模塊的個別測點出現故障，可先檢查該測點儀器是否正常；若儀器正常，可能是該通道上的防雷器或線路有問題，可更換防雷器或檢查線路是否斷，并做相應處理；若有空余通道，也可更換通道進行測量，同時在數據采集軟件和信息管理軟件中對該儀器設置作相應修改。

（2）如果某個模塊的所有測點都出現故障，說明該模塊有問題，需要更換模塊。在更換模塊時，應根據原來的設置，用鍵盤顯示器設定該模塊的地址、類型和測點數量。

（3）測控裝置內無220V電源。首先檢查220V電源有沒有接入測控裝置，其次檢查保險絲有沒有燒壞，再次檢查電源防雷器有沒有被打壞，最后檢查電源轉換模塊有沒有被燒壞。

4．4 中央控制裝置及系統線路的維修

中央控制裝置作為大壩安全監測系統的中央節點，內配工業控制計算機，可24h連續工作。

若系統中某個模塊通訊不正常，先用小鍵盤顯示器到該模塊處檢查其工作是否正常，若模塊工作不正常，則更換該模塊，重新設置該模塊的地址、類型和儀器數量；若模塊工作正常，則檢查無線電臺是否正常，若不正常則更換電臺。

對系統通訊通常可用采樣超級終端來調試，其能看到每一模塊與工控機的通訊狀態，具體設置由調試人員在安裝系統時完成，并在計算機桌面上建立快捷方式及檢查的代碼定義。

5 結語

大壩的安全是關系國計民生的大事，大壩安全監測是保證大壩安全、充分發揮工程效益的重要手段。猛進水庫大壩安全監測自動化系統運行與維護管理是確保系統可靠有效的重要環節，同時也是提高系統運行維護水平的必然要求，對總結猛進水庫大壩安全監測系統自動化經驗和探討管理現代化手段具有非常重要的意義。

［1］何勇軍，劉成棟，向衍，等．大壩安全監測與自動化［M］．中國水利水電出版社，2008