電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利水電工程中的運(yùn)用研究

肖亞俊

摘要：電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用是目前的必然發(fā)展趨勢(shì)，文章在對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行介紹之后，分析此技術(shù)在此類工程應(yīng)用中表現(xiàn)出的作用，提出了利用電氣自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)水利水電工程快速發(fā)展的策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù);水利水電工程;運(yùn)用

1引言

水利水電工程作為關(guān)系到民生的重大基礎(chǔ)設(shè)施工程類型，在我國的社會(huì)發(fā)展中主要起到發(fā)電、防洪、優(yōu)化水資源利用以及改善生態(tài)環(huán)境、推動(dòng)水流域地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展等重要作用。而且此類工程的建設(shè)和應(yīng)用可以大大節(jié)省傳統(tǒng)燃煤發(fā)電廠的燃煤消耗，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來我國加大了水利水電行業(yè)的投入和建設(shè)力度，尤其在今年兩會(huì)中也提出了重點(diǎn)發(fā)展水利工程等重大工程的策略，推動(dòng)了水利水電行業(yè)的發(fā)展。在此行業(yè)的發(fā)展中，如果通過電氣自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用來促進(jìn)水利水電工程發(fā)展，也成為目前本行業(yè)人員的研究重點(diǎn)。

2電氣自動(dòng)化簡(jiǎn)述

電氣自動(dòng)化技術(shù)是一種將電氣工程和自動(dòng)規(guī)劃技術(shù)融為一體的綜合性技術(shù)，比如目前比較先進(jìn)且應(yīng)用比較廣泛的電機(jī)技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)以及信息技術(shù)等。以目前水利水電工程中比較常用的、由PLC和微機(jī)繼電保護(hù)裝置等組成的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)為例，主要是將不同的智能裝置和控制站由現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行連接，然后結(jié)合分層順序進(jìn)行綜合性電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。此系統(tǒng)中分為的三個(gè)層次主要是現(xiàn)地單元層、主控單元層以及管理單元層，而且這三個(gè)單元層之間是通過TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)進(jìn)行連接的，所用的傳輸介質(zhì)為光纖。在具體的分層分布結(jié)構(gòu)設(shè)置時(shí)需要結(jié)合工程實(shí)際情況來確定，表現(xiàn)出較強(qiáng)的靈活性以及人機(jī)接口能力，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行掌控和操作，以及進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試。

3水利水電工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)作用

3.1模擬控制作用

在此工程中通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在發(fā)揮其控制模擬功能時(shí)，主要是利用各類傳感器設(shè)備來收集工程運(yùn)行系統(tǒng)中的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，在連續(xù)監(jiān)控管理此運(yùn)行系統(tǒng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)此工程和電氣系統(tǒng)的一體化管理。通過此功能的發(fā)揮，可以幫助工作人員在分析顯示屏幕上的數(shù)據(jù)和圖像內(nèi)容的基礎(chǔ)上對(duì)其中的風(fēng)險(xiǎn)或者潛在危險(xiǎn)事故進(jìn)行模擬評(píng)估和判斷，結(jié)合判斷的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)處理。

3.2遠(yuǎn)程監(jiān)控作用

由于此類工程具有較大的規(guī)模和較大的運(yùn)維管理難度，這就可以通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)不同區(qū)域中的電氣系統(tǒng)進(jìn)行連接，然后基于統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。以此來幫助工作人員隨時(shí)隨地查看終端設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的異常并進(jìn)行解決，重點(diǎn)解決運(yùn)管人員配置不足以及時(shí)間和空間受限等問題。

3.3中央控制作用

在此工程中通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以在中央控制系統(tǒng)中集成各種模塊，通過此系統(tǒng)來集中管控不同模塊。而且在近年來此技術(shù)的持續(xù)應(yīng)用中，也逐漸積累了此種中央控制和集成方面的經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中的數(shù)據(jù)。

3.4優(yōu)化調(diào)度作用

在目前此類工程規(guī)模不斷擴(kuò)大以及各類運(yùn)行數(shù)據(jù)不斷增多的發(fā)展趨勢(shì)下，也對(duì)此工程運(yùn)營的可靠性、安全性與效率等提出了更高的要求。因此可以通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來起到電力優(yōu)化調(diào)度的作用。具體地說，通過此技術(shù)的應(yīng)用可以從生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)、安全、時(shí)效以及系統(tǒng)性等方面來綜合考量電氣系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)營情況，進(jìn)而制定最佳運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)此類工程生產(chǎn)運(yùn)營成本的降低以及運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益的提升。

4如何利用電氣自動(dòng)化技術(shù)促進(jìn)水利水電工程發(fā)展策略

4.1可編程邏輯控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)就是由PLC及其終端等設(shè)備組成的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中的PLC中含有微處理系統(tǒng)，可以通過提前設(shè)置指令和程序的方式進(jìn)行預(yù)算和控制，結(jié)合對(duì)生產(chǎn)信息與數(shù)據(jù)的計(jì)算來下達(dá)相應(yīng)的操作指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)裝置的自動(dòng)化控制。通過此技術(shù)的應(yīng)用和研究也在不斷延伸原有控制模塊的功能，在實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能的同時(shí)，還表現(xiàn)出具有時(shí)序控制、模擬控制以及多機(jī)通信功能等。尤其是在目前5G技術(shù)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的同時(shí)，此系統(tǒng)在水利水電工程中的應(yīng)用更是表現(xiàn)出具有更大的模塊容量以及時(shí)效性等優(yōu)點(diǎn)。

4.2集散控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)也屬于新型的儀表控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)此系統(tǒng)中依據(jù)了功能多元化和顯示操作集中化的原則來設(shè)計(jì)的，在應(yīng)用中不僅可以實(shí)現(xiàn)不同電氣自動(dòng)化系統(tǒng)模塊的獨(dú)立運(yùn)行，而且也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的綜合管控。通過此系統(tǒng)在水利水電工程中的應(yīng)用，通過智能化系統(tǒng)來設(shè)計(jì)I/O模件，并且使用隔離裝置來隔離不同模塊，實(shí)現(xiàn)不同模塊之間數(shù)字信號(hào)干擾的降低，提升了工模和差模抑制比。此外，還可以在此系統(tǒng)中應(yīng)用5G技術(shù)來提升通信效率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展性的提升，進(jìn)而可以發(fā)揮水利水電工程運(yùn)營中的故障隱患預(yù)警、分析和處理作用。

4.3現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

在水利水電工程中可以通過此系統(tǒng)的應(yīng)用及時(shí)采集生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行信息，來保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全與可靠運(yùn)行，同時(shí)也發(fā)揮聯(lián)動(dòng)操作強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，提升運(yùn)行效率并降低運(yùn)行成本。在此系統(tǒng)中所應(yīng)用的操作軟件在不斷升級(jí)的同時(shí)也可以全面和準(zhǔn)確監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)其中的異常作出故障預(yù)警和分析，還可以在此信息基礎(chǔ)上開展對(duì)生產(chǎn)趨勢(shì)的評(píng)估。不僅如此，通過此系統(tǒng)的應(yīng)用可以及時(shí)更新現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并隨時(shí)追溯和查閱系統(tǒng)運(yùn)行歷史路徑和信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中各類設(shè)備故障的處理以及對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，將分析對(duì)比數(shù)據(jù)作為制定管理決策的準(zhǔn)確與可靠依據(jù)。

5結(jié)語

在目前的社會(huì)和科技發(fā)展趨勢(shì)下，將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程中，不僅可以推進(jìn)電氣通信裝置向無線化轉(zhuǎn)變，而且更加緊密融合云計(jì)算技術(shù)等，通過云計(jì)算超級(jí)計(jì)算模型的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水利水電企業(yè)與下游用戶之間的緊密聯(lián)系，同時(shí)也發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的控制模擬、遠(yuǎn)程監(jiān)控、中央控制以及優(yōu)化調(diào)度等作用，在提升此工程運(yùn)營工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，為水利水電行業(yè)謀取更大的利潤和更好地發(fā)展。

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