水電站泄洪閘門遠程控制和精度優化的探討

陳麗娜

(廣東珠榮工程設計有限公司，廣州 510610)

1 泄洪閘門實現遠程控制的途徑

1.1 電廠側改造

過去水電站采取的是遙控的手段，進行閘門的遠程控制工作。只要是在閘門現地操作柜和電廠的中控室里面，都可以借助遙控的手段，給泄洪閘門下定指令，要求閘門進行開啟、關閉或者停止等動作，缺乏遙調的選項。但是為了能夠有效的提升泄洪閘門的精度，實現集控，電廠可以結合實際情況，增加遙調的手段，將PLC沒電、通訊中斷等情況考慮進去，進行閘門閉鎖，增加遠程控制的精準度。

1.2 集控工作

為了能夠有效的保證水電站泄洪閘門的遠程控制，集控工作需要從下面三個內容進行，包括制度修編、工業電視系統、監控系統。在開展計算機監控系統工作時，工作人員需要增設四遙信號，分別是遙調、調控、遙信、遙測。將控制畫面添加在監控體系之中，與水電站的維修人員進行核對，保證各個信號的精準度。之后工作人員要斷開監控和通訊系統的連接，下達相應的指令，檢查信號。然后連接信號，開展遠程控制測試。在開展工業電視作業時，水電站需要將每個泄洪閘門和啟機室進行有效監控，借助工業電視系統，進行數據的傳輸，便于集控中心人員進行查看，實時監控泄洪閘門的情況。借助集控中心調度業務管理體系下達泄洪閘門的調度令，集控水調的值班人員，要仔細填寫泄洪閘門的具體操作信息，然后進行簽發，按照調度令，開展正常作業。在完成操作以后，將設備的運行狀態和操作時間填寫進去。

1.3 泄洪閘門的遠程控制閉鎖條件

只有保證了閉鎖質量，才能夠保障泄洪閘門的操作安全性。要保證閉鎖條件，需要滿足下面的這些特征。

1)遠程控制泄洪閘門；

2)泄洪閘門并沒有開展啟門運行活動；

3)泄洪閘門并沒有開展閉門運行活動；

4)保證泄洪閘門的控制柜PLC的安全運營，沒有故障出現；

5)保證泄洪閘門控制柜的電源；

6)保證PLC的電源；

7)泄洪閘門并沒有完全打開。

只有當以上條件全部得到滿足后，才能夠更加有序的對閘門遠程控制工作[1-3]。

2 閘門實現遠程控制之前存在的問題

泄洪閘門沒有實現遠程控制之前，一旦接收到了閘門操作的指令，工作人員就必須要深入到現場，開展操作工作。這種工作模式，存在著一定的問題：

1)操作工作缺乏及時性。電廠直接操作泄洪閘門，當集控中心下達命令之后，中間有一段時間，需要電廠進行接收和操作，一般保持在30min以上。這一段時間會直接影響到閘門的操作情況，閘門無法在第一時間進行操作和調度；

2)遠程操作的精準度較低。借助遙控令進行操作，導致泄洪閘門無法進行自動閉環，必須要工作人員結合自己的工作經驗，判斷閘門的開度信號，然后再進行人工停止操作。閘門停止工作后的開度值和目標開度值存在著一定的誤差。閉鎖的缺乏，導致在操作的時候，會產生通訊中斷的情況，導致無法實現閘門的自動停止；人身安全不能夠得到有效的保障。操作泄洪閘門工作一般都在夜間進行，如果在汛期，會有雷雨天氣，天氣狀況非常惡劣，工作人員來回往返于廠房和營地，自身安全無法保障，也加大了工作難度。

如今水電站一般都是采用無人值班的運營模式來開展設計工作。實現泄洪閘門的遠程控制，才能夠促進該運營模式的有序開展。為了能夠有效的提升泄洪閘門運行的可靠性和安全性，工作人員必須要根據現地操作模式，管理水電站的泄洪閘門。同時結合當代科技，探究泄洪閘門的遠程控制工作，從而促進水電站的健康發展，保障水電站的正常運營。

3 泄洪閘門遠程控制系統

水電站每個閘門的遠程控制原理都是一致的，以如圖一號泄洪閘門為例，進行詳細的闡述。遠程控制原理如下圖所示：

圖1 遠程控制原理圖

遠程控制就是無需人工操作，就可將遠處的信息數據進行采集和反饋，然后借助計算機下達任務命令，完成工作。對于現場的信息數據進行遠程采集，然后借助以太網，將數據信息詳細的傳輸到上位機操作員站。這個時候，上位機就可以通過表格、圖形、數字、文字等多種形式，對閘門的實際運行情況進行實時監測。工作人員按照權限設置情況，借助人機交互界面，輸出相關的操作命令，開展閘門遠程控制工作。

實踐流程主要包含以下內容：

1)借助上位機，進行控制命令的傳輸，控制命令會下發到控制柜之中；

2)壩區的控制柜將命令原封不動的傳輸到一號表孔工作閘門液壓啟閉機控制柜；

3)該控制柜接受命令，傳輸到一號表孔工作閘門液壓啟閉機啟動柜，這樣就能夠完成一號油泵和二號油泵的起落門工作。最終表孔閘門的起落門信號、下滑信號、油泵運行情況等信息，都會直接傳輸到閘門的控制柜之中，并顯示在監控上位機里面，工作人員就可以事實監控閘門，完成信息的搜集。

除遠程控制之外，還有現地控制模式。這種控制模式可以在閘門控制柜上進行直接操作。現地控制一般包含了三個內容，主要就是電測傳感器、PLC控制器、閘門動力設備。電磁閥、比例閥、壓力傳感器、油溫傳感器、油缸有桿等自動化元件，組成了現地控制模式。借助上述的自動化元件，可以實現現地信息的有效采集，并將其上傳到的閘門液壓啟閉機控制柜之中，對采集到的數據信息進行有效處理。之后，對一號表孔閘門液壓啟動柜發出控制信號，進一步的驅動一號油泵和二號油泵，完成落門和啟門的工作。電磁閥、比例閥、壓力傳感器、油溫傳感器、油缸有桿等元件，一方面是信息采集的重要元件，另一方面也是被控制的元件。借助控制回路接線，和控制柜完成良好的反饋工作，實現現地控制。

4 實現泄洪閘門的遠程控制需要的條件

要實現泄洪閘門的遠程控制，不論是在日常管理還是在科學技術上，都需要滿足相應的條件。只有提升了管理質量，保障技術水平，才能保障遠程控制的質量。

4.1 技術條件

工作人員要在之前遙控的前提下，增加遙調的功能。同時還要加上安全閉鎖條件。這樣的話，能夠保障遠程控制模式并存，主要的運行方式是大既定目標值操作。當工作人員按下遙調鍵時，就能夠有效的增強遠程控制的精準度和靠譜性。不僅如此，為了能夠杜絕通訊中斷，導致遠方停門指令無法順利下達的情況出現，工作人員需要針對實際情況，解決這一問題。只有這樣，才能夠保障閘門工作的順利開展。在泄洪閘門系統之中，設置保護功能。保護功能的設置，主要是為了提升遠程控制的可靠性。對于泄洪閘門的開度機械標尺以及電視攝像頭進行有效完善。不同的閘門孔口都需要安裝相應的工業電視攝像頭來實現實時監控工作，保證工作的精準度。對泄洪閘門安裝開度標尺，在遠程控制的時候，借助攝像頭，全程了解泄洪閘門的實際情況，對比其機械開度和模擬開度情況，從而確保泄洪閘門的工作質量。

4.2 管理條件

為了保障泄洪閘門遠程工作的安全性，必須要明確分工，建立責任制度。不同崗位的工作人員，都需要樹立良好的職業素養，嚴格規范個人工作流程，提升工作質量。在日常的工作過程之中，兢兢業業，端正態度，從而促進泄洪閘門遠程控制的精度。為了能夠有效的提升閘門遠程控制質量，單位內部要結合實際情況，制定相應的規章制度，提升員工的工作規范性。同時，制定應急措施，應急方案，以便于一旦出現故障，能夠在第一時間進行解決。在日常工作的過程之中，工作人員必須要全面落實規章制度，認真仔細的開展工作，履行自身義務，提升工作質量。

5 優化閘門遠程控制系統的相關策略

要精度優化該遠程控制體系，需要從三個角度入手。優化操作界面，提升工作質量；優化遠程控制體系數據庫，保證數據信息的精準度；優化PLC程序。

5.1 優化閘門遠程控制的操作界面

監控上位機壩區閘門監視畫面，就是遠程控制的界面。在操作界面之中，不論是開度設值、反饋值還是顯示值，都是以米為單位。現地控制則有所不同，其顯示值以毫米為單位。如果想要增強其精度，那么工作人員就應該將閘門的監視畫面中開度值單位設置成毫米，這樣就能夠保證其和現地控制單位的統一性。

5.2 優化遠程控制系統數據庫

打開數據庫，打開壩區遠程，打開模擬量，找到左表孔閘門開度，修改其模擬量單位，由米改成毫米，高量程改成兩萬。修改以后進行保存。

5.3 優化PLC程序

工作人員打開PLC程序，找到status這一點程度，看到一號表孔開度處理部分以后，將其開度增加一千倍，并進行保存。

5.4 分析數據

在完成修改工作以后，將數據上傳到上位機上面。修改了數據庫以后，將數據上傳到主服務器里面。優化了PLC程序以后，將數據下載到壩區遠程柜的PLC里面。之后借助中控室上位機進行任務傳達。在開展優化工作以后，實現了現地控制柜和操作界面開度單位的統一性。同時，單位精確到毫米，在上位機操作界面中進行顯示。經過優化的上位機開度值，數據偏差降低，有效的促進了遠程控制的精度[4]。

5.5 優化調度和效益評價

水電站對防洪調度、發電調度等進行優化研究，有效的提升精細度，構建完善的發電與防洪優化體系、調度規則、數學模型、效益評價體系等等，同時還有強有力的技術支撐。通過有效優化，落實到各個工作細節與流程之中，全方位的提升工作質量，保證工作人員的工作積極性，盡可能的減少工作誤差，從而實現水電站的快速發展[5]。

6 結 語

結合實際情況，優化泄洪閘門的遠程控制系統，能夠有效的提升泄洪閘門的控制的精準性，將誤差降低到最小，從而滿足水電站對于泄洪閘門遠程控制的需求。

提升泄洪閘門的可靠性和安全性，保證其精準度，有利于降低人工操作的危險，保障水電站的正常運作。現在我國的水電站都已經推行無人值班的運營模式。在此基礎之上，制定良好的規章制度，提升工作人員工作質量，優化閘門遠控體系，對于水電站的健康可持續發展，有著積極的推動作用。