淺析東淝閘自動化監控系統的運用與管理

李繼武

東淝閘是壽縣瓦埠湖蓄洪控制工程，瓦埠湖位于淮河中游南岸，流域面積4193km2,流域內有合肥、淮南及六安三市的五個縣（區），湖區跨壽縣、長豐和謝家集三縣（區），耕地面積338 萬畝，農業人口143 萬。該閘位于瓦埠湖出口段距東淝河入淮口2.5km，距壽春鎮2.5km 的八公山腳下，由老閘和新閘共10 孔組成。五孔老閘建成于1952年，2004年10月至2006年5月進行了除險加固，加固老閘的同時，在老閘的南側擴建了五孔新閘。2020年9月安徽省淮河河道管理局在東淝閘新建了自動化監控系統，極大提高了現場管理單位對水利工程的管理水平。

一、東淝閘監控系統建設的必要性

東淝閘工程建設時受當時經濟、技術等條件限制，存在先天不足的問題，加之半個多世紀的運用，老化損壞狀況相當嚴重。且2004年進行的除險加固沒有對老閘安裝自動化系統，加上新閘的自動化監控系統跟不上現代需要，要使東淝閘工程切實發揮作用，就必須對東淝閘工程進行科學、規范的管理，必須用計算機監控系統配備科學的管理進行操作，克服管理工作中存在的問題。

二、東淝閘自動化監控系統

東淝閘自動化監控系統主要是通過前端傳感器件檢測閘門上、下游水位，閘門啟閉狀態與開度以及電機電壓、電流等采集參數；同時使用固定或云臺攝像機采集圖像信息并在本地存儲。系統可實現在現地對閘門手動控制啟閉、現地觸摸屏對閘門“定開高”控制（半自動）以及在監控中心遠程成組或遠程單門控制；通過實時圖像可以直觀了解閘門的運行工況以及周邊環境。系統主要包括系統中央控制室（監控中心）和水閘現地控制系統兩部分。東淝閘自動化監控系統于2020年9月開始設備的安裝和調試，至2021年8月基本實現水閘現地控制系統全部功能。至此，東淝閘閘門調度以“自動化控制為主，人工手動為輔”的方式，工程管理效率提升，效益明顯。但由于受環境、設備質量的影響，系統部分設備出現不同程度的故障。

三、可能發生的故障類型

（一）前端傳感器故障

由于東淝閘處于雷電多發區域，前端傳感器易受到雷擊后產生的浪涌及電磁干擾而損壞，因此在系統設計時對攝像機及水位計增加了防雷器件，用于保護前端傳感器。

（二）開度儀表不準確

東淝閘啟閉機為卷揚式，剎車裝置為電動抱閘（存在剎車行程）。啟閉機在經過多次啟閉后，會產生累計誤差，造成開度顯示與實際開度不準確，需要定期進行開度儀表率定。

（三）系統網絡故障

東淝閘現地自動化系統共有6 臺LCU 控制柜，工業控制網絡采用工業以太網交換機組建環網，網絡穩定性較高。東淝閘監視系統采用華為商用以太網交換機組建星型網絡，由于攝像機大多數布置在室外且距離匯聚交換機距離較遠，一般采用點對點的光纖通訊，由于光電收發器件穩定性低于網絡核心設備，在實際運行中易出現光電收發器件故障導致攝像機無信號。

（四）UPS 設備故障

UPS 設備出現故障后，一般可以實現旁路到市電供電，但當UPS 損壞且旁路功能出現故障時，無法切換到市電，此時市電及備用電源均無法供電，使系統無法正常工作。

四、自動化監控系統問題分析

（一）管護工作不到位

自動化監控系統正常運行對周圍環境要求較高，但東淝閘地理位置偏僻，管理手段、模式也相對落后，應對溫度、濕度等影響因素的方式有限；設備面板、線路、接口等養護不及時，系統零部件老化速度加快。檢修制度不完善，日常檢查和年度檢查項目及內容不全面，落實不嚴格。并且管護人員所具備的自動化養護知識有限，管護工作期易導致系統零部件損傷。

（二）重視程度不夠

自動化監控系統作為閘門啟閉的一種方式，是水利工程現代化的重要組成部分。然而管理單位對其重要性認識不足，自動化系統推進力度跟不上，監管落實難，管理水平落后，受資金、技術影響，基礎設備得不到更新。

（三）專業人員匱乏

閘門啟閉自動化監控系統涵蓋計算機監控技術、自動化控制技術、水閘工程知識、電力和機械知識，涵蓋范圍廣；原有技術人員普遍年齡偏大知識有限，接受新事物能力較弱，學習速度較慢；新進人員受專業限制影響，看問題不夠全面。

五、自動化監控系統管理的建議

（一）加強自動化管理隊伍建設

管護人員業務能力是自動化系統能否長久發揮效益的關鍵，要大力開展全方位、多層次的業務培訓，加強對管理人員的專業知識、系統維護能力培訓。鼓勵職工積極參加多種形式的繼續教育，不斷提高專業理論知識；聯系監控系統生產廠家，派遣專業技術人員現場講解系統使用知識以及演示維護實操技能；定期安排技術人員參加自動化方面的技能培訓，學習管理經驗。

（二）強化管理意識，加大資金投入

閘門自動化監控系統實現閘門無人看守遠程自動化控制，對于一些地處偏僻的水閘工程，不僅可以減輕管理人員勞動強度，而且能夠極大提高工程效益。因此，根據閘門調度需要，結合目前面臨設備老化、部分系統癱瘓等問題，應加大資金投入，加快基礎設備更新以及系統升級換代，選用性能更穩定、質量更高的設備。

（三）完善操作辦法，抓好檢修制度落實

參照水閘自動化監控技術標準、規程，結合系統使用手冊和自身實際情況，進一步制定和完善監控系統操作規范辦法。推動檢修制度有效執行，嚴格按照水閘自動化監控系統維護技術標準進行系統維護；做好運行數據備份，技術文檔的妥善保管工作。

六、結束語

東淝閘自動化監控系統投入使用后，操作人員在集控室通過觀察視頻監視系統和工控機組態畫面，可準確了解現場水情、工情；操作人員能夠在現地精準控制閘門的開度，也能在集控中心按照操作規程成組按次序啟閉閘門，既減輕了操作人員工作量，也提高了閘門啟閉的準確性。東淝閘閘門調度以“自動化控制為主，人工手動為輔”的方式，使工程管理水平有了較大提升■