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水利樞紐在引調(diào)水、防洪、排澇、城市供水、水景觀等方面扮演著十分重要的角色，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)水利樞紐的安全高效運(yùn)行等方面提出了越來越嚴(yán)格的要求，伴隨水利信息化發(fā)展的日趨完善，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水利樞紐建設(shè)中廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，保證了水利樞紐運(yùn)行、調(diào)度管理的統(tǒng)一性，保障了運(yùn)行的安全性、可靠性，有效提升水利樞紐的管理效率。作為湖南省示范性（骨干）高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃教材、湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程改革系列教材之一，《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分析與應(yīng)用》根據(jù)高職高專教育水電站及電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)及理實(shí)一體化教學(xué)要求編寫而成。本文與該書結(jié)合，對(duì)水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開研究分析。
《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分析與應(yīng)用》一書共由9個(gè)項(xiàng)目組成，項(xiàng)目一介紹了水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成、水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控對(duì)象和內(nèi)容等內(nèi)容。項(xiàng)目二介紹了水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型、現(xiàn)地控制單元的控制器等內(nèi)容。項(xiàng)目三介紹了通信認(rèn)知、通信介質(zhì)的分類、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。項(xiàng)目四是介紹了水電站UPS的維護(hù)與應(yīng)用、水電站GPS的維護(hù)與應(yīng)用等內(nèi)容。另外幾個(gè)項(xiàng)目分別介紹了水電站信息的測(cè)量、采集與存儲(chǔ)，水電站大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與管理信息自動(dòng)化系統(tǒng)，水電站機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容。
本書內(nèi)容充實(shí)，圖文并茂，不僅進(jìn)行了豐富的理論知識(shí)介紹，還進(jìn)行了詳盡的案例分析，以此表現(xiàn)出較強(qiáng)的理論性、實(shí)用性?！端娬居?jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分析與應(yīng)用》主要可作為高職院校水電站及電力網(wǎng)專業(yè)、等相關(guān)專業(yè)的教材，還可作為從事水電站相關(guān)專業(yè)從業(yè)人員的培訓(xùn)用書。結(jié)合該書，水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多樣豐富的功能，諸如集中控制層功能、現(xiàn)地控制層功能、應(yīng)用軟件功能及高級(jí)應(yīng)用等。其中，集中控制層主要可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程控制操作、人機(jī)接口以及報(bào)表等功能?，F(xiàn)地控制層功能一方面可接受集中控制層指令，并向集中控制層傳輸數(shù)據(jù)；另外可在其中設(shè)立一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，并經(jīng)由現(xiàn)地操作面板，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控。應(yīng)用軟件中以閘門控制為核心環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)單孔、多孔及自動(dòng)等模式。特別是在自動(dòng)控制模式下，在應(yīng)用軟件中構(gòu)建水情數(shù)據(jù)模型及水情數(shù)據(jù)庫，結(jié)合水位及下泄總流量直接通過系統(tǒng)確定泄水開孔數(shù)及開度，在操作中僅需向系統(tǒng)傳輸下泄總流量，系統(tǒng)便可自動(dòng)對(duì)開啟閘門數(shù)及開度進(jìn)行計(jì)算，無須人工操作，實(shí)現(xiàn)成組控制功能。
為確保水利樞紐安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，增強(qiáng)水利樞紐運(yùn)行及自動(dòng)化管理水平，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循下述原則：首先，無人值班、少人值守設(shè)計(jì)原則。其次，選取全計(jì)算機(jī)監(jiān)控，取代傳統(tǒng)的集中控制設(shè)備，將計(jì)算機(jī)用作唯一的監(jiān)控設(shè)備；現(xiàn)地控制單元不再使用傳統(tǒng)的布線邏輯回路，由可實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)設(shè)備開展監(jiān)控操作。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)完善的監(jiān)控功能，可靠的開放性，保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的可移植性、可擴(kuò)展性。再次，主要控制設(shè)備選取冗余配置，確保系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能。然后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為分層分布式結(jié)構(gòu)，確保計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中各個(gè)局部設(shè)備的故障都不會(huì)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)總體功能實(shí)現(xiàn)造成不利影響。最后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中電站主控層與現(xiàn)地控制單元層可實(shí)現(xiàn)相互連接、相互獨(dú)立運(yùn)行。
鑒于水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的重要性，為實(shí)現(xiàn)水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)開展好以下幾方面工作：首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)全面了解施工情況，獲取準(zhǔn)確信息，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況建立與實(shí)情相符的設(shè)計(jì)方案，盡可減少設(shè)計(jì)變更，確保一次到位。其次，注重接收現(xiàn)場(chǎng)施工方意見、建議，對(duì)后期設(shè)計(jì)方案有效優(yōu)化。再次，設(shè)計(jì)期間各部門應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)有效的交流溝通，水工、房間圖紙發(fā)生變化后因第一時(shí)間轉(zhuǎn)達(dá)電氣、測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，做到同步調(diào)整對(duì)應(yīng)的配套設(shè)施，防止設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)沖突或出現(xiàn)重復(fù)工作量，保證設(shè)計(jì)工作的順利開展。最后，施工方提升施工人員技術(shù)水平，依據(jù)規(guī)范開展工作，在施工期間積極與設(shè)計(jì)方溝通，對(duì)不理解或設(shè)計(jì)可能有誤的地方切忌盲目施工，與設(shè)計(jì)方進(jìn)行溝通后再開展進(jìn)一步施工工作。
綜上所述，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是保障水利樞紐安全運(yùn)行的重中之重，通過開展好水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，不斷引入新技術(shù)、新設(shè)備，將極大水平提升水利樞紐的工作效率及經(jīng)濟(jì)效益。
作者：王緯 劉秋生 單位：山東水利職業(yè)學(xué)院