倪曉峰 許金龍

（無錫市城市防洪工程管理處 江蘇 無錫 214062）

1 利民橋水利樞紐簡(jiǎn)介

利民橋水利樞紐是無錫城市防洪主要骨干工程之一，位于無錫市中心城區(qū)南部的古運(yùn)河上。工程由一座節(jié)制閘、一座船閘和一座設(shè)計(jì)流量為60m3/s的泵站（4×15m3/s的立式軸流泵和10kV同步電機(jī)）組成，全部機(jī)電設(shè)備都采用微機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控，總投資1.39億元。工程于2007年8月建成投入運(yùn)行，2008年移交無錫城防處管理，承擔(dān)著繁重的調(diào)水、改善水環(huán)境、城市防洪和通航任務(wù)，是無錫市的水上南大門。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)的控制過程

管理論認(rèn)為有效的管理應(yīng)該包含“有效率”和“有效果”。前者是從成本（時(shí)間、資金、人力等）上考核，后者是從結(jié)果上考核。而有效的管理辦法通常是先整體后局部的總分式管理模式，這就是人們常講的“綱舉目張”。自動(dòng)化系統(tǒng)的管理也能夠遵循這樣的原則，通過對(duì)系統(tǒng)控制過程的了解，技術(shù)人員就能夠很容易的從整體上把握、管理自動(dòng)化系統(tǒng)，再加上一些基本的產(chǎn)品知識(shí)，就能做到高效率和高效果的管理。下面筆者將對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制過程進(jìn)行劃分、闡述。

2.1 控制過程的基本構(gòu)成

控制是對(duì)各項(xiàng)活動(dòng)的監(jiān)視，從而保證各項(xiàng)行動(dòng)按計(jì)劃進(jìn)行并糾正各種顯著偏差的過程。所以我們常說控制是一個(gè)過程，即控制過程。控制過程可以劃分為三個(gè)步驟：

第一步：測(cè)量實(shí)際數(shù)據(jù)；

第二步：將實(shí)際數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)；

第三步：采取行動(dòng)糾正偏差或不足。

圖1 管理的效果和效率

圖2 控制過程

這三個(gè)步驟是依次執(zhí)行、循環(huán)作用，直到達(dá)成目標(biāo)。

2.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

現(xiàn)代水利樞紐中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，控制范圍廣泛（從主機(jī)泵到排風(fēng)扇，從節(jié)制閘到攔污柵等），組成單元繁多（從中控電腦到光電傳感器，從L C U到中間繼電器等）。但不管控制系統(tǒng)的功能多強(qiáng)大、體量多巨大、結(jié)構(gòu)多復(fù)雜，都能按“控制過程”將其分為三部分：①數(shù)據(jù)、信號(hào)輸入部分；②數(shù)據(jù)處理部分；③數(shù)據(jù)、信號(hào)輸出部分。

將水利樞紐中自動(dòng)化系統(tǒng)的具體組成設(shè)備按功能進(jìn)行分類。設(shè)備被分成“控制過程”的三個(gè)部分后，設(shè)備管理者就能按設(shè)備的不同屬性按其所處部分進(jìn)行統(tǒng)一化管理。自動(dòng)化系統(tǒng)各主要設(shè)備歸類如表1。

當(dāng)然還有一些通訊設(shè)備，如交換機(jī)、通訊線等，用于溝通控制過程中三個(gè)部分的設(shè)備，可以將其看成第四部分。

2.3 自動(dòng)化系統(tǒng)的控制流程

自動(dòng)化系統(tǒng)工作運(yùn)行，是按控制流程逐步完成的，即接收數(shù)據(jù)（信號(hào)）、處理數(shù)據(jù)、輸出處理結(jié)果（調(diào)整或不調(diào)整）。整個(gè)流程是循環(huán)和不斷變換的，可能這一級(jí)的輸出就是下一級(jí)的輸入。自動(dòng)化設(shè)備最基本的流程如下圖3。

表1 設(shè)備分類表

3 按“控制過程”管理自動(dòng)化設(shè)備

設(shè)備管理不止是簡(jiǎn)單的開關(guān)運(yùn)行和定期清潔檢修設(shè)備，從更深的層次上講還要預(yù)防、降低和消除設(shè)備五源（污染源、故障源、浪費(fèi)源、缺陷源和危險(xiǎn)源），下面我們將闡述如何用借助“控制過程”來管理自動(dòng)化設(shè)備。

表2 自動(dòng)化設(shè)備故障對(duì)照表

圖3 自動(dòng)化系統(tǒng)控制流程圖

圖4 事故門狀態(tài)自動(dòng)化系統(tǒng)控制流程圖

3.1 按“控制過程”操作使用設(shè)備

在日常操作使用設(shè)備（開、關(guān)主機(jī)泵等大型設(shè)備）時(shí)，要想使工作人員（無論新、老員工）做到操作正確、使用合理、糾錯(cuò)及時(shí)，就必須編制一套與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及實(shí)際情況相符合的工作規(guī)范。而自動(dòng)化設(shè)備的控制流程可為工作規(guī)范指出較為清晰的流程圖。

自動(dòng)化系統(tǒng)控制過程中信息的流向是根據(jù)機(jī)組開關(guān)機(jī)條件的先后來設(shè)定的，如圖4，描述的是利民橋水利樞紐開機(jī)前,自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)“事故門”狀態(tài)做出的控制的流程圖。很顯然只有在“事故門”被打開的前提下，主機(jī)泵才能被啟動(dòng)。所以在進(jìn)行手動(dòng)開機(jī)時(shí)，派人員事先打開“事故門”，并確認(rèn)其狀態(tài)將成為開機(jī)工作票中一項(xiàng)重要內(nèi)容。以上為例通過對(duì)“開機(jī)”滿足條件的研究和分類，就能制定出合理、全面的開機(jī)操作票。

同樣在設(shè)備運(yùn)行期間，也可以根據(jù)“控制過程”制定合理的巡視路線等。在按“控制過程”制定工作規(guī)范時(shí)，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，調(diào)查研究、摸清規(guī)律、進(jìn)行試驗(yàn)，逐步確定工作流程，制定出科學(xué)合理、具有可操作性的規(guī)范。

3.2 按“控制過程”維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備

設(shè)備管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。通過定期的設(shè)備檢查、維護(hù)保養(yǎng)，使設(shè)備始終保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。自動(dòng)化系統(tǒng)具有設(shè)備種類復(fù)雜，接線端子及通訊電纜繁多等特點(diǎn)。同時(shí)一般技術(shù)維護(hù)人員會(huì)擔(dān)心在維護(hù)保養(yǎng)自動(dòng)化設(shè)備期間，因觸碰松動(dòng)接線端子（或中間繼電器）導(dǎo)致信號(hào)傳遞錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生新的系統(tǒng)報(bào)警。其實(shí)在設(shè)備保養(yǎng)期間，按照“控制過程”進(jìn)行有步驟的工作安排，就能避免有關(guān)情況的發(fā)生。具體步驟如下：

①先在中央控制電腦上檢查相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并記錄有關(guān)問題。

②在現(xiàn)場(chǎng)P L C觸摸屏上檢查相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并記錄有關(guān)問題。

③在L C U的PLC模塊上檢查各模塊的工作狀態(tài)，檢查各輸入、輸出點(diǎn)（模擬量、數(shù)字量）的狀態(tài)，并記錄有關(guān)問題。

④排除檢查中出現(xiàn)的問題（關(guān)于故障的排除在下文會(huì)具體敘述）。

⑤更換有問題的配件、清潔控制柜和配電柜、緊固所有接線端子上的螺絲等。

⑥在L C U的PLC模塊上重新確認(rèn)各模塊的工作狀態(tài)，檢查各輸入、輸出點(diǎn)（模擬量、數(shù)字量）的狀態(tài)。

⑦在現(xiàn)場(chǎng)P L C觸摸屏上重新確認(rèn)相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

⑧在中央控制電腦上從新確認(rèn)相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

從上面的步驟上可以看出，自動(dòng)化設(shè)備檢修的是從“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸出部分”到“數(shù)據(jù)處理部分”再到“信息輸出數(shù)據(jù)、信號(hào)輸入部分”，而當(dāng)故障排除，設(shè)備檢修完畢后，則是按相反的程序進(jìn)行復(fù)查，恢復(fù)的。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于：前面有利于迅速判斷出設(shè)備的維護(hù)重點(diǎn)（有關(guān)實(shí)際數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)不匹配的地點(diǎn)，及顯示設(shè)備不正常的地點(diǎn)），后面有利于把在檢修期間因工作失誤而造成的新故障控制在逐步完成的最小范圍內(nèi)解決。

3.3 按“控制過程”進(jìn)行故障檢修

前文已經(jīng)將自動(dòng)化系統(tǒng)按照“控制過程”劃分成不同的部分。這就為我們?cè)趯?shí)際操作中將復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化提供了一個(gè)有效的方法。在進(jìn)行故障判斷時(shí)，我們只需要用“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸入部分”、“數(shù)據(jù)處理部分”、“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸出部分”再加上“信息傳遞部分”就能描述整個(gè)系統(tǒng)，然后再進(jìn)行分級(jí)。一旦出現(xiàn)故障，先按故障現(xiàn)象分析故障是發(fā)生在信息傳輸階段，還是發(fā)生在信息采集階段，先整體后局部，層層分析、逐個(gè)排查。自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了其故障表現(xiàn)形式的多樣性，而它的系統(tǒng)性又決定了故障表現(xiàn)方式的關(guān)聯(lián)性。常見的設(shè)備故障有誤動(dòng)作或不動(dòng)作、信號(hào)傳遞丟失或變形等。筆者通過長期的工作實(shí)踐，按照故障在“控制過程”中發(fā)生的地點(diǎn)將其分為四類：“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸入部分故障”、“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸出部分故障”、“信息傳遞部分故障”、“數(shù)據(jù)處理部分故障”?？梢悦黠@的看出，這種故障分類是和設(shè)備屬性相關(guān)聯(lián)的，為了敘述簡(jiǎn)單，以表2作為參考。

對(duì)照表2，就很容易按設(shè)備發(fā)生故障的區(qū)域及影響范圍找到、處理、解決自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。

4 結(jié)語

管理者通過對(duì)“控制過程”的把握的基本思路就是將設(shè)備分類，并劃歸入“控制過程”的“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸入部分”、“數(shù)據(jù)、信號(hào)輸出”、“數(shù)據(jù)處理部分”以及溝通各個(gè)部分的“信息傳遞部分”，然后按“控制過程”的流程進(jìn)設(shè)備管理。這種設(shè)備管理辦法具有簡(jiǎn)化系統(tǒng)、便于查錯(cuò)、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)“控制過程”的把握，利民橋水利樞紐管理所的工作人員能夠方便、快捷的掌握自動(dòng)化設(shè)備的操作、檢測(cè)及故障排除，從而為管理所運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)完成機(jī)電設(shè)備、水工建筑及安防監(jiān)控等管理工作創(chuàng)造有利條件。

但我們?cè)谧⒅亍翱刂七^程”的同時(shí)還需要詳細(xì)了解各個(gè)設(shè)備、原器件的產(chǎn)品特性和技術(shù)參數(shù)，需要進(jìn)一步了解自動(dòng)化控制系統(tǒng)中各個(gè)數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系（自動(dòng)化系統(tǒng)的編程通常是由專業(yè)廠家完成的，各樞紐管理人員通常不參加調(diào)試工作，所以不會(huì)直接了解編程步驟和數(shù)據(jù)意義，需要自己摸索實(shí)踐），畢竟“控制過程”是由控制的各個(gè)組成部分構(gòu)成的。通過對(duì)各控制“點(diǎn)”的熟悉，能更好的把握自動(dòng)化化系統(tǒng)的“控制過程”。