浅谈供水联动系统在水库供水运行中的应用

彭永平

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 乌鲁木齐市 830000）

1 联动控制系统整体介绍

某平原水库是北疆供水工程的尾部调节水库，属大（Ⅱ）型平原水库，总库容2.81亿m3、正常蓄水位500m，水面面积24.25km2，均质土坝全长17.7 km，最大坝高28 m，坝顶高程503 m，放水兼放空涵洞单孔尺寸为3 m×4.8 m，单孔设计流量25 m3/s。近几年，随着水库周边工业园区的建设及对供水的需求，陆续修建了相关供水配套建筑，上游依靠水库调节，下游依靠放水兼放空涵洞泄水和调节水池为用水户提供水源。

调节水池与放水兼放空涵洞末端渠道连接，长100 m，宽 20 m，深（4.7～5.2）m，池顶高程 478.2 m，正常蓄水位478.0 m，最低水位474.8 m。调节池设11根出水管，管径1 m。

所谓联动系统就是要实现水库出口放水涵洞工作门与供水调节池水位的联动控制：当调节池水位低于设定低限值（水深1.8m）时，放水涵洞工作门自动开启（设定开度0.2m）、向调节水池注水；当调节池水位高于设定高限值（水深4.2 m）时，放水涵洞工作门自动关闭、停在注水；并对水池水位、闸门开度、出口管道的运行参数进行实时监测，监测数据在管理处上位机显示，并可在出口管理站监视工作站显示。见附图。

附图 系统结构示意图

2 联动系统各设备运行情况及相互关系

2.1 出口管理站

出口管理站安装现地控制单元，包括MB40 PLC、触摸屏、声光报警装置等设备，承担采集管道流量、前池1#水位、侦听2#水位的功能，实现和上位机系统的通讯。出口管理站在安装监视工作站后，能实现对联动系统所有设备和数据的直接监视和管理，配合视频系统将极大的方便值班运行和管理，保证正常的供水，一旦出现紧急情况能及时响应，最大程度地减少损失。

2.2 现地监测站

现地控制单元安装于管道测井内，现场环境相当复杂，比较潮湿，作为现地监测站使用，主要包括MB20 PLC，用于实现对管道压力的现地采集，和出口管理站MB40进行数据通讯。

2.3 放空涵控制站

放空涵控制柜装有SJ-30通讯管理装置、光纤收发装置、联动控制切换把手等设备。

SJ-30通讯管理装置用于实现和2#水位计通讯，采集2#水位数据，并侦听1#水位，SJ-30和GE PLC 1#串口进行通讯，把采集的数据送给PLC；PLC 2#串口和触摸屏进行通讯；为保证联动系统准确可靠的投入，并考虑在设备检修维护期间的安全运行，增设联动控制切换把手，对联动投退、闸门选择、控制投入方式进行切换。

经过测试，联动系统目前运行稳定、可靠，并接受上位机的控制。

为保证安全运行，避免闸门在联动过程中开度仪失灵等情况，增加限位开关，限位开关上限高度为能保证在水池水位高限的情况下，退水闸出水和进水保持平衡。

2.4 水位计

水位计安装于水池水位计测井中，水位计采用压阻式，通过485线实现和通讯设备的数据交换。

经过试运行至今的观察，水位计工作稳定。但在闸门开门放水过程中水位出现轻微波动，但在可控范围之间，不影响联动系统工作。

3 联动系统运行管理

水库放水涵洞供水联动系统运行管理中，放水涵洞闸门是否正常启闭是联动运行中的关键，是调节池安全供水的前提。在出口管理站柜体上装有4个声光报警装置，分别用于1#水位越限、2#水位越限、水位差过大、系统异常声光报警灯。一旦达到报警水位或出现故障相应的报警灯会发出声光报警，需要及时分析问题，在问题严重的情况下需要采取应急措施，以保证系统的安全和稳定。水位越限报警（声光报警）说明闸门马上就要和水位进行联动，应引起足够重视，需到放空涵闸室现地监视，绝对避免无人在闸室而闸门自动开启、关闭的现象，因为自动化系统，有很多子系统（电气控制、液压系统、闸门、通讯等），一旦有任何细微的故障（水位采集错误、通讯故障、闸门开度故障、液压系统故障、闸门卡滞等），在自动化执行过程中控制流程将会受阻无法实现控制，会出现联动失败导致水池出现危险，如有值班运行人员在场可以立即发现问题，避免事故。

其次，在调节池内安装的两套压阻水位计，如出现一套水位计故障或数据明显不准确，或者两套水位计读数偏差20 cm以上时可选择无故障或数据准确的水位计单独投入联动运行。

为确保闸门系统（液压系统、闸门结构等）设备可靠稳定，调节池安全供水，若一孔闸门出现故障（卡滞、检修）则要把闸门联动模式把手及时切换到另外一孔闸门。如PLC不能正常工作，可现地自动或手动控制，通过现地动力柜内的继电器回路进行油泵启停、闸门启闭控制。

4 结 语

联动控制系统自2011年5月1日投入运行至今，根据用水量平均每天启动联运系统5～6次，联动共计工作3 000多次，无失败情况，运行稳定、可靠，能根据调节池水位变化准确执行放空涵闸门启闭动作。

自动化联调系统能有效地提高闸门启闭系统设备的可靠性和自动化水平，确保设备的完好率和可用率，减轻运行人员劳动强度，但不能脱离上岗人员的巡视检查及管理工作，日常巡检工作能及时发现一部分隐患问题并及时排查是联动系统长期稳定运行的保证，因此需要制定巡检制度和岗位制度，落实人员职责，做好检查记录，保证联动系统的正常运行。