水闸中控室防水浸自动报警系统的研制

(广东恒源建设集团有限公司,广东 东莞 523000)

1 项目概况

塘厦镇石桥头污水处理厂河道电动闸门工程，位于东莞市塘厦镇，该工程为新建污水处理厂节制闸，主要用于截污、排洪，工程为Ⅳ等，电气负荷等级为三级，设备计算容量为32.88kW，供电电压为0.38kV。其中电气工程包括：强电系统、防雷接地系统等。

该水闸处于地势低洼地段，市政管道稍有堵塞，雨水就会倒流。如有倒流水闸，中控室必定会受水浸威胁。为使水闸中控室受到水浸时能够自动报警，项目部受业主方的委托，研制一套有效的解决方案，当雨水倒流到水闸中控室时能在最早时间通知值班人员，将损失降到最低。 防水浸自动报警连接图的原理如图1所示。

图1 防水浸自动报警连接图

2 小组概况

东莞市塘厦电动闸QC小组成立于2016年05月20日，是创新型课题小组。小组成员10人，成员由具有丰富施工经验的人员组成，是一个技术全面、经验丰富、整体力量强的团队。

3 选择课题

针对项目现场背景进行了调查、数据采集和分析，选题理由如下：

a.水闸建于广东省东莞市，气候属于热带、亚热带季风气候，总的特征是高温多雨台风多，干湿明显变化大，也是全国降水最丰沛的地区之一。多数地区年降水量在1500～2000mm，各地年平均降水量在1350～2600mm，年平均雨日114～187天。

b.附近市政管道已使用多年，早已不能满足现代城市发展的需要。并且该水闸的建设地点在低洼地带，平均年受浸1～2次。水闸原来采用人工看守的方法进行水浸防范，已无法解决水闸受浸问题。故进行QC小组活动，确定课题名称为《水闸中控室防水浸自动报警系统的研制》。

4 设定目标及目标可行性分析

4.1 确定课题目标

研制水闸中控室防水浸自动报警系统，确保遇水自动感应报警率达到99%。

4.2 目标可行性分析

a.课题难易。本创新课题切合实际，具有很好的实用价值，属于低洼地防水浸自动报警防护装置研制，公司支持，并承担活动经费和风险。

b.小组能力。本QC小组成员有多年的QC活动经验、较高的施工一线技术水平和长期合作的施工班组，可以组织操作试验，进行课题攻关，小组活动开展具备良好的条件。

c.借鉴业主要求与目标值进行对比和分析(见表1)。

表1 设定目标值对比和分析

5 提出方案并确定最佳方案

5.1 提出方案

根据目标要求，QC小组制定活动计划，于2016年5月24日，由QC小组组长召集小组成员，围绕水闸中控室防水浸自动报警系统的研制召开专题会议。采用“头脑风暴法”集思广益，提出各种方案并进行论证，提出了两种设计方案，方案一：采用浸水控制器+检测探头+报警器的方案和方案二：采用液位测控仪+液位变送器+报警器的方案，如图2、图3所示，并做了相应的方案样板试验。

图2 浸水控制器+检测探头+报警器的方案

5.2 总体方案试验及对比分析

根据以上提出的2个总体方案，小组决定在现场具有代表性的位置分别安装4个点位进行试验，在试验过程中分析出每个方案的技术特点(见表2和表3)，以便最佳方案的选定。

图3 液位测控仪+液位变送器+报警器的方案

表2 报警系统的外观和组成持点

两个方案系统灵敏度及稳定性试验分析见表3。

表3 系统灵敏度及稳定性试验分析

根据上表测试结果统计，方案一的报警及信息发出时间比方案二要快，信号更为稳定，且显示仪表的最长距离更长，所以此项方案一比方案二更优。

5.3 方案经济性分析

两个方案的经济性对比见表4。

方案经济性对比结论：方案一比方案二有优势。

5.4 选定方案

两个方案的综合情况对比见表5。

表4 方案经济性对比分析(按单个测点费用计算) 单位：元

表5 方案对比

经过方案对比分析，方案一的优势明显，同时小组成员在权威网站进行了课题查新，未发现有“水闸防水浸自动报警系统” 相关文献报道，选定方案一作为最佳方案。

通过对最佳总体方案(方案一)展开分析对比，确定了分级方案。详见图4。

图4 选定后分级方案展开分析系统图

6 制定对策

2016年6月21日根据选定的最佳方案及分级方案，小组再次开展讨论并分别制定了落实对策表，详见表6。

表6 对 策 表

7 对策实施

7.1 自动报警系统设备质量控制

a.设备仪器品牌选择(如图5所示)。

图5 浸水控制器

b.制定货物采购验收流程图(如图6所示)。

图6 货物采购验收流程图

c.质量控制。

ⓐ执行国家标准；ⓑ施工前应对浸水控制器、探头、系统主机、报警器、电线电缆、光纤光缆、预埋线管等原材料按国家及省现行标准规范的规定进行复验，复验合格的原材料才允许投入使用；ⓒ线缆回路应进行绝缘测试，电源线与信号线应分槽或管敷设,以防干扰。采用联合接地时,接地电阻不大于1Ω；ⓓ系统采用监控中心统一供电；ⓔ利用建筑物已有的防雷接地网，接地电阻欧姆；ⓕ做好线缆及管槽控制；ⓖ防浸水自动报警监测系统安装完成后，对施工质量进行检查，并填写检查记录。

d.进行产品型式试验：所有的仪器设备经过试验合格方能投入使用。

e.设备货物验收。

实施一效果验证：通过严格的品牌筛选及严格的货物验收，设备仪器检验，进场的仪器设备外观完好，美观大方，产品质量合格率达到了100%，达到对策表的分项目标。

7.2 自动报警系统监控站建设

a.查找本地区专业水平比较高的、信誉好的单位编写系统程序：ⓐ2016年6月3日小组组长李权经过反复筛选，最终选择了广州欧科信息技术股份有限公司作为系统程序编写合作单位；ⓑ委派专门人员全过程跟踪；ⓒ按项目功能要求进行编写，并进行验收。

b.自动报警系统监控工艺原理。本防水浸自动监测报警系统，既可独立运行(采集本地监控单元的数据及发送控制命令)，也可以向上与远端监控站传输数据和向下对现场监控中心采集数据。实时监测各点浸水报警状态，并能通过声音、电子邮件、手机短信等多种方式发出报警信息，及时告知维护管理责任人。

在监控中心服务器上安装计算机机房集中监控软件，实时集中地监测建筑物浸水状态。

实施效果验证：通过专业单位对系统程序的编写，设备系统运行稳定，接收信号强，并通过第三方验收，合格率达到100%。为系统以后的运行质量打下了良好的基础，方便了档案的运营管理，节约了80%的管理成本。根据系统运行评估报告结论，系统程序达到对策表的目标。

8 效果检查

8.1 目标效果

QC小组成员对活动中防水浸自动报警系统使用情况进行归纳统计，检查结论：本项目创新活动目标效果明显，运行正常率100%，达到目标要求。

8.2 经济效益

防水浸自动报警系统，因其科学性强，使用方便，操作简单，节省了管理人员工作，保证了水闸的安全，以系统使用周期为5年计算，可节约87万元经费。

8.3 美观性

防水浸自动报警系统，体积小，不占用空间，外观精致大方，与室内装修能融为一体，整体效果良好。

9 标准化

本次QC小组活动水闸防水浸问题得到了妥善解决，受到业主及使用单位一致好评。

a.本次QC小组活动获得中国水利工程协会2017年度水利工程优秀质量管理小组Ⅰ类成果，课题名称为《水闸中控室防水浸自动报警系统的研制》(SLQC20172601011)。

b.为巩固成果成效，小组成员对本次活动所取得的施工经验进行总结归纳，并于2016年10月30日形成书面文件《水闸防水浸自动报警系统作业指导书》,并将其推广应用到其他工程项目中。

c.2016年10月23日，编制《水闸防水浸自动报警系统作业指导书》(HY/JG-P-ZYZDS-11-2016)，纳入公司ISO9001 质量管理体系中。

d.巩固期系统功能和主要性能运行情况良好，并通过广东省科学技术情报研究所出具《科技查新报告》和公司的企业工法。

10 总结和下一步打算

通过本次QC小组活动，小组成员对QC理论和方法有了更进一步的认识和了解，并成功解决了水闸防水浸问题。在专业技术方面、管理水平方面、小组综合素质进行总结，小组不仅解决了水闸经常受水浸问题，同时积累了开展QC活动的经验，在今后的工程施工中将更加积极地开展各种QC活动，以提高工程质量为最终目的，建成更多的精品优质工程。