对水利工程机电设备自动化监控技术的探讨

对水利工程机电设备自动化监控技术的探讨
张传令1 钟明2
摘要：随着生产技术及设备的不断发展，水利工程机电设备监控设备的技术性能也日益完善。水利水电机电设备自动化管理是整个水利水电工程管理工作中重要的组成部分。本文简述了水利工程机电设备自动化监控技术的现状，分析了机电设备自动化监控技术标准体系中存在的问题，提出一些建议和措施。供同行参考。
关键词：水利机电自动化监控技术现状技术标准
O．前言
我国水资源的开发利用有多种形式和途径：如水力发电工程、枢纽灌溉、航运、水库等，在这些水利工程中机电自动化监控设备占有重要的地位和投资比重，特别是以发电为首要任务的水力发电站和以灌溉为首要任务的泵站，其经济效益就是机电设备安全、稳定运行的直接体现。
1．我国机电设备自动化监控技术标准体系现状
1．1概况
在建国初期我国的工业基础比较薄弱，对于机电自动化监控设备的设计和制造基本是引用前苏联的技术和标准：随着我国工业体系的逐步建立，也陆续制定了适合于国情的标准。由于我国电力和水利行业在不同建设时期的地位和作用不同。经历了多次组合与分离的情况，造成电力、水利或机械制造行业分别对机电自动化监控设备制定标准的局面，机电自动化监控设备的安全评价和鉴定并没有形成比较规范的标准体系。改革开放以来，我国经济建设提速，水利电力建设也飞速发展，为适应工程建设的需要，相继推出了一批机电自动化监控设备的标准和规程，对规范机电自动化监控设计、制造市场起到了极为重要的作用。随着工程建设体制的改革，国家推行工程建设项目业主负责制，工程监理制和招投标制度。为了保证工程质量，国家加大了对工程建设质量安全性、可靠性的重视程度，出台了一系列配套的工程建没安伞评价标准，有针对性的提出了水利工程建设强制性标准条文，把水利工程建设的安全性问题提升到一个新的高度。2004年建设部又会同水利部对水利工程建设标准强制性条文进行了修编，对直接关系工程安全人民生命财产安全和社会公共利益的标准条文进行提炼和强化。
1．2我国机电自动化监控技术标准的基本构架
1．2．1制造标准。水利工程机电自动化设备品目繁多，而每种机电自动化设备的制造又分别归属电力、水利、机械、消防、电子、建筑等多个行业，每种设备的每个零部件同样也可能涉及到多个行业和领域。所以机电自动化设备的制造标准对同一设备，不同的行业制定的标准也不一样。机电自动化设备构成的综合程度和复杂性决定了标准体系的庞大和复杂。
1．2．2设计标准。机电自动化工程是水利工程中的一个重要组成部分．其设计标准主要是水利和电力行业制订的工程设计标准．它是从宏观上反映了机电自动化设计过程中所遵循的原则．采用的方法和应该达到怎样预期的效果。我国采用的主要机电自动化工程设计标准包括不同阶段的报告编制规程、机电自动化设计规范和技术导则等内容。
1．2．3选型设计标准。由于机电专业的特殊性，在水利工程设计过程中，机电专业主要从事的工作是选型设计、方案设计，选择适合工程特性的机电自动化产品。在选型设计过程中，机电自动化监控产品本身的质量控制和安全鉴定工作是由产品生产企业完成。机电自动化设备选型设计的目的是满足工程配套需要，从水利工程设计的方案性、完整性和协调性上综合考虑机电设备型式的合理性。由于机电自动化监控设备的多样性，在选型设计中必需根据水利工程建设的规模和特殊要求合理的选择机电自动化监控设备。
1．2．4安装与试验标准。水利工程中机电自动化监控设备的安装和试验包括设备的工厂试验、出厂检验、现场的安装、现场试验等一系列相关工作。安装与试验是保障机电自动化监控设备在水利工程中正常运用的重要环节。由于自动化控制器PAC、微机保护设备、各种传感器、检测仪表、工业交换机、阵列、服务器、工作站等自动化监控设备的安装试验是机电自动化设备安装和试验中的重点和难点，我国相关标准也主要针对上述监控没备的安装和试验制订的，其它机电自动化监控辅助设备的安装相对来说比较简单．一般都是根据生产厂家的技术说明和现场指导来进行。
1．2．5运行与检修标准。要保证水利工程长期发挥效益，机电自动化监控设备的正常运行与维护以及检修必不可少，针对机电自动化监控设备的特点，我国出台了一系列运行与检修的标准，对规范机电自动化监控设备的运行和检修起到了很好的促进作用。
1．3我国机电自动化监控技术标准体系存在的主要问题在加快水利工程建设速度的同时，如何保证水利工程的安全运用，如何建立起长效机制对水利工程的安全进行有效控制和合理的评价，都是值得关注和必须思考的主要问题。而机电自动化监控作为水利工程中直接发挥工程效益的关键部分，随着水利工程建设规模的大幅提升，机电自动化监控的设计、制造规模也大幅提高。
1．3．1涉及的行业、部门太多。缺乏整体协调配合的机制。由于机电的综合性很强，机电设备硬件本身都是由很多零部件组成，零部件的设计、加工、试验、检测等都由不问的行业、不同部门的不同专业来完成。大多数水利工程的规划、设计、建设和管理都是由水利和电力行业来完成，机电技术的主要标准也来源于水利和电力行业标准。但机电工程中大量的产品质量控制和安全鉴定涉及到冶金、机械、消防、电子等多行业、多部门。如何协调各行业、各部门在制订使用功能一致的机电设备标准上还缺乏强有力的协调机制，造成同一种功能的产品因为使用单位的不同而采用不同的标准设计制造的情况．既不利于产品的规范化、系列化，也会使设计、制造、运行成本增大，造成不必要的资源浪费。
1．3．2标准的通用性和适应性不强主要体现在以下几个方面：首先是机电涉及的行业、部门众多。一般情况下各自行业只认同采用本行业制订的标准，即便是使用功能完全相同的设备，方案选择时会因行业的差别而有差异。其次就是多数标准是根据某些机电设备的特性量身制订的，缺乏普遍性和适应性。第三是标准的配套性不够。由于涉及的行业和部门太多，行业、部门的发展不平衡也极易导致标准制订的技术要求存在着诸多的差异。近年来．机电专业发展势头比较迅猛。许多行业和部门借助于机电自动化监控设备设计、制造的机遇。扩大了和国际先进水平厂商的技术合作，大大提高了设计、制造水平，许多设计制造标准也在逐步向国际标准看齐，甚至直接引用国际标准。但由于市场资源的配套性和限制，许多配套标准还不完善，从而阻碍了新技术的引进和发展。
1．3．3安全评价和鉴定的指标不够明确。机电专业的安全评价和鉴定除了按照设计、制造、试验、验收、运行、检修等规程规范和标准执行外，更重要的措施就是借助于强制性标准。我国机电专业的强制性标准比较少，特别是在2O世纪90年代以前，基本上没有出台强制性的规范。截至到目前，机电专业使用的强制标准条文也不上l0来条。近年来，我国加大了对工程建设强制性条文的拟定、发布力度，极力保障工程建设的安全可靠性和直接涉及人民生命财产安全、人身健康、环境保护和公共利益的各个方面，起到一定的效果。实践证明，强制性条文的制订和发布对于工程安全性评价和鉴定是十分重要的，但是机电专业安全评价和鉴定的指标体系尚未完全建立，评价和鉴定指标不明确，强制性条文所规定的强制标准还停留在某些具体的工艺过程控制中，缺乏对机电自动化监控工程整体性的考虑。
1．3．4标准的国际化力度还有待加强。我国属发展中国家，许多国家标准的制订基于国内材料、生产水平、制造工艺和检查验收手段的限制，标准的指标体系不完备，指数参数水平比较低。与国外先进标准体系相比，特别是在原材料标准，加工制造标准等各方面存在明显的差距，极大地阻碍了设备技术性能的提高。从国内外标准的编制对比情况来看，国外先进标准的特征是条文简单，说明详细，条文只对一些重大技术问题做出原则性的规定，定量的技术指标不多。而我国水利技术标准的总体技术水平虽然并不比国外先进标准技术水平低。有的甚至高于国外先进标准，但是由于我国在工程勘测设计手段、施工工艺和管理水平，以及工程建成后的运行管理和安全监测等方面，与发达国家相比，都还存在一定的差距，因此为了安全起见，我国一些技术标准对具体技术指标往往有意识地要比国外先进标准规定得高一些。
2．建议与措施
2．1加强机电领域内各行业、各部门的合作与协调机电专业重大设备的设计、制造标准应该综合反映水利、电力、机械、冶金等行业部门的标准体系。国家应综合考虑机电自动化监控设备的特殊性，联合各行业、各部门，协同制订统一的国家标准，防止出现同样设备标准的行业多元化现象。
2．2引进国际标准促进国家标准的国际化机电自动化设备的发展是世界电力、机械、冶金等行业技术进步的缩影，在水资源大力开发的同时，机电自动化行业的许多重大设备都采用进口设备，同时还要进行技术引进，使机电自动化监控总体设计水平上升一个台阶。特别是在标准引用过程中，许多材料标准、制造标准、验收标准以及试验标准均是按发达国家的先进水平来实施的。为我们引进国际化标准提供了良好的契机，也正是在这种背景下，机电专业的许多标准在制订中已经参照了国际标准的相关条款。但这种引用的步伐还不大，应该进一步加大引进的力度，逐步有序地推动国家标准的国际化进程。
2．3完善安全监测与鉴定评价标准体系中标准内容搞好机电自动化监控工程的安全监测与评价，要靠技术标准做支撑。除了完善机电自动化监控工程各系统设备的标准外，要从机电自动化监控工程总体全局的角度出发，综合考虑机电自动化监控工程的安全监测与评价标准的制订。机电自动化监控工程各系统的标准只对某个系统而言，不具备系统性和全局性，只有综合各系统部件的具体标准要求同时又考虑机电自动化监控工程整体功能完善的标准才是系统性的标准。
3．结束语
随着机电行业的发展和与国外先进技术交流空间的拓展，我国机电自动化专业采用国际标准的步伐已进一步加快，现已有多项标准等同或等效或非等效采用国际标准，但还需进一步加快与国际先进标准的融合，通过在基础标准中采用国际标准的实践，加快了我国水利工程机电自动化监控技术标准体系化建设的进程，促进我国机电自动化监控技术标准体系国际化的形成。