摘要：随着我国科学技术的不断进步，水利工程逐渐走向了信息化，信息化、自动化技术可以收集和分析水利电建设中的大量繁杂数据和信息，为工程设计和建设提供了可靠的参考数据。本文主要对自动化技术在水利工程中的应用实践进行探讨分析。

关键词：水利工程；自动化技术；工程设计；应用实践

引言：随着自动化技术在设备控制、远程调度、数据采集、分析等领域的应用，为水利工程运行管理从业人员提供了更加高效、精准、智能的帮助和支持。

一、信息自动化技术的优势特点

1、适应能力强

各地的水利工程建设的施工环境、地质地貌均有所不同，项目工程具有一定的专业性和复杂性。传统的水利工程模式过于单一，已经无法满足目前的建设和管理的需求。信息自动化技术可以应用于水利工程的各个环节，利用强大的信息自动化技术手段，在监测、模拟、预警等方面发挥着重要作用，保证了水利工程建设的质量。

2、抗干扰性强

水利工程建设周期相对较长，极易受自然生态环境的影响，增加了水利工程建设的难度。在水利工程中应用信息自动化技术可以有效保障工程施工方案的合理性和规范性，通过信息自动化系统中的各种模拟、预测手段，能够有效避免外界不良因素对工程建设的干扰，最大程度地规避工程建设中发生的危险，保证工程的顺利进行。

二、信息自动化技术在水利工程建设中的应用途径

1、虚拟环境技术

建设水利工程的环境复杂，各种复杂的施工环境和地形地貌导致工程建设经常遇到问题，致使工程周期较长。相关工作人员可以利用信息自动化技术中的虚拟环境技术，输入施工地的环境、地形信息，三维建模后进行模拟建设，确定最佳方案，以便能够更快地完成水利工程建设，提升工程质量。

2、应用于闸门监控系统

阀门监控系统直接影响着远程自动化的控制水平，信息自动化技术可以连接闸门监控系统，在进水阀初段和出水闸设置控制组来控制两个闸门，保障水利工程的平稳运行。安排专职人员管理闸门监控系统，利用信息自动化技术远程控制各个闸门。信息自动化技术还可以保存接收到的相关数据信息，在水利工程出现紧急情况时发出警报。定期全面检查开关站附近和水轮发电机层的启闭机的运行状态，将数据传送回闸门监控系统中，有利于提升系统监控效果。

3、水文监测技术

水利工程建设时可以建立一套水文监测系统，包括六个遥测站和两个中心站，可以全面覆盖整个水库范围内的水文信息，在正常监测水文信息的同时控制水资源。水文检测系统可以实时监控工程内的水位变化情况，降低劳动强度和时间成本，所获得的数据结果误差小、可靠性强。系统将这些信息进行分析，可以了解水利工程是否正常运行。雷雨等恶劣天气可能会影响收集的信息的准确性，应及时安装避雷装置，避免雷电损害工程设备和系统。

4、地理信息系统

地理信息系统可以分析周围地域构造和自然资源的信息数据，确保工程的稳定性。该技术还可以应用于检测河道口的泥沙淤积情况，提高水利工程的输水效率。地理信息系统还可以起到泄洪的作用，在梅雨季节可以预防洪涝灾害。

三、应用实例

某湖出湖闸闸门开度测量方式优化改造

1、存在问题分析

某湖出湖闸原有闸门开度测量方式是通过启闭机的钢丝绳、滚筒、减速箱、齿轮、传动轴等一系列的机械传动及变比带动开度编码器动作，通过编码器转动的圈数来换算出闸门开度值，但是受限于钢丝绳的紧固程度、韧性、齿轮间隙等因素影响，导致开度存在一定机械误差，从而影响开度测量的准确性。开度仪表通过4～20mA上传开度数据，PLC经过模拟量转换计算出开度值，但是开度仪表在4～20mA区间易出现信号漂移，从而导致PLC转换的开度值不准确，影响远程自动化监测与控制的实效性。

2、技术改造内容

结合现场情况分析数据误差产生的原因，对目前存在的问题进行改造，主要内容包括测量方式和数据传输。

（1）测量方式的改造。安装收绳设备，开度收绳设备工作原理是测量闸门的实际位移量，即闸门实际动作多少位移量，开度收绳设备就能测得多少位移量，和之前测量相比就解决了因为机械传动产生的误差问题。新增加的收绳设备与原编码器配套使用，收绳设备安装固定在启闭机底座上，测量收绳的钢丝绳垂直向下拉出，固定在闸门上方。其原理是通过闸门上、下移动，带动收绳设备收紧动作，固定在收绳设备的编码器信号输出至高精度的隔离分线器上。

（2）数据传输的改造。编码器输出数据接入高精度的隔离分线器，由分线器把信号转换为两路相互隔离的信号，一路接入PLC，另一路接入开度仪表。PLC采集端根据编码器的编码规则及转换码数进行PLC程序的开发，开发的逻辑程序最终换算出实际的开度值，开度仪表端根据编码器的输出信号设定相应参数，得到实际的开度值，且能保证开度仪表和PLC的开度值一致性。

3、技术改造实施过程

（1）硬件。收绳设备安装固定在启闭机底座上，测量收绳的钢丝绳垂直向下拉出，绳端固定在闸门上方。安装高精度隔离分线器，更换开度仪表。分线器安装在启闭机控制箱内并用燕尾丝固定，输入接口接收绳编码器的输出信号，输出接口分别接PLC和现地开度仪表，连接线缆采用RVVP屏蔽层线缆，物理接头均采用DB25实心针插头连接固定。安装完成后进行调试，测量PLC、开度仪表、收绳编码器之间的信号顺序连接。

（2）程序开发。传输线缆采用21芯屏蔽线缆，每台启闭机皆有单独线缆汇聚到PLC控制柜，再由PLC功能采集模块接入PLC。编码器在正常运行中实时输出一组格雷码，通过外部连接数据线输出至PLC的数字量输入模块，把传感器输出的格雷码采集到PLC中，PLC通过码制转换、逻辑运算处理，换算出实际的数据值。

4、数据测试及改造效果

项目改造后对闸门升降进行多次数据测试，数据计数为四舍五入进位。收绳式开度设备和编码器数据传输的改造，明显提升了闸门开度测量的精度，同时也解决了开度仪表和PLC数据误差较大、有延时的问题，增强了调水设备的准确性、实效性及安全性。

结语

总之，水利工程是关乎社会民生的重要国家项目，自动化技术推广应用是意义深远的国家战略。实例水利工程的自动化改造，通过并不复杂的技术手段和较低的预算投资，实现了对水利工程现场操作方式的升级和管理水平的提升，并且在实际应用中取得良好的使用体验，对水利工程运行管理工作的有效开展和深入研究有显著帮助。

参考文献

[1]赵琳.谈互联网新技术在水利工程中的应用[J].山东水利，2022（10）：24-25.

[2]万青.水利工程安全监测传感器评价关键技术[J].水电站机电技术，2022（11）：109-111.