每當(dāng)談到自動化技術(shù)，我們想到的往往都是那些應(yīng)用在生產(chǎn)線設(shè)備上、集成了先進(jìn)的變頻、運動控制、傳感器和通訊總線的機電控制系統(tǒng)，這些產(chǎn)品經(jīng)常會被稱作是幫助企業(yè)“印鈔”的神器。但事實上，自動化技術(shù)的應(yīng)用很多時候看上去其實很樸素，并沒有那么酷炫，可它們?yōu)樯鐣鶐淼膬r值，卻遠(yuǎn)非只是掙錢那么簡單。

為什么我會這么說呢？

這事還得從我最近走訪的兩個水利工程項目「青草沙水庫」和「虹口港泵閘」談起。

先說位于長興島西北方?jīng)_積沙洲青草沙上的青草沙水庫。

2006年上海市政府決定將擁有大量優(yōu)質(zhì)淡水的青草沙建設(shè)成為上海的水源地，以改變上海80%以上自來水源取自黃浦江的格局。2010年全部青草沙水庫工程完工，2011年6月青草沙水源地原水工程全面建成通水。

青草沙水庫面積近70平方公里，是中國最大的避咸蓄淡型河口江心水庫，設(shè)計有效庫容4.35億立方米，水質(zhì)要求達(dá)到國家Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，供水規(guī)模達(dá)719萬立方米/天，超過黃浦江水庫的供應(yīng)總量，占上海原水供應(yīng)總規(guī)模的50%以上，受水水廠16座，受益人口超過1100萬人。工程的建成和投入運行，改寫了上海飲用水主要依靠黃浦江水源的歷史。

水庫中有一項極為重要的自動化應(yīng)用，就是水庫上下游水閘的高度調(diào)節(jié)和啟閉控制。其作用一方面是在非咸潮期自流引水入庫供水，在咸潮期通過水庫預(yù)蓄的調(diào)蓄水量和搶補水來滿足上海市的原水供應(yīng)需求，另一方面則是借助上下游之間的水位落差和水流，來沖走水庫內(nèi)淤積的泥沙。

據(jù)了解，在青草沙水庫長達(dá)40公里的堤壩上，一共分布了15個閘口，每個閘口都會有1～2個閘門，每個閘門的升降都是由左右兩臺重載液壓油缸驅(qū)動，通過現(xiàn)場一臺PLC進(jìn)行控制的，它們通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，統(tǒng)一受中央控制室遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控管理。

為了確保閘門左右兩側(cè)的高度始終能夠保持一致，防止其在升降過程中因傾斜而發(fā)生卡死的狀況，兩臺油缸在伸縮時的動作必須是同步的，這就需要將它們的位置實時反饋給控制系統(tǒng)進(jìn)行比對，從而實現(xiàn)同步操作。我們注意到，在這里用于檢測油缸伸縮位置的其實是兩支來自上海精浦機電的拉線式多圈絕對值編碼器，除了輔助同步糾偏，它同時也為中控室遠(yuǎn)程監(jiān)控水閘的動作狀態(tài)提供相應(yīng)數(shù)據(jù)支持。

當(dāng)問到“為何會采用這樣的系統(tǒng)配置”時，現(xiàn)場技術(shù)人員告訴我，青草沙水庫處于長江入海口，海風(fēng)中帶有鹽分，時常還會受到臺風(fēng)、暴雨和雷電…等復(fù)雜氣候條件的影響，這些對于在現(xiàn)場使用的自動化電子產(chǎn)品的穩(wěn)定運行都是極大的考驗，要知道在暴雨臺風(fēng)時，是根本無法去現(xiàn)場檢修和更換電子部件的。因此，在這個水閘開度的控制應(yīng)用中，產(chǎn)品在這種極端惡劣環(huán)境中運行的可靠性其實是極為重要的，現(xiàn)在這樣的配置是經(jīng)過了多年水利工程項目驗證后比較成熟的解決方案。

再來說說虹口港河道上用于擋潮和防汛排澇的虹口港泵閘。

虹口港水系河道貫穿虹口區(qū)的8個街道，被稱為是虹口的“母親河”。以前虹口港水閘“只進(jìn)不出”，在遭遇“臺風(fēng)、暴雨、高潮位”時，無法向外港直接排水，容易形成內(nèi)澇，長期困擾周邊居民。

新建的泵閘寬約30米，包括寬約8米、最大排水量可達(dá)80立方米/秒的水閘，和3座單臺排水量10立方米/秒的水泵。

水閘的開閉同樣是由兩臺液壓缸驅(qū)動的，也需要系統(tǒng)基于兩支拉線式多圈絕對值編碼器的反饋，對閘門動作進(jìn)行同步控制。

三座泵機，兩臺向外（黃浦江）排水，一臺由外向內(nèi)（虹口港河道）進(jìn)水，其動力則來自由日立提供的3個800kW/10kV高壓驅(qū)動系統(tǒng)。這讓港閘具備了極強的雙向灌流能力。一方面，即使在遭遇黃浦江高水位時，泵閘依然可以將虹口港的內(nèi)河水直接排入到黃浦江，極大的提升了虹口、閘北兩區(qū)的排澇能力；另一方面，泵閘也可將黃浦江的活水引入虹口港，對凈化虹口港水質(zhì)、改善周邊水環(huán)境起到一定的作用。

整個虹口港泵閘的控制是由Schneider的ModiconQuantum系統(tǒng)提供的，水閘和泵機的操作則是由泵閘工作人員在中控室內(nèi)進(jìn)行的。據(jù)了解，從虹口區(qū)到整個上海市的很多河道，分布著幾十個大大小小像虹口港這樣的泵閘，如西泗塘泵閘、郝橋港泵閘…等等，它們實際上是相互聯(lián)通、協(xié)調(diào)、共同承擔(dān)著全市的防汛排澇和“南引北排”…等重要任務(wù)的，因此盡管泵閘日常的各種啟閉動作是在站內(nèi)通過自動化系統(tǒng)在本地操作完成的，但這些動作指令的決策卻是由市政水利防汛部門結(jié)合各河道的水位、潮汐、氣候、水文…等各項數(shù)據(jù)，考慮各泵閘之間的協(xié)作聯(lián)動，綜合部署和調(diào)度的結(jié)果。而在問到“泵閘對自動化技術(shù)有怎樣的要求”時，我們得到的答案依然是“可靠性”。想象下如果因為PLC、驅(qū)動系統(tǒng)或編碼器的故障，導(dǎo)致水閘無法正常開閉或者泵機運轉(zhuǎn)異常，而讓城市在雨季汛期進(jìn)入“看?！蹦Ｊ剑@個損失豈是一筆經(jīng)濟(jì)賬能夠算清楚的。

說到這，估計大伙應(yīng)該能明白我在本文開頭那段話的意思了。自動化技術(shù)的確是已經(jīng)進(jìn)入到了信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的4.0時代了，但其“可靠性”在實際應(yīng)用中的重要意義卻并沒有改變。就像這兩個水利工程的案例一樣，盡管為了便于綜合管理、提升系統(tǒng)的運營效率，已經(jīng)采用了不少網(wǎng)絡(luò)化、信息化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，但這一切依然是以系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的運行為核心基礎(chǔ)的，離開了這一點，任何其他所謂的技術(shù)“亮點”都是無從談起的。 

同時，我們也應(yīng)該看到，自動化技術(shù)的價值，顯然也不應(yīng)該僅僅停留在為企業(yè)提供利潤收益上，它實際上還有著十分重要的社會意義。好比這兩個水利工程項目就是為了更好的改善民生而引入自動化技術(shù)的，真的很難用財務(wù)數(shù)字去衡量其所帶來的社會價值。回過頭來說，即使是那些用于生工廠車間內(nèi)的自動化技術(shù)，其實也是在通過生產(chǎn)出更多物美價廉的生活用品，為制造企業(yè)創(chuàng)造出了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益；其意義在于實實在在的幫助人們提升了生活質(zhì)量，企業(yè)從中盈利只是一個自然的結(jié)果。

另外，本文這兩個案例所使用的產(chǎn)品看上去似乎并不怎么高大上，但據(jù)說如此使用自動化技術(shù)去解決市政供水和防汛排澇問題的方式，在全國乃至全世界各大城市都是難得一見的。所以說，所謂的創(chuàng)新并不能僅從產(chǎn)品技術(shù)本身來看，還是有必要結(jié)合具體的應(yīng)用場景和實際需求的。用票圈里郭老師的一句話來說：遇到新問題，要先用老方法；而遇到老問題，則要試試新方法...