船闸自动控制系统的养护与检修

【摘要】本文以船闸闸阀门自动控制系统构成为分析对象，并对船闸自动系统的功能进行了阐述，结合实际情况，对船闸自动控制系统的养护与检修进行了探讨。

【关键词】船闸，自动控制系统，养护检修

一、前言

随着当今科技水平的不断提高，对船闸自动控制系统的养护与检修的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的养护与检修方法，不断完船闸自动控制系统就成为当前一项十分紧迫的问题。

二、船闸闸阀门自动控制系统构成

船闸闸阀门自动控制系统根据集中控制和就地分散控制相结合的原则进行总体设计，其组成包括集中控制室程序运行控制、闸首就地站单闸首集控及单侧闸控制和通航照明控制等部分。系统主要控制对象是启闭机房设备状态的实时监测、上、下闸首闸阀门启闭机组、进闸信号和出闸信号等。系统采用基于PLC的集散型分布式控制结构，在中控室的一台工控机是船闸控制中枢，旁边设计有一面控制屏，屏上的控制单元设有两套PLC可编程控制器组成的现地监控单元、及其一台船闸水位、闸位测量仪，屏上还设有若干个按钮、指示灯作为集中手动操作方式。工控机与闸管所服务器之间通过光缆以太网连接。

三、船闸自动系统的功能

1、控制功能

为了保证系统运行的可靠、安全，要根据船闸运行的特点设置上、下游闸门、阀门运行的联锁和互锁。为了保证控制方式的灵活性和应付船闸运行可能遇到的各种情况，主要设备的控制方式应有PLC程序控制模式、PLC单项控制模式、强电直接控制模式、紧急涨落水模式、通闸放行模式等形式。控制功能主要由控制上位机、PLC、变频器、信号灯和操作台、动力柜等来完成，控制操作指令可通过切换由上位机和操作台经可编程控制器分别发出，实现控制室集中控制和现场分散控制。

2、监测功能

监测功能要求对船闸运行时的闸阀门电机运行的状况、闸阀门运行的位置状况、水位当前数据等进行检测、采集和记录，并根据这些情况或数据进行监督、分析、报警等。这些数据包括电气数据、开度、开关量和水位数据等。这些数据由变频器、开度仪、行程开关和液位变送器等进行采集，传送到可编程控制器和上位机进行分析、记录和处理，为现场的控制提供准确可靠的依据和参考。

3、监视功能

监视功能主要是为了操作人员和管理人员全面准确地掌握船闸上、下游和闸室内建筑物和船

舶进出及停泊的状况，及时、正确地对放闸过程中出现的各种情况进行处理、调控。由监视摄像探头采集画面，传送到上、下游操作室和控制室，为操作人员和管理人员提供全面的现场情况，同时对于船闸的行风建设也有一定的促进作用。

四、船闸自动控制系统的养护与检修

1、船闸PLC养护及故障处理

（一）、PLC日常养护

定期对PLC电源电压进行检测，正常情况下为24V，对构成PLC系统的相关设备进行点检和维护，对PLC程序人工备份和电池备份，并更换各相关损坏器件。同时利用停机时机，对电气控制柜进行人工除尘、降温，对松动的线路用螺丝刀轻轻拧紧、整理。

（二）、PLC检修

PLC的技术优势在于它既能通过组态实现复杂逻辑、融合数字通信、有完善的信号采集，又能有较为稳定的I/O端口输出功能，但PLC最大的薄弱环节也是在

I/O端口。在主机系统的技术水平相差无几的情况下，I/O模块是体现PLC性能的关键部件，因此它也是PLC损坏中的突出环节，船闸控制中所有输出I/O端点通过增加继电器进行有效隔离，同时指示灯可以帮助检查故障是否由外部设备引起，在船闸自动控制系统中，若闸阀门在启闭操作时不能按照要求动作，首

先应检查PLC输入开关电接触点是否可靠（一般可通过查看输入指示灯或直接测量输入端），若输入信号未能传到PLC则应去检查输入对应的外部回路；若输入信号已经采集到，则再看PLC是否有相应输出指示，若没有，则是内部程序问题或输出，指示灯问题；若输出信号已确信发出，则应去检查外部输出回路。

2、船闸主要电气元器件的保护

（一）、船闸水位计的养护

水位计在船闸中主要用来自动测量水位，是影响船闸安全可靠运行的重要传感器之一。水位计信号不仅作为显示信号，而且作为闸门启闭的控制信号使用，其准确发布将直接影响闸门的安全开启。位计故障检测可以通过相邻水位计之间的信号比较，包括同一闸室中、支水位计值比较、闸门开终后同闸首两支水位计信号检测以及上下级闸室中所有水位计的数值比较等。船闸涨泄水的速度是有一定规律的，各水位计自身信号检测包括水位值是否在有效范围之内、PLC（上下不同扫描周期的水位采集值变化是否正常（水位变化率检测）。

（二）、继电器的维护与检修

在检测过程中，首先根据开关的类型是常闭型还是常开型来区分，用表来检测其通与不通的状态，其状态与好器件状态相反，则说明该器件坏了，需要更换。同时，应分清常开型继电器主要用于开关类线路，常闭型继电器主要用于保护类线路，其接通状态是不一样的，而在盐灌船闸的控制电路中，采用的都是常开型继电器，用来人工控制或自动控制电流的接通与断开。

（三）、闸阀门限位开关的保护

通过程序的运转实现液压泵站的开启和停机运行，实现船闸控制的自动化。船闸每开关一次，限位开关就得撞击一次，长期的磨损和碰撞，暴露的空气环境，不同的季节温度，会导致触点接触不好或机构动作不灵敏。

（四）、闸阀门开度仪的养护

闸阀门开闭门在比例放大泵的控制下要求同步，通过左右两侧闸阀门的开度仪读数变化速度及稳定性一致与否，则可以判断开度仪是否处于故障状态。闸阀门开度仪设置在各自的油缸内，但控制线暴露在室外，需要用专业线管套好，避免锈蚀和断裂。

3、液压、机械设备的养护

（一）、液压系统的日常养护

按设计规定和工作要求，调节液压系统的系统压力和系统流量，压力阀、调速阀调节到所要求的数值时，将调节螺钉紧固牢靠，防止松动。液压系统运行过程中，定期检测系统油液质量，注意污染和乳化现象，如发现问题，可用过滤小车进行净化处理或更换新油液。经常检查油温加热器的电源供电情况，关注油液温度过高过低报警情况，及时检查原因并采取相应对策。当液压系统某部位产生异常时要及时分析原因进行处理，不要强行运转，以免造成重大事故。

（二）、液压系统的故障检修

（1）、液压系统噪声过大

检查油泵吸油管道是否堵塞，需要清洗吸油管道；检查泵站的管道线路是否有松动现象，需要用管夹刚性紧密固定；检查泵轴和电机轴是否同心，需要重新拆卸安装，以校正长期的运行过程的松动和磨损；检查液压油是否很黏稠，需要过滤或者重新换油。

（2）、液压系统噪声过大

检查油泵吸油管道是否堵塞，需要清洗吸油管道；检查泵站的管道线路是否有松动现象，需要用管夹刚性紧密固定；检查泵轴和电机轴是否同心，需要重新拆卸安装，以校正长期的运行过程的松动和磨损；检查液压油是否很黏稠，需要过滤或者重新换油。

（3）、活塞杆爬行现象

油液内混入泡沫或空气，检查管路是否漏气，油箱内液面是否过低；检查溢流阀或安全阀不稳定，修复或更换阀芯或阀座；检查系统是否存在机械振动，消除共振原因。

4、集中润滑设备的养护

以自动加油润滑，减少机械器件的磨损，延长闸门的使用寿命。船闸集中润滑设备主要由润滑油泵、油路管道等构成，用于对闸门顶枢、闸门底枢、蘑菇头等关键转磨部位进行点-点加油润滑。在日常的管理过程中，要检查润滑泵的电源电压是否正常，控制信号是否在DO模块上正常输出；同时润滑油的型号采用二硫化钼锂基脂，在润滑油调和时要控制其黏度，不能因过黏而堵塞油路管道。

五、结束语

船闸自动控制系统的养护与检修作为船闸自动控制系统工管理的核心工作之一。对船闸自动控制系统的各个方面具有十分重要的作用。我们必须将科学的养护与检修方法融合到船闸自动控制系统

参考文献

[1]王亚伟.浅议远程（无线）指挥与监控系统的实现[A].全国第21届计算机技术与应用学术会议（CACIS·2010）暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C].2010.

[2]王进.船闸自动控制系统的养护与检修.水运工程.2011