船闸电气自动化设备改造与技术创新研究

船闸电气自动化设备改造与技术创新研究

易继勇

广西西江集团红花二线船闸有限公司 广西 柳州 545005

摘要：现阶段，电气自动化技术被广泛应用于各个领域，推动了每一个领域的发展速度。特别是大型机械设备领域，使用电气自动化技术不仅提高了工作效率，而且操作比较方便。在我国，船闸也已使用电气自动化设备，不仅有助于船闸自动化技术的发展，而且有助于中国船闸快速发展。因此，本文首先描述了船闸工程中电气自动化的应用，这为分析、研究船闸电气自动化设备改造与技术创新奠定了坚实基础。

关键词:船闸电气自动化设备；应用；改造；技术创新

1.电气自动化在船闸工程中的应用

1.1电气自动化技术在船闸工程中的应用现状

目前，船闸是使用最为广泛的导航建筑，可以保证船舶的平稳导航。中国电气设备自动化技术水平的提高，最新电气设备的引进以及船闸自动化技术的独立研究，使我国船闸自动化水平得到了很大提高。中国自主研发了一系列具有较高性能的开关以及自动跟踪控制装置等，与此同时，我国的同步控制技术也取得了较大的发展（如：从继电器控制技术向PLC和计算机网络控制技术转变）。

1.2存在问题和解决方案

在我国，尽管船闸控制技术已经在不断地完善，甚至取得了很大的进步，但是，我国控制技术的水平仍然十分有限，这就使得我国的船闸电气化技术的发展受到了一定的影响。所以，我们不能只是追求国内外的先进技术，同时，我国还需要提升自身的创造性思维能力。另外，还要关注船闸传感器、维护、控制等技术的发展，以促进我国船闸电气自动化技术的快速发展。

2.船闸电气自动化设备改造

2.1电气设备整修整改

在我国，其设备改造经历了以下三个阶段，具体表现为电气设备的整修整改。第一阶段争端改造，在这个阶段，由于我国从国外进口的设备不是根据我国船闸的模型特征设计的，这影响了船舶的平稳航行。后来，经过长时间的适应以及不断的学习，我们了解、掌握了其运行模式，而后进入第二阶段，在这个阶段，自动化设备并不能完全控制我国的船闸，我们所掌握的自动化技术也不多，只是相对与上一阶段来说有所提升，同时，此阶段，自动化设备隐藏的问题也暴露了出来。最后一个阶段是简化系统，以纠正第二阶段设备所存在的问题。

2.2电气设备改造的技术特性

使用电气自动化设备后，首先，我们必须改造企业，其中所表现的技术特性直接关系到不同阶段的各种设备的运行状态。第一阶段的技术特性是改造设备的外部处理技术。这一技术主要适用于处理设备存在的缺陷，这给我们后期技术改造创造了大量时间。初次改造阶段，我国的船闸已能正常运行，不会再发生突然状况。技术改造的第二阶段是电气化设备快速发展的阶段，在这一阶段，我国已拥有与技术和设备相关的自主研发能力。此外，以自动化控制技术为基础，特别是控制系统和传感器系统，这一阶段的技术实现了质的飞跃。最后阶段是现阶段，我国船闸电气自动化设备改造技术主要包括用计算机控制船闸的所有系统，并大量使用以太网以及PLC技术，使得传感装置得到了较为广泛的运用。

3.船闸电气自动化设备改造技术创新研究

3.1船闸电气拖动和速度控制技术

3.1.1船闸人字门启闭机

在我国，改造船闸电气自动化设备的创新技术，即改造船闸的电气拖动和速度控制技术，船闸人字门启闭机是这个改造时期的创新技术。船闸使用人字门启闭机，主要是依靠自给式电动滑动装置调整控制速度，然而，使用这一技术，出现了不良的“超灌超泄”状况，这种状况直接影响了自给式电动滑动装置的正常工作，致使其处于低负荷的工作状态，导致我们无法控制船闸的运行速度，所以，后来对其进行了升级改造，所使用的是双速鼠笼式电动机，以达到变速控制的目的以及需求。但是，这一改造阶段，我们却忽略了电气自动化设备的保护，致使出现了一些影响安全的问题，一旦出现这些问题，船闸将无法正常使用。最后，采用变速调频技术，以防止因电机调整速度而影响设备运行或者损伤设备。

3.1.2活动桥启闭机

活动桥启闭机是另外一项创新技术。这一技术的初始创新与改造结合也是使用自给式电动滑动装置，初始阶段，使用开环控制，但在实际使用中，这种技术无法与电气设备同步，他们之间互相影响，反而影响了船舶的正常运行，发现此问题后，我们进一步对该技术进行了创新改造，并依据先前掌握的技术和研究方法，在原有设备上安装一个用于检测高度差的装置并安装伺服电机，同时调整了系统的同步性能，调整完每个步骤后，需要检查电气自动化设备，看看该技术是否可以与电气自动化设备同步，以及跟踪效果是否可以满足当前需求。特别要注意的是，改进后，闭环控制上安装了跟踪装置和侦察装置，同时改装了速度控制系统，这样便于我们控制速度，其中，在使用旋转编码器、单片机技术的同时，还使用了PLC技术，以上三种技术凭借船闸的创新自动化技术，促使系统的稳定性得到了提升且易于维护和维修。

3.2传感技术

传感技术在船闸稳定性方面发挥着关键作用。传感器的使用使船舶的运行速度加快，并可以促使船舶稳定运行。此外，当前的传感技术相对成熟，传感器被安装在了船闸的不同部位，使用传感器，可以控制船闸的所有部位，以方便我们了解每个部位的具体情况。在我国，有许多类型的传感器，致使我们要研究多个类型的传感器。传感器主要有以下几类：温度、高度、水位、压力传感器等。不同类型的传感器的作用也是不一样的，相同的是，无论哪种类型的传感器最终都会将信号传送至总的控制系统，以方便计算机掌握船闸的实际情况。此外，传感器的设计相对简单，如高度传感器的设计，在该创新过程中，最初使用定制光电码盘到旋转编码器，所使用的传输装置是具有链轮链条的传动机构，这非常简单。，而且便于维修、操作，尽管结构简单，但是所使用的零部件都比较精密。

3.3控制技术

船闸采用电气设备和自动化技术，其中最重要的是控制技术。如果无法完全控制船舶的船闸，则会使电气自动化失去存在意思。然而，因为船闸太大，从技术角度来看难以实现完全控制。但是，因为我国在控制技术领域的研究以及创新，促使我国船闸电气自动化工程取得了较快发展。今天，计算机可以完全控制船舶运行。现阶段，我国船闸控制技术经历了以下五个阶段：第一阶段，继电器控制技术，这是最早最原始的控制技术；第二阶段，晶体管集成电路，这项技术直接影响着我国当时的发展，在第二阶段，晶体管是我国非常重要的研究项目。第三阶段，小型PLC的控制技术，这是一种在PLC控制技术开始产生某些研究成果后所形成的一种新的控制技术；第四阶段，大型PLC控制技术，在这个阶段，我国的PLC技术相对成熟。第五阶段，通过计算机控制船闸，这是当下最为先进的一种控制技术，该阶段，船闸的控制系统更安全，且维护方便，重点在于其实现了人机交互。

3.4控制工艺流程

控制工艺流程，是创新自动化技术的最新要求，这直接关系着设计及创新的态度，越简单的流程，对其影响越大。（1）使用计算机网络控制船闸，是当下较为重要控制技术，重点是，简化控制工艺，方便计算机控制船闸，设计过程中，必须对其内部进行精细化设计，以防止程序和组件引起的问题；（2）创新过程中，必须坚持简化设计的目的和要求，而不影响船舶的正常运行；（3）通过监控完成精细化设计处理，应安装并完善在线监测系统和固定船闸检测系统。这也是控制工艺流程的重要部分。

结束语

船闸电气自动化设备改造与技术创新，可以推动我国船闸工程的发展，通过不断改进设备，并使用计算机网络技术控制船闸，以确保船舶安全、平稳的运行。

参考文献：

王忠民.葛洲坝网关电气设备的现代化与技术创新[J].中国的水运（下半月），2013(3):166-168.

李桂华.浅谈闸门电气设备的改造与技术创新[J].科技创新报告,2016(11):127-128.