升船機工程
升船機工程

凌久電氣是國內第一家從事升船機監控系統設備設計、制造、安裝調試的企業(yè),先后承接了福建水口2*500t級升船機、清江隔河巖兩座300t級升船機、烏江彭水500t級升船機、三峽3000t級升船機等國內多座大型升船機控制系統的建設工作,并探索出一套穩定、靈活、安全、可靠的硬件和軟件開(kāi)發(fā)體系,設備設計制造水平一流。

一、三峽升船機控制系統

三峽升船機為齒輪齒條爬升平衡式垂直升船機,通航能力為3000噸級,最大提升高度113米,上游通航水位變幅30米,下游通航水位變幅11.8米。由上游引航道、上閘首、船廂室段、下閘首和下游引航道等部分組成,從上游口門(mén)至下游口門(mén)全線(xiàn)總長(cháng)約5000米。具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位變幅大和下游水位變化速率快的特點(diǎn),被公認為世界上規模最大、最復雜、技術(shù)難度最大的升船機。


控制系統主要由計算機監控系統、船廂傳動(dòng)控制系統、供電系統、通航廣播指揮系統、信號檢測系統、圖像監控系統、通信系統、消防報警系統和照明等系統組成。


公司在實(shí)施過(guò)程中重點(diǎn)解決了以下關(guān)鍵技術(shù):大型升船機船廂10kV供電及船廂消防0.4kV安全環(huán)路供電技術(shù);大型升船機故障安全保護控制策略;適應航道水位大變幅、變率的閘首對接關(guān)鍵技術(shù);船廂對接關(guān)鍵技術(shù);基于測試和培訓的分布式異構仿真平臺;靈活高效的過(guò)壩工藝技術(shù);高融合高智能的大型升船機自動(dòng)化控制系統。


一、三峽升船機控制系統


1.三峽升船機計算機監控系統

計算機監控系統主要由集控監控、現地控制、安全控制和網(wǎng)絡(luò )設備組成。其人機操作接口布置在中央控制室內,涵蓋了三峽升船機的船廂供電、計算機監控、圖像監視、通信、通航廣播與指揮、消防報警聯(lián)動(dòng)及照明等7大系統的監視與控制,操作員可在這里完成所有船舶過(guò)壩操作及設備狀態(tài)監視。系統以雙環(huán)光纖為主,輔以單環(huán)、星形、工業(yè)總線(xiàn)等通訊手段,采用TCP/IP、Control-C/Net、RS485/232、工業(yè)總線(xiàn)等多個(gè)協(xié)議,共同構建了一個(gè)集中管理、分布控制、冗余熱備且具有故障診斷及處理的多系統融合的智能化控制系統。


2.通航廣播指揮系統、圖像監控系統和通信系統

操作員依靠通航廣播指揮系統、圖像監控系統和通信系統,可在中控室完成對過(guò)壩船舶的實(shí)時(shí)指揮,具備手動(dòng)定位和自動(dòng)跟蹤切換方式,依托喇叭、攝像機、甚高頻、電話(huà)等設備,完成對船舶360度無(wú)死角的通航監控、指揮功能。


先進(jìn)的通航調度軟件可自動(dòng)完成對船舶的登記、安檢、排擋、統計等管理工作,同時(shí)結合實(shí)時(shí)及歷史數據庫,完成對升船機設備狀態(tài)的長(cháng)期檢測。


3.供電系統

供電系統采用3路獨立的10kV電源進(jìn)線(xiàn),在升船機南北兩側設置10kV變電所,為船廂及岸上設施提供可靠電源。在船廂上設置4個(gè)驅動(dòng)區,采用0.4kV電壓等級,每個(gè)驅動(dòng)區設置1段主驅動(dòng)母線(xiàn)和1段安全環(huán)母線(xiàn),主驅動(dòng)母線(xiàn)負責給傳動(dòng)變頻設備供電,安全環(huán)母線(xiàn)負責給消防水泵、照明以及控制系統的UPS提供可靠電源。其0.4kV安全環(huán)路供電方案為國內首次應用,提高了供電的可靠性,為今后大型升船機的供電方案提供了新思路。


三峽升船機建成后,順利通過(guò)了國家各級監管單位的鑒定及驗收,圓滿(mǎn)完成了黨和國家領(lǐng)導人的視察,必將為長(cháng)江經(jīng)濟帶的建設做出巨大的貢獻。

二、向家壩升船機計算機監控系統

向家壩一級全平衡垂直升船機最大過(guò)壩單船為1000t級機動(dòng)貨船;升船機最大提升高度114.20m,機型采用全平衡齒輪爬升螺母柱保安式。


二、向家壩升船機計算機監控系統


計算機監控系統采用分層分布式結構,由集中監控層、現地控制層、安全控制系統(站)和網(wǎng)絡(luò )設備四部分組成。集中監控層設備采用客戶(hù)機/服務(wù)器(Client/Server)結構。

現地控制站設置:流程控制站、活動(dòng)橋控制站、上閘首控制站、傳動(dòng)協(xié)調控制站、上廂頭控制站、下廂頭控制站、下閘首控制站、輔助閘首控制站、變電控制站等9個(gè)控制站。設立1獨立于升船機計算機監控系統的升船機安全控制系統-即以1臺安全PLC為核心的安全控制站。

三、福建水口2×500t級升船機監控系統

福建水口垂直升船機為“九五”國家重大技術(shù)裝備研制項目,是我國首座全平衡鋼絲繩卷?yè)P垂直升船機,也是迄今為止國內仍在安全穩定運行且運行的噸位最大的升船機。于2005年開(kāi)始通航,社會(huì )及經(jīng)濟效益顯著(zhù)。


三、福建水口2×500t級升船機監控系統


該項目獲得國家科技進(jìn)步二等獎、福建省科技進(jìn)步一等獎。首創(chuàng )的安全鎖錠裝置、折疊式對接密封裝置和大慣量垂直提升系統二級調壓事故制動(dòng)控制技術(shù)居世界領(lǐng)先水平,在國內首次采用高性能PLC、計算機工作站、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )構成分布式監控系統用于通航設施監控。


四、烏江彭水升船機監控系統

烏江彭水升船機是目前國內升船機中鋼絲繩、卷筒及滑輪直徑最大、受力最大的升船機,通航規模為 500噸級,采用鋼絲繩卷?yè)P全平衡垂直提升型式,最大通航水頭66.6m。


四、烏江彭水升船機監控系統


計算機監控系統采用分層分布形式,系統采用雙環(huán)冗余100M工業(yè)以太網(wǎng)拓撲結構。該升船機的建成使得重慶烏江航道的通航條件得到有效的提升,為重慶河道航運的歷史畫(huà)卷掀開(kāi)了嶄新的一頁(yè)。

五、清江隔河巖兩級升船機

清江隔河巖升船機為兩級濕式全平衡卷?yè)P垂直升船機,兩級提升高度分別為42米和82米,為國內第一座高升程垂直升船機。計算機監控系統為兩層集散分布式結構,主干網(wǎng)采用冗余光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),該控制結構是冗余容錯設計的典范,最大程度的體現了“集中管理、分散控制”的設計思想。隔河巖升船機的建成將為我國高壩通航建設提供有益經(jīng)驗。


五、清江隔河巖兩級升船機