1、1基于全平衡垂直升船机监控系统试验研究摘 要：以水口全平衡垂直升船机为例，介绍了升船机监控系统设备、存在问题与技术改造，水口升船机是大惯量设备，安全运行的关键技术措施是：单机构控制流程要有严格的逻辑闭锁条件，通过实验验证逻辑闭锁条件的正确性。通过对试验数据的分析和研究，关键参数的优化，减少单机构动作时间，提高通航效率。 关键词：全平衡；升船机；控制流程；逻辑闭锁；试验 中图分类号：U642 文献标识码：A 文章编号：10067973（2016）08-0074-03 水口 2500t 级全平衡垂直升船机，2005 年投入试运行，是国内首座建在高坝上并成功投运的快速高效通航设施，在设计、制造、安装
2、、试验及运行等均无经验可借鉴。水口升船机由主提升、上闸首、承船厢、下闸首、主控站、信号检测及配电等设备组成，最大提升高度 59m，额定运行速度 0.2m/s，运动总质量 16000t，运行事故采用首创的事故二级调压制动技术，实现升船机平稳停机。监控系统控制对象涉及多学科多专业的技术集成，集数据采集、计算、监视、控制、逻辑闭锁条件判断、继电器控制、大惯量的设备拖动控制、信号检测和事故保护于一身，运行工况相当复杂，为了监控系统改造后升船机能安全稳定运行，必须通过试验发现并消除潜在的安全隐患。 1 监控系统设备 2升船机监控系统由主控站和 5 套现地 PLC 子站（主提升、上闸首、承船厢上、下游、下
3、闸首）组成。 （1）主控站。主控站设在集控室，由数据服务器、操作员站、工程师站和多媒体服务器等设备组成。 （2）主提升。主提升 4 个吊点各设一套钢丝绳卷扬机装置和一套五级齿轮减速箱及其润滑油泵，每个吊点 16 组重力平衡重，4 组可控平衡重，由一台直流电机驱动，采用内环式闭环刚性同步轴联成一体；上下游各设一套液压泵站：控制 8 对工作制动器（简称工制）和 112 对安全制动器（简称安制） ；信号检测和配电系统。 （3）上闸首。闸首门及其液压启闭机；闸首门上液压泵站：控制闸首卧倒门（简称卧倒门） 、对接密封框、锁锭及拉紧装置；信号检测和配电系统。 （4）承船厢上、下游。上、下游子站互为备用；承
4、船厢 4 个吊点各设一套液压泵站：控制上、下游卧倒门、上、下游防撞梁、撑紧装置；安全锁定装置；信号检测和配电系统。 （5）下闸首。闸首门及其液压启闭机；闸首门上液压泵站：控制卧倒门、对接密封框、锁锭及拉紧装置；信号检测和配电系统。 2 技术改造 监控系统设备于 1999 年安装运行，采用西门子 S5 PLC 与主控站通过 L2 网通讯，经过十几年来运行，PLC 模块整体老化严重、无备品备件、影响故障实时反馈、无事故追忆功能、故障频发等需进行升级改造。 改造内容：主控站和 5 套现地子站，主控站与子站用光缆通讯。优3化人机界面，增加单机构操控流程。 3 单机构控制流程逻辑闭锁条件 逻辑闭锁条件是
5、升船机安全运行的关键，各子站单机构控制流程严格执行下面所列的逻辑闭锁条件，一个条件不满足流程即停止。主控站执行控制流程时再次判断。+表示“与”的关系。 3.1 主提升 （1）承船厢运行：主提升准备好+上、下卧倒门关到位+承船厢上、下游卧倒门关到位+上、下闸首解除对接到位+撑紧退到位+承船厢安全锁定装置收回到位+承船厢水平+2.42m承船厢水深2.51m+闸首门行程左右偏差2cm。 （2）工制松闸：安制上闸到位。 （3）安制松闸：工制上闸到位。 3.2 上闸首 （1）闸首门解锁：航道水位55m+左右油缸在上极限位。 （2）闸首门粗调：闸首门解锁到位+闸首解除对接到位+1.5m底槛水深2.8m+|航道水位反算底槛水深-底槛水深|承船厢水深2.51m。 3.4 下闸首 （1）闸首门解锁：航道水位6.05m+左右油缸在上极限位。
