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,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發體系,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,從上游口門至下游口門全線總長約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,被公認為世界上規模最大、最復雜、技術難度最大的升船機。


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。


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


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、安全控制和網絡設備組成。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、消防報警聯動及照明等7大系統的監視與控制,操作員可在這里完成所有船舶過壩操作及設備狀態監視。系統以雙環光纖為主,輔以單環、星形、工業總線等通訊手段,采用TCP/IP、Control-C/Net、RS485/232、工業總線等多個協議,共同構建了一個集中管理、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壩船舶的實時指揮,具備手動定位和自動跟蹤切換方式,依托喇叭、攝像機、甚高頻、電話等設備,完成對船舶360度無死角的通航監控、指揮功能。


先進的通航調度軟件可自動完成對船舶的登記、安檢、排擋、統計等管理工作,同時結合實時及歷史數據庫,完成對升船機設備狀態的長期檢測。


3.供電系統

供電系統采用3路獨立的10kV電源進線,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個驅動區,采用0.4kV電壓等級,每個驅動區設置1段主驅動母線和1段安全環母線,主驅動母線負責給傳動變頻設備供電,安全環母線負責給消防水泵、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,順利通過了國家各級監管單位的鑒定及驗收,圓滿完成了黨和國家領導人的視察,必將為長江經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壩單船為1000t級機動貨船;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)和網絡設備四部分組成。集中監控層設備采用客戶機/服務器(Client/Server)結構。

現地控制站設置:流程控制站、活動橋控制站、上閘首控制站、傳動協調控制站、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”國家重大技術裝備研制項目,是我國首座全平衡鋼絲繩卷揚垂直升船機,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年開始通航,社會及經濟效益顯著。


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步二等獎、福建省科技進步一等獎。首創的安全鎖錠裝置、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控制技術居世界領先水平,在國內首次采用高性能PLC、計算機工作站、工業控制網絡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,采用鋼絲繩卷揚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,系統采用雙環冗余100M工業以太網拓撲結構。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卷掀開了嶄新的一頁。

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揚垂直升船機,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,主干網采用冗余光纖工業以太環網,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驗。


五、清江隔河巖兩級升船機