汽渡船液壓站節(jié)能和跳板安全自鎖的自動(dòng)控制

黃萬(wàn)放

(江蘇省鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡管理處,江蘇鎮(zhèn)江 212001)

0 引言

汽車(chē)渡船是長(zhǎng)江在江蘇境內(nèi)重要的過(guò)江通道,特別是在冰雪災(zāi)害等異常情況下,發(fā)揮了其他通道不可替代的作用。在實(shí)際工作中經(jīng)常對(duì)渡船和設(shè)施做一些改進(jìn)和改造,渡船電動(dòng)液壓站節(jié)能和跳板安全自鎖控制系統(tǒng)是其中一例。經(jīng)過(guò)改進(jìn)和實(shí)施,大大地提高了渡船的安全性能和操作性能,節(jié)省了柴油,確保了渡船航行和車(chē)輛旅客的安全。

1 跳板結(jié)構(gòu)和操作方式存在的弊端

常規(guī)汽渡船都是 20世紀(jì) 80年代初期的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。船的首尾各有 1只約 20～30 t重的鋼制跳板,用來(lái)車(chē)輛和人員的上下。跳板的一端通過(guò)鋼制鉸鏈與船體相連,另一端通過(guò)鋼絲繩、滑輪、液壓油缸與吊臂相連,跳板的吊起和放下由駕駛員在駕駛室操縱液壓閥控制,航行中跳板懸掛在半空中,液壓泵和電動(dòng)機(jī)始終工作在高壓負(fù)載狀態(tài)下。這樣的結(jié)構(gòu)和操作方式有不少弊端:

(1)航行途中液壓管路爆裂或遇到風(fēng)浪,鋼絲繩不牢固,受跳板上的重量和慣性影響,有可能扯斷扯滑鋼絲繩,跳板掉入江中,進(jìn)而破壞船體結(jié)構(gòu),導(dǎo)致船舶進(jìn)水,可能造成船沉人亡、車(chē)輛下江的嚴(yán)重災(zāi)難,后果不堪設(shè)想。

(2)渡船在航行中由于風(fēng)浪的作用或車(chē)輛手剎失靈,車(chē)輛有可能會(huì)自溜到跳板上。另外旅客也會(huì)到跳板上游玩,很不安全。

(3)液壓管路和控制閥通到駕駛室,一旦液壓油泄露,在檢修時(shí),駕駛室就會(huì)有油污,很難清除,不利于衛(wèi)生。

(4)液壓泵和電動(dòng)機(jī)一直在工作狀態(tài)下,減少了設(shè)備的使用壽命,且不利于節(jié)能。

2 改進(jìn)方案的確定

(1)降低吊臂高度,采用低吊臂。

(2)跳板吊起后緊靠吊臂由桿銷(xiāo)鎖住,阻止了其上下滑動(dòng)和滑落。

(3)在船體首尾加裝液壓安全擋板,防止車(chē)輛上船后沖出甲板或滑到跳板上,同時(shí)也可阻止旅客到跳板上游玩。

(4)跳板和擋板的升降全部通過(guò) PC機(jī)、繼電器、電磁閥控制。

(5)液壓系統(tǒng)設(shè)立蓄能器,不起吊跳板時(shí),電動(dòng)液壓站自動(dòng)停止工作,吊放跳板和收放擋板利用其自重和蓄能器的壓力工作。一旦壓力低時(shí),液壓站自動(dòng)工作補(bǔ)充。

因此進(jìn)行電氣、電路控制設(shè)計(jì)時(shí)必須確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠,操作簡(jiǎn)便、靈活、維修方便。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究、試驗(yàn),并征求各方面的意見(jiàn),完成了電動(dòng)液壓站的節(jié)能控制和跳板安全插銷(xiāo)的自動(dòng)控制。

3 控制原理

電動(dòng)液壓站的啟停由液壓系統(tǒng)中設(shè)定的壓力最低值和最高值控制,也可以手動(dòng)控制。

當(dāng)渡船裝好車(chē)輛和旅客,準(zhǔn)備駛離碼頭時(shí),水手撥動(dòng)開(kāi)關(guān)利用蓄能器的壓力拉起安全擋板,駕駛室船員將跳板開(kāi)關(guān)撥動(dòng)到“上升”位置,電動(dòng)液壓站工作補(bǔ)充壓力。電路接通跳板上升電磁閥,卸荷電磁閥同時(shí)開(kāi)始工作,吊臂油缸推動(dòng)鋼絲繩吊起跳板,跳板上升。跳板警示燈提醒人們跳板起吊注意安全。跳板靠近吊臂時(shí)銷(xiāo)耳壓縮吊臂上的自鎖插銷(xiāo)后繼續(xù)上行,插銷(xiāo)彈入銷(xiāo)孔鎖住跳板,同時(shí)銷(xiāo)耳驅(qū)動(dòng)行程開(kāi)關(guān),使跳板上升電磁閥和卸荷電磁閥斷電,警示燈在 PC機(jī)或繼電器的控制下停止工作,整個(gè)跳板起吊過(guò)程結(jié)束。液壓站升到設(shè)定壓力后停止工作。

渡船航行中,安全插銷(xiāo)牢牢鎖住兩頭跳板,即使遇到風(fēng)浪也不存在慣性扯拉跳板的危險(xiǎn)。兩端安全擋板都高高拉起,車(chē)輛和旅客很難越過(guò)擋板到跳板上。當(dāng)渡船航行到對(duì)岸碼頭時(shí),駕駛員將另一頭跳板開(kāi)關(guān)撥到“下降”位置,電路首先接通跳板上升電磁閥和卸荷電磁閥,警示燈亮,吊臂油缸利用蓄能器的壓力推動(dòng)鋼絲繩吊起跳板少許上升,使跳板銷(xiāo)耳不至于緊壓在插銷(xiāo)上,這個(gè)過(guò)程只需要 4～5 s時(shí)間。然后電路迅速接通電磁鐵拔出桿銷(xiāo),同時(shí)電路斷開(kāi)跳板上升電磁閥和卸荷電磁閥,接通跳板降電磁閥和卸荷電磁閥,跳板依靠自身重力下降。當(dāng)跳板銷(xiāo)耳離開(kāi)吊臂后,電路自動(dòng)釋放電磁鐵,插銷(xiāo)復(fù)位,跳板降到碼頭上,水手撥動(dòng)開(kāi)關(guān)利用蓄能器壓力放下?lián)醢?車(chē)輛和人員通過(guò)跳板下船上岸,一個(gè)航次結(jié)束。

操縱人員只要在渡船駛離、?？看a頭時(shí)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)就可完成整個(gè)操縱過(guò)程,每個(gè)航次重復(fù)上述過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

這套電路可用可編程PLC控制,也可用繼電器控制。經(jīng)過(guò)改進(jìn),克服了原來(lái)的許多不足。

(1)大大調(diào)高了渡船運(yùn)行中的安全性,特別是跳板和船上車(chē)輛、人員的安全。

(2)該系統(tǒng)只需在跳板起吊過(guò)程中,泵站電機(jī)啟動(dòng),而不像以前的系統(tǒng)中跳板下降及安全翻板起、落均需電機(jī)工作。這樣,極大地縮短了電動(dòng)液壓站的工作時(shí)間,降低了機(jī)械損耗,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,節(jié)約了功率,有效降低了油耗。

(3)采用 24 V控制電路,兩路電源選擇,與主電路 380 V有效隔離,操縱安全、可靠。

(4)在駕駛室還設(shè)置了自動(dòng)、手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。一旦自動(dòng)電路有故障,可迅速切換到手動(dòng)控制。在液壓源系統(tǒng)設(shè)置了液位報(bào)警、濾器堵塞報(bào)警等,延時(shí)切斷主電路使電動(dòng)泵停止工作,2臺(tái)電動(dòng)泵互為備用等。整個(gè)電路操作簡(jiǎn)便,靈活,調(diào)整任何一方都方便,安全可靠。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行,性能、效果很好。