汽渡船液压站节能和跳板安全自锁的自动控制

黄万放

(江苏省镇扬汽渡管理处,江苏镇江 212001)

0 引言

汽车渡船是长江在江苏境内重要的过江通道,特别是在冰雪灾害等异常情况下,发挥了其他通道不可替代的作用。在实际工作中经常对渡船和设施做一些改进和改造,渡船电动液压站节能和跳板安全自锁控制系统是其中一例。经过改进和实施,大大地提高了渡船的安全性能和操作性能,节省了柴油,确保了渡船航行和车辆旅客的安全。

1 跳板结构和操作方式存在的弊端

常规汽渡船都是 20世纪 80年代初期的设计产品。船的首尾各有 1只约 20～30 t重的钢制跳板,用来车辆和人员的上下。跳板的一端通过钢制铰链与船体相连,另一端通过钢丝绳、滑轮、液压油缸与吊臂相连,跳板的吊起和放下由驾驶员在驾驶室操纵液压阀控制,航行中跳板悬挂在半空中,液压泵和电动机始终工作在高压负载状态下。这样的结构和操作方式有不少弊端:

(1)航行途中液压管路爆裂或遇到风浪,钢丝绳不牢固,受跳板上的重量和惯性影响,有可能扯断扯滑钢丝绳,跳板掉入江中,进而破坏船体结构,导致船舶进水,可能造成船沉人亡、车辆下江的严重灾难,后果不堪设想。

(2)渡船在航行中由于风浪的作用或车辆手刹失灵,车辆有可能会自溜到跳板上。另外旅客也会到跳板上游玩,很不安全。

(3)液压管路和控制阀通到驾驶室,一旦液压油泄露,在检修时,驾驶室就会有油污,很难清除,不利于卫生。

(4)液压泵和电动机一直在工作状态下,减少了设备的使用寿命,且不利于节能。

2 改进方案的确定

(1)降低吊臂高度,采用低吊臂。

(2)跳板吊起后紧靠吊臂由杆销锁住,阻止了其上下滑动和滑落。

(3)在船体首尾加装液压安全挡板,防止车辆上船后冲出甲板或滑到跳板上,同时也可阻止旅客到跳板上游玩。

(4)跳板和挡板的升降全部通过 PC机、继电器、电磁阀控制。

(5)液压系统设立蓄能器,不起吊跳板时,电动液压站自动停止工作,吊放跳板和收放挡板利用其自重和蓄能器的压力工作。一旦压力低时,液压站自动工作补充。

因此进行电气、电路控制设计时必须确保控制系统安全可靠,操作简便、灵活、维修方便。经过反复研究、试验,并征求各方面的意见,完成了电动液压站的节能控制和跳板安全插销的自动控制。

3 控制原理

电动液压站的启停由液压系统中设定的压力最低值和最高值控制,也可以手动控制。

当渡船装好车辆和旅客,准备驶离码头时,水手拨动开关利用蓄能器的压力拉起安全挡板,驾驶室船员将跳板开关拨动到“上升”位置,电动液压站工作补充压力。电路接通跳板上升电磁阀,卸荷电磁阀同时开始工作,吊臂油缸推动钢丝绳吊起跳板,跳板上升。跳板警示灯提醒人们跳板起吊注意安全。跳板靠近吊臂时销耳压缩吊臂上的自锁插销后继续上行,插销弹入销孔锁住跳板,同时销耳驱动行程开关,使跳板上升电磁阀和卸荷电磁阀断电,警示灯在 PC机或继电器的控制下停止工作,整个跳板起吊过程结束。液压站升到设定压力后停止工作。

渡船航行中,安全插销牢牢锁住两头跳板,即使遇到风浪也不存在惯性扯拉跳板的危险。两端安全挡板都高高拉起,车辆和旅客很难越过挡板到跳板上。当渡船航行到对岸码头时,驾驶员将另一头跳板开关拨到“下降”位置,电路首先接通跳板上升电磁阀和卸荷电磁阀,警示灯亮,吊臂油缸利用蓄能器的压力推动钢丝绳吊起跳板少许上升,使跳板销耳不至于紧压在插销上,这个过程只需要 4～5 s时间。然后电路迅速接通电磁铁拔出杆销,同时电路断开跳板上升电磁阀和卸荷电磁阀,接通跳板降电磁阀和卸荷电磁阀,跳板依靠自身重力下降。当跳板销耳离开吊臂后,电路自动释放电磁铁,插销复位,跳板降到码头上,水手拨动开关利用蓄能器压力放下挡板,车辆和人员通过跳板下船上岸,一个航次结束。

操纵人员只要在渡船驶离、停靠码头时拨动开关就可完成整个操纵过程,每个航次重复上述过程。

4 结语

这套电路可用可编程PLC控制,也可用继电器控制。经过改进,克服了原来的许多不足。

(1)大大调高了渡船运行中的安全性,特别是跳板和船上车辆、人员的安全。

(2)该系统只需在跳板起吊过程中,泵站电机启动,而不像以前的系统中跳板下降及安全翻板起、落均需电机工作。这样,极大地缩短了电动液压站的工作时间,降低了机械损耗,延长了设备的使用寿命,节约了功率,有效降低了油耗。

(3)采用 24 V控制电路,两路电源选择,与主电路 380 V有效隔离,操纵安全、可靠。

(4)在驾驶室还设置了自动、手动转换开关。一旦自动电路有故障,可迅速切换到手动控制。在液压源系统设置了液位报警、滤器堵塞报警等,延时切断主电路使电动泵停止工作,2台电动泵互为备用等。整个电路操作简便,灵活,调整任何一方都方便,安全可靠。

经过一段时间的试运行,性能、效果很好。