淺談PLC控制液壓泵站油箱加熱裝置在船閘工程中的應(yīng)用

薛愛鑫

摘 要：以通揚(yáng)線運(yùn)東船閘擴(kuò)容工程為例，該地區(qū)冬季溫度較低，易使液壓泵站中油品粘度變大，油泵吸油能力下降，液壓系統(tǒng)壓力損失增大等；反之，溫度過高易使油品粘度變小，液壓系統(tǒng)泄漏增大，效率下降等；從而影響液壓啟閉機(jī)工作性能。為避免這種情況發(fā)生，在液壓泵站油箱上配備加熱裝置，通過PLC控制，達(dá)到油溫過低時(shí)自動(dòng)給油箱加熱，油溫過高時(shí)報(bào)警提示，從而保證液壓啟閉機(jī)系統(tǒng)能夠正常工作。

關(guān)鍵詞：船閘；液壓啟閉機(jī)；加熱裝置；PLC控制

伴隨著液壓技術(shù)的不斷創(chuàng)新和自動(dòng)化水平的不斷提高，通過PLC控制液壓啟閉機(jī)已經(jīng)在許多交通船閘工程及水利船閘工程中得到了廣泛的應(yīng)用。由于在船閘運(yùn)行過程中，液壓啟閉機(jī)在一次動(dòng)作到下一次動(dòng)作有40min時(shí)間差（部分水頭差較大的船閘液壓啟閉機(jī)動(dòng)作間隔時(shí)間遠(yuǎn)超過40min），特別是在一些不繁忙的船閘，冬季溫度較低，會導(dǎo)致液壓泵站油箱中油液溫度過低。在一些繁忙船閘，液壓啟閉機(jī)會經(jīng)歷24小時(shí)不間斷運(yùn)行，液壓元件損耗嚴(yán)重，如若液壓元件故障、散熱冷卻不足等都會導(dǎo)致系統(tǒng)過熱，液壓泵站油箱中油液溫度過高。在運(yùn)東船閘擴(kuò)容工程中，通過采用液壓泵站油箱配加熱裝置，利用PLC控制使其低溫加熱、高溫報(bào)警停機(jī)。

1 基本情況

（1） 工程概況。

通揚(yáng)線運(yùn)東船閘地處江蘇省高郵市境內(nèi)，是溝通京杭運(yùn)河與揚(yáng)州、泰州、鹽城、南通等地區(qū)的重要交通紐帶，為江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃“二縱四橫”的“二橫”，船閘規(guī)劃等級為III級，設(shè)計(jì)最大船舶噸級為1000噸級。運(yùn)東船閘擴(kuò)容工程為拆除老船閘、建設(shè)新船閘，擴(kuò)容后船閘尺度23×230×4m（口門寬×閘室長×檻上水深），工程設(shè)計(jì)主要包括船閘水工建筑、閘閥門制作安裝、液壓啟閉機(jī)及電氣工程等。通過PLC控制液壓啟閉機(jī)實(shí)現(xiàn)閘室充泄水和開關(guān)門。

（2） 加熱、報(bào)警原理。

在泵站油箱上配備加熱器，并在系統(tǒng)中設(shè)有溫度控制傳感器，該傳感器既有傳感器功能又有溫度繼電器作用。即當(dāng)系統(tǒng)油溫≤15℃時(shí)，溫度傳感器發(fā)訊給PLC，PLC啟動(dòng)加熱器加熱；當(dāng)溫度≥30℃時(shí)，溫度傳感器發(fā)訊給PLC，PLC使繼電器斷開，加熱器停止加熱。當(dāng)溫度傳感器檢測到油液溫度超過50℃會發(fā)訊給PLC產(chǎn)生報(bào)警，系統(tǒng)禁止運(yùn)行，如系統(tǒng)正在運(yùn)行，則進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。

（3） PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 在船閘工程中的應(yīng)用

以擴(kuò)容改造后的高郵運(yùn)東船閘為例，在船閘四個(gè)啟閉機(jī)油箱外分別安裝了兩個(gè)加熱器，PLC采集加熱器信號，從而實(shí)現(xiàn)對油箱油液低溫加熱、高溫報(bào)警的功能。新建運(yùn)東船閘自2016年1月23日試通航以來，由于高郵地區(qū)1月份非常寒冷，長時(shí)間等待后油箱中液壓油溫度較低，這時(shí)加熱器會將油液加熱到推薦范圍內(nèi)，避免油液粘度過大對液壓設(shè)備造成不利影響；在船閘運(yùn)行中，油溫過會高導(dǎo)致油液粘度下降，泵過熱、溢流回路中有壓力泄漏損失等現(xiàn)象產(chǎn)生都會影響到船閘的正常運(yùn)行。當(dāng)油液溫度達(dá)到50℃時(shí)，溫度傳感器會發(fā)訊給PLC報(bào)警，目前雖還未遇到過達(dá)到溫度上限的情況，但根據(jù)原理及梯形圖設(shè)計(jì)是肯定可以實(shí)現(xiàn)溫度上限報(bào)警停機(jī)。揚(yáng)州航道管理處下屬某船閘也使用了該技術(shù)，因在運(yùn)行中故障導(dǎo)致油液溫度超過設(shè)定上限溫度，這時(shí)傳感器迅速發(fā)訊給PLC報(bào)警，船閘養(yǎng)護(hù)人員及時(shí)處理故障，避免了故障的進(jìn)一步惡化導(dǎo)致的安全事故，有效保障了船閘的正常運(yùn)行。

3 結(jié)語

目前江蘇省內(nèi)絕大部分船閘都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，但許多船閘液壓啟閉機(jī)尚未安裝加熱裝置，船閘啟閉機(jī)保養(yǎng)過程中會根據(jù)季節(jié)變化更換不同牌號的液壓油， 工作繁瑣、增加浪費(fèi)的同時(shí)也不能完全避免因溫度變化造成對啟閉機(jī)裝置的傷害，通過PLC控制液壓泵站油箱加熱裝置可以解決該問題。對許多沒有安裝加熱裝置卻通過自動(dòng)化控制的船閘，我們可以通過添加PLC控制程序設(shè)計(jì)對啟閉機(jī)裝置進(jìn)行改造。我相信，該項(xiàng)設(shè)計(jì)一定會在今后的船閘啟閉機(jī)建造或改造工程中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]通揚(yáng)線運(yùn)東船閘擴(kuò)容工程啟閉機(jī)施工圖設(shè)，江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2014.4.

[2]施耐德電氣Unity Pro 3.0編程手冊.

[3]高佑芳.高低溫環(huán)境對液壓油的影響（株洲工學(xué)院 株洲 412000）.