汽渡船液壓站節能和跳板安全自鎖的自動控制

黃萬放

(江蘇省鎮揚汽渡管理處,江蘇鎮江 212001)

0 引言

汽車渡船是長江在江蘇境內重要的過江通道,特別是在冰雪災害等異常情況下,發揮了其他通道不可替代的作用。在實際工作中經常對渡船和設施做一些改進和改造,渡船電動液壓站節能和跳板安全自鎖控制系統是其中一例。經過改進和實施,大大地提高了渡船的安全性能和操作性能,節省了柴油,確保了渡船航行和車輛旅客的安全。

1 跳板結構和操作方式存在的弊端

常規汽渡船都是 20世紀 80年代初期的設計產品。船的首尾各有 1只約 20～30 t重的鋼制跳板,用來車輛和人員的上下。跳板的一端通過鋼制鉸鏈與船體相連,另一端通過鋼絲繩、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,液壓泵和電動機始終工作在高壓負載狀態下。這樣的結構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,進而破壞船體結構,導致船舶進水,可能造成船沉人亡、車輛下江的嚴重災難,后果不堪設想。

(2)渡船在航行中由于風浪的作用或車輛手剎失靈,車輛有可能會自溜到跳板上。另外旅客也會到跳板上游玩,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,駕駛室就會有油污,很難清除,不利于衛生。

(4)液壓泵和電動機一直在工作狀態下,減少了設備的使用壽命,且不利于節能。

2 改進方案的確定

(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鎖住,阻止了其上下滑動和滑落。

(3)在船體首尾加裝液壓安全擋板,防止車輛上船后沖出甲板或滑到跳板上,同時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 PC機、繼電器、電磁閥控制。

(5)液壓系統設立蓄能器,不起吊跳板時,電動液壓站自動停止工作,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,液壓站自動工作補充。

因此進行電氣、電路控制設計時必須確保控制系統安全可靠,操作簡便、靈活、維修方便。經過反復研究、試驗,并征求各方面的意見,完成了電動液壓站的節能控制和跳板安全插銷的自動控制。

3 控制原理

電動液壓站的啟停由液壓系統中設定的壓力最低值和最高值控制,也可以手動控制。

當渡船裝好車輛和旅客,準備駛離碼頭時,水手撥動開關利用蓄能器的壓力拉起安全擋板,駕駛室船員將跳板開關撥動到“上升”位置,電動液壓站工作補充壓力。電路接通跳板上升電磁閥,卸荷電磁閥同時開始工作,吊臂油缸推動鋼絲繩吊起跳板,跳板上升。跳板警示燈提醒人們跳板起吊注意安全。跳板靠近吊臂時銷耳壓縮吊臂上的自鎖插銷后繼續上行,插銷彈入銷孔鎖住跳板,同時銷耳驅動行程開關,使跳板上升電磁閥和卸荷電磁閥斷電,警示燈在 PC機或繼電器的控制下停止工作,整個跳板起吊過程結束。液壓站升到設定壓力后停止工作。

渡船航行中,安全插銷牢牢鎖住兩頭跳板,即使遇到風浪也不存在慣性扯拉跳板的危險。兩端安全擋板都高高拉起,車輛和旅客很難越過擋板到跳板上。當渡船航行到對岸碼頭時,駕駛員將另一頭跳板開關撥到“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鋼絲繩吊起跳板少許上升,使跳板銷耳不至于緊壓在插銷上,這個過程只需要 4～5 s時間。然后電路迅速接通電磁鐵拔出桿銷,同時電路斷開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。當跳板銷耳離開吊臂后,電路自動釋放電磁鐵,插銷復位,跳板降到碼頭上,水手撥動開關利用蓄能器壓力放下擋板,車輛和人員通過跳板下船上岸,一個航次結束。

操縱人員只要在渡船駛離、停靠碼頭時撥動開關就可完成整個操縱過程,每個航次重復上述過程。

4 結語

這套電路可用可編程PLC控制,也可用繼電器控制。經過改進,克服了原來的許多不足。

(1)大大調高了渡船運行中的安全性,特別是跳板和船上車輛、人員的安全。

(2)該系統只需在跳板起吊過程中,泵站電機啟動,而不像以前的系統中跳板下降及安全翻板起、落均需電機工作。這樣,極大地縮短了電動液壓站的工作時間,降低了機械損耗,延長了設備的使用壽命,節約了功率,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)在駕駛室還設置了自動、手動轉換開關。一旦自動電路有故障,可迅速切換到手動控制。在液壓源系統設置了液位報警、濾器堵塞報警等,延時切斷主電路使電動泵停止工作,2臺電動泵互為備用等。整個電路操作簡便,靈活,調整任何一方都方便,安全可靠。

經過一段時間的試運行,性能、效果很好。