淺談PLC控制液壓泵站油箱加熱裝置在船閘工程中的應用

薛愛鑫

摘 要：以通揚線運東船閘擴容工程為例，該地區冬季溫度較低，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，液壓系統泄漏增大，效率下降等；從而影響液壓啟閉機工作性能。為避免這種情況發生，在液壓泵站油箱上配備加熱裝置，通過PLC控制，達到油溫過低時自動給油箱加熱，油溫過高時報警提示，從而保證液壓啟閉機系統能夠正常工作。

關鍵詞：船閘；液壓啟閉機；加熱裝置；PLC控制

伴隨著液壓技術的不斷創新和自動化水平的不斷提高，通過PLC控制液壓啟閉機已經在許多交通船閘工程及水利船閘工程中得到了廣泛的應用。由于在船閘運行過程中，液壓啟閉機在一次動作到下一次動作有40min時間差（部分水頭差較大的船閘液壓啟閉機動作間隔時間遠超過40min），特別是在一些不繁忙的船閘，冬季溫度較低，會導致液壓泵站油箱中油液溫度過低。在一些繁忙船閘，液壓啟閉機會經歷24小時不間斷運行，液壓元件損耗嚴重，如若液壓元件故障、散熱冷卻不足等都會導致系統過熱，液壓泵站油箱中油液溫度過高。在運東船閘擴容工程中，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、高溫報警停機。

1 基本情況

（1） 工程概況。

通揚線運東船閘地處江蘇省高郵市境內，是溝通京杭運河與揚州、泰州、鹽城、南通等地區的重要交通紐帶，為江蘇省干線航道網規劃“二縱四橫”的“二橫”，船閘規劃等級為III級，設計最大船舶噸級為1000噸級。運東船閘擴容工程為拆除老船閘、建設新船閘，擴容后船閘尺度23×230×4m（口門寬×閘室長×檻上水深），工程設計主要包括船閘水工建筑、閘閥門制作安裝、液壓啟閉機及電氣工程等。通過PLC控制液壓啟閉機實現閘室充泄水和開關門。

（2） 加熱、報警原理。

在泵站油箱上配備加熱器，并在系統中設有溫度控制傳感器，該傳感器既有傳感器功能又有溫度繼電器作用。即當系統油溫≤15℃時，溫度傳感器發訊給PLC，PLC啟動加熱器加熱；當溫度≥30℃時，溫度傳感器發訊給PLC，PLC使繼電器斷開，加熱器停止加熱。當溫度傳感器檢測到油液溫度超過50℃會發訊給PLC產生報警，系統禁止運行，如系統正在運行，則進入停機狀態。

（3） PLC系統設計。

2 在船閘工程中的應用

以擴容改造后的高郵運東船閘為例，在船閘四個啟閉機油箱外分別安裝了兩個加熱器，PLC采集加熱器信號，從而實現對油箱油液低溫加熱、高溫報警的功能。新建運東船閘自2016年1月23日試通航以來，由于高郵地區1月份非常寒冷，長時間等待后油箱中液壓油溫度較低，這時加熱器會將油液加熱到推薦范圍內，避免油液粘度過大對液壓設備造成不利影響；在船閘運行中，油溫過會高導致油液粘度下降，泵過熱、溢流回路中有壓力泄漏損失等現象產生都會影響到船閘的正常運行。當油液溫度達到50℃時，溫度傳感器會發訊給PLC報警，目前雖還未遇到過達到溫度上限的情況，但根據原理及梯形圖設計是肯定可以實現溫度上限報警停機。揚州航道管理處下屬某船閘也使用了該技術，因在運行中故障導致油液溫度超過設定上限溫度，這時傳感器迅速發訊給PLC報警，船閘養護人員及時處理故障，避免了故障的進一步惡化導致的安全事故，有效保障了船閘的正常運行。

3 結語

目前江蘇省內絕大部分船閘都實現了自動化控制，但許多船閘液壓啟閉機尚未安裝加熱裝置，船閘啟閉機保養過程中會根據季節變化更換不同牌號的液壓油， 工作繁瑣、增加浪費的同時也不能完全避免因溫度變化造成對啟閉機裝置的傷害，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化控制的船閘，我們可以通過添加PLC控制程序設計對啟閉機裝置進行改造。我相信，該項設計一定會在今后的船閘啟閉機建造或改造工程中得到廣泛應用。

參考文獻：

[1]通揚線運東船閘擴容工程啟閉機施工圖設，江蘇省交通規劃設計院，2014.4.

[2]施耐德電氣Unity Pro 3.0編程手冊.

[3]高佑芳.高低溫環境對液壓油的影響（株洲工學院 株洲 412000）.