設計和應用船閘自動化控制系統的措施分析

趙靜薇

摘 要 進行船閘自動化控制系統設計的主要目的是實現對船閘系統的自動化控制，借助自動化控制技術來提升船閘管理效率，保證船舶的快速進出。在系統設計中，可編程控制控制器（PLC）的作用較為突出，不僅能增強船閘控制的自動化水平，也可提高控制動作的準確性，保障船閘自動化控制系統的高效運行。基于此，文中針對該系統的設計方法和應用措施進行分別研究。

關鍵詞 船閘;自動化控制系統;系統設計;系統應用

1船閘自動化控制系統設計分析

1.1 系統組成

系統組成包括PLC控制柜、操作臺、端子箱、備用動力箱、集控室、船閘機房等。具體的系統設計方案可結合船舶停靠要求，適當增加PLC控制柜的設置數量以及操作臺的設置數量，最重要的是對船閘機房規模進行合理設計。

1.2 控制模式設計

在自動化控制系統設計的過程中，為了提升控制系統動作的可靠性，可在系統內部設置兩種控制模式，一種為依靠計算機執行操作的全自動化控制模式，一種為手動控制模式，其中的計算機控制模式需要借助組態軟件來實現。進行控制動作時主要是通過接收水位信號來執行相應的開關閥門控制操作。當水位信號滿足開閘要求后，系統便會自動做出響應，連續做出開關閥和開關閘門的操作。這一操作指令需要根據水位信號的接收狀況來確定，一旦水位信號接收不當，便會使計算機操作模式失去作用，此時便可啟動手動控制模式，從而保障船閘系統動作的可靠性。

1.3 船閘運行控制功能設計

船閘系統運行的過程中，其控制方法可被細分為分散控制和集中控制，其中的集中控制指的是根據監控中心所做出的指示完成的一系列控制動作，表現出程序運行的特征，而分散控制則是由控制人員單一進行閘門開關的單側控制動作。上述兩種控制方式均可借助PLC完成。單向過閘流程見圖1：

1.4 自動語音播報功能設計

因船閘控制的過程中所使用的語言較為固定，主要包括調度語言，船舶信息等。為了降低值班人員的人工播報壓力，可以根據既有的船閘控制用語建立起相應的固定語言庫，并且與組態程序建立聯系，當船閘控制系統做出動作時，便可觸發語音播報系統，使其根據船閘控制動作做出相應的安全提醒。在遇到特殊情況時，也可進行人工播報。該語言播報系統的設立可有效降低工作人員的工作量，并且有助于提升播報語言的規范性和標準性，使其服務能力得到更好的提升。

1.5 安全檢測功能設計

在該系統中所應用的PLC程序中本身就自帶自我診斷和安全檢查功能，但并不能實現對整個船閘控制系統功能的檢驗，因此還需在系統內部設置安全檢查裝置，對于機油油壓、油溫以及機油運用狀況進行全面檢驗。此外，對系統內部的各個機械設備進行檢驗，及時發現設備運行異?，F象，以免由于出現設備故障問題，對系統安全造成威脅[1]。

1.6 應急處理設計

為保障船閘控制系統的運行可靠性，可根據以往的船閘控制經驗，分析其中可能存在的安全問題，且制定相應的應急處理程序，確保在發生突發性事件時均能實現一鍵處理，全面提升事件處理的效率，避免由于人工操作所帶來的失誤影響。

2船閘自動化控制系統的應用措施

2.1 合理配置系統功能，提升系統動作可靠性

在系統設計過程中，可根據船閘控制要求對相應的系統功能組件進行合理配置，借助組態軟件實現對各類信息的全面采集，并且結合操作要求，將其形成圖形、文本或者畫面等形式為相應的操作人員提供可靠的數據支持。船閘系統運行過程中的各類狀態均可借助操作臺電腦來及時了解，組態軟件的應用可使系統操作更為簡便，部分程序動作通?？梢绘I點擊完成。同時還支持人機對話功能，操作人員可通過與計算機系統對話來全面控制操作界面，并且對控制動作及流程進行多次確認，從根本上提升船閘控制動作的可靠性。

2.2 設置系統顯示屏，直觀了解閘門運行狀態

船閘控制系統的控制動作主要包括開啟、關閉閥門和開啟或關閉閘門，在操作過程中，是根據紅綠燈之間的轉換來判斷閘門和閥門的動作狀態[2]。在特定情況下，受到操作人員專業能力影響，很可能出現判斷失誤的狀況，為了避免此類問題的發生，可以在系統內部設置屏顯設備，借助傳感器及時獲取船閘動作狀態，并將其運行狀態直觀地顯示在系統界面上，這同時也能為故障查找提供便利。

2.3 設置閘閥門糾偏系統，提升閘閥門的同步率

在閥門的頂端位置設置光電開關以及反光板，主要目的是對閘門的控制偏差進行控制。PLC程序可借助傳感器變量的調節來實現對閘閥門的控制操作，確保二者實現同步動作。此種控制方法的應用有效提升了液壓系統的運行穩定性，使得閘閥門動作可以同步進行。

3結束語

考慮到船閘自動化控制系統的運行特點，可以借助PLC編程以及組態軟件實現對開關閘動作的控制。同時，結合船閘動作控制要求，對系統功能進行優化，通過合理設置控制模式，增設自動語音播報功能、安全檢測功能和應急處理功能來提升系統動作的規范性以及可靠性，使其在業內具備更好的競爭力。

參考文獻

[1] 朱祥輝.淺述船閘自動化控制系統的設計與應用[J].華東科技：學術版， 2013（12）：3.

[2] 陳宇.關于船閘自動控制系統的設計與應用[J].商品與質量，2015， （45）：64-65.