摘要：电气自动化已经逐渐应用在各行各业，促进了不同行业的快速发展。尤其是在使用大型机械设备的领域，使用电气自动化，方便了操作，提高了效率。尤其是我国船闸使用电气自动化设备，不仅促进了船闸自动化的技术得到了发展，同时也方便了我国船闸的发展。
关键词：船闸电气自动化；设备改造；技术创新
引言：电气自动化的全称是电气工程及其自动化，属于电气工程当中的一个组成部分，当前已经广泛地应用到了各行各业中，如家电电路设计、工业生产，航海事业、航天事业等。在电气自动化技术的发展下，人们的生活方式、生活水平都得到了极大的改善，同时也促进了社会经济的发展。
1船闸的概述
船闸（如图1）主要指的是可以保证船舶顺利通过航道上集中数位落差比较大的厢形水工建筑物。船闸工程是一种应用最为广泛的通航建筑物，大多是建筑在河流以及运河之上。为了能够更好地克服比较大的潮差，船闸工程也可以建设在入海的河口以及海港港池口处，主要是利用两端的闸门对航道内的内灌以及泄水情况进行合理的控制，这样就可以合理的控制水位，使船舶能够有效克服航道上集中水位落差的情况。所以，船闸工程在我国船舶航运过程当中取得了非常重要作用。因此，必须加强对船闸工程电气自动化设备的改造以及技术的创新，有效促进我国经济水平的提升。
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图1船闸示意图
2船闸电气自动化设备改造
2.1第一次改造
船闸运行管理单位在该阶段主要是对设备的缺陷处置，并且不断强化对相关技术设备的改造力度，利用内外合作、自行研制和技术攻关的方式最终实现了较大的技术进展，比如研发了一系列的自动跟踪同步控制装置、闸阀门控制系统和高性能专用行程开关等相关装置。在这一次的技术改造中船闸运行管理单位将工作重点定为增加船闸运行的使用效率，优化船闸的运行状况。通过一系列的技术改造，除船闸电气控制设备的基本控制功能得到了优化之外，还加强了电气设备的稳定性和安全性，获得了较大的成果。
2.2第二次改造
电气自动化设备改造在该阶段具有越来越高的水平和越来越快的速度，由于工业自动化控制技术水平的高速发展，船闸电气自动化设备的技术创新和改造也实现了较快的提升。在传感系统和控制系统等相关领域出现了越来越多的新技术和新产品。船闸运行管理单位充分利用自身的技术条件，积极探索与创新，从而使船闸电控系统具有越来越好的易维护性、可靠性和安全性。
2.3第三次改造
主要是整体改造了计算机控制系统，实现了统一控制和管理的工程改造目标。在船闸自动化控制设备进行改造的过程中对电气自动化当时的科研成果和改造经验等进行了借鉴，并且与大规模PLC控制技术、工业以太网技术相融合，针对船闸的广播系统、图像监控系统、计算机监控系统和现场装置实施了一系列的升级改造。这次升级改造除了有效地提升了运行性能，实现了不间断运行之外，还极大的创新了其中的传感器技术。
3船闸电气自动化设备改造技术创新
3.1传感技术
传感技术对于船闸设备运行的稳定性有着非常大的影响。在船闸工程具体运行的过程中使用传感器能够有效提升设备运行的效率以及速度，并且有效保证船闸工程的稳定性。而且目前我国传感技术已经比较成熟，传感器可安放在船闸工程的各个位置，通过使用传感器，可以控制船闸的每一个位置，充分了解到每一个位置的运行情况。我国对于传感技术以及传感器的研究仍然在进行着。而且因为传感器的种类比较多，在进行研究的过程中存在很多困难。有高度的传感器、湿度的传感器以及水位、压力的传感器。不同的传感器在具体运行的过程当中会起到不同的作用，但是相同的是都能够更好地将信号传输到总控制系统上，让计算机系统能够更好地了解到船闸工程的运行情况。
3.2船闸电气拖动及调速技术
3.2.1船闸人字门启闭机
采用人字门启闭机，主要使用的就是滑差电动脱机，这样可以实现调速。但是在使用该技术的同时，出现了“超灌超泄”的不良情况，影响了滑差电动脱机的正常工作，让其一直处于一种低负荷的工作状态，从而导致了船闸的调速不能正常进行，出现了时空紊乱的情况发生。因此，后来进行升级改造，使用的是双速鼠笼式电动机，这样可以快速的实现变级调速的目标和要求。但是对电气自动化设备的保护不够，带来一定的安全隐患，一旦问题出现，就会导致船闸不能正常使用。最后，则是采用了变速调频的技术，避免电机变速对设备造成不良的影响以及损耗。
3.1.2活动桥启闭机
活动桥启闭机是整个电气拖动以及在调速技术改进过程中，另一个较重要的创新技术。该技术最开始的创新结合改造，也是使用的滑差电动脱机，最重要的是，初期使用开环控制，但是在船闸实际的使用该系统的过程中，发现该技术不能与电气设备同步，也就是会互相影响，反而延迟了船闸的运行，导致船闸运行的不顺畅。所以，在发现这个问题以后，进一步的对该技术进行改造和创新，并且根据掌握的某些技术和研究，比如在原有的设备之上，加上高差检测装置，以及增加一个伺服电机，并且还需要对系统的同步性进行调整，等每一个环节都调整完成以后，需要在和电气自动化设备共同试验，观察该技术是否能够与电气自动化的设备能够同步，并且跟踪的效果是否符合现在的要求和标准。最重要的是，在改进以后，让闭环控制具备了大量的跟踪装置和侦察装置，并且把调速系统也进行了改装，这样可以保证调速的方便性，在其中使用了旋转编码器、单片机技术，同时还使用了PLC技术，这三种技术在船闸自动化技术创新中的应用，更能够提高系统的稳定性，而且便于维护和检修。
3.3软件技术创新
（1）对故障报警系统的设计：为了能够更好地防止系统运行过程中出现各种各样的故障，并且能够及时检测出这些故障，就必须加强对故障报警系统的设计。一般情况下，故障报警系统主要包含两种情况，一种情况是硬件报警，另外一种是软件报警。其中，故障硬件报警系统主要包含光电开关、指示灯等，如果系统运行当中出现故障就会及时通过光、声音等信号发出，对故障进行报警；而软件系统则主要指的是通过组态动画、画面或者文字等在用户程序中提示出报警信息，这样系统操作人员就能够及时掌握系统运行中故障的情况，并且采取有效措施进行处理。报警系统在运行的过程中主要是包含实时检测系统中的电机、电流、电压等运行情况；实时对系统的开关、变频器的运行以及主令开关等进行监测。
（2）通过使用PLC系统中的内部定时器，对输入端口可能存在的错误信号进行屏蔽：不同工步在PLC内部定时器运行中有不同的逻辑关系，主要包含按钮、水平信号等各种敏感软件，各个行程开关的信号发出的时间需要由工步定时器进行制定，只有这样才能充分发挥定时器的作用。
结语
船闸电气自动化设备在电气自动化技术不断发展同时也实现了较快的发展，通过船闸电气自动化设备的改造和技术创新，利用综合性的技术在船闸设备计算机辅助管理、设备诊断维修、自动巡检等各个方面进行不断的探索，能够有效地消除船闸运行中存在的缺陷，并且使船闸的自动化控制性能获得极大的提升，确保了船闸使用的安全性和稳定性，提升了船闸的通航效率，对其他相类似的技术改造具有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]李桂华.船闸电气自动化设备改造与技术创新探讨[J].科技创新导报.2016（04）.
[2]朱阿宝，黄琦兰，张洪志.探讨电气自动化在水运工程中的应用现状[J].科技风.2016（01）.
[3]程彪.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技与创新.2016（19）.
论文作者:李登玺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/17
标签：船闸论文; 技术论文; 电气自动化论文; 设备论文; 传感器论文; 系统论文; 技术创新论文; 《基层建设》2018年第33期论文;