汽车栈桥应急控制改进

彭林

摘要：汽车栈桥作为连接渡轮和码头的唯一通道，是码头汽车滚装作业的核心设备，为了提高设备的应急操作能力，通过增设小流量泵组，并引入船电供电，将原有自动化运行过程分解为各机构的单动手动控制，实现应急情况下控制栈桥设备的应急操作，确保设备的有序运行。

【关键词】汽车栈桥；应急控制；船电接入

中铁渤海铁路轮渡公司经营跨海铁路和汽车滚装运输业务，汽车通过汽车栈桥从码头待渡场安全驶入渡轮汽车舱。汽车栈桥设备是连接渡轮和a码头的唯一通道，设备可靠运行是码头滚装汽车上下渡轮作业的关键核心。为提高汽车栈桥设备的可用性，在原有汽车栈桥设备系统增设应急操作系统，实现在应急情况下设备的有序使用。

1.汽车栈桥液压电控设备构成

液压系统通过执行油缸驱动钢梁升降及搭接渡轮随动运行和栈桥支撑位置的锁定运行。液压系统由液压泵站、两组升降油缸、两组锁定油缸及相关配套阀件和管路系统组成。其中液压泵站包含两套互为冗余的液压柱塞泵，为系统提供液压动力。

控制系统用于协调和控制栈桥设备各部件有序运行，其中主控制系统由基于PROFIBUS总线网络的S7-300系列PLC控制站和操作显示屏组成，根据系统控制对象分布，分为操作台主控站、现场柜控制站和液压站控制站三大部分，在操作台处还设置有TP270操作触摸屏用于监控汽车栈桥运行状态。系统中还设置有单相不间断UPS电源，保障执行控制阀件的可靠运行。设备操作通过按下设在操作台上的启动按钮一键完成。

2.设备应急改进需求分析

汽车栈桥液压泵为液压系统提供动力，根据系统运行的不同阶段的需要，控制系统调整柱塞泵输出可控流量满足设备在不同工艺段液压驱动系统的需求。液压泵组流量控制是通过PLC系统模拟量输出模块驱动带有闭环反馈的泵组控制器实现的，优点是能够满足系统不同工艺段控制要求，控制精度较高，但缺点是控制较为复杂，一旦泵组控制器部分出现故障，将导致泵组无法使用，系统液压动力的丧失。

設备动力电源来自港区变电所，作业中供电电源丧失将造成汽车栈桥停止运行，栈桥无法脱离渡轮且渡轮也无法离港，中断运输。

汽车栈桥的运行由PLC系统自动控制完成，系统实时检测反馈状态，控制栈桥设备各机构协调运行。其优点一键操作能自动完成设备全部操作，缺点是一旦某个进程故障造成自动化流程无法顺序执行，导致设备停用风险。

通过以上分析，确定系统增设后备供电和应急液压动力单元，并对系统自动化流程进行应急改进是汽车栈桥应急改进的目标。

3.增设应急泵系统

系统中增设一套叶片泵单元应急泵组，为栈桥设备液压系统提供恒定液压动力，独立与原有复杂的柱塞泵及其控制系统，避免设备泵组单元故障导致系统丧失液压驱动力造成的设备停用，实现在原有液压泵系统出现故障时启动应急泵组替代提供液压动力单元要求。应急泵组由泵电机直接驱动运行，泵组电机采用星三角方式启动控制，泵组设有电机过载保护监测，实现对泵组电机的保护。

采用应急泵替代原有柱塞泵系统栈桥设备升降速度下降，但简化了泵组控制方式，降低泵组电机功率，保证了系统额定压力不变，满足栈桥应急情况下各工艺段运行需求。

4.应急泵组电源的改进

为确保应急泵组的供电持续有效，对应急泵组电源供电进行双路供电改进，除选用港区外供电系统为应急泵组提供电源外，还从靠近汽车栈桥泵房的渡船船艉处引入船电作为应急泵组的备用电源，确保应急泵组供电持续可靠。

应急泵组降低了液压动力需要容量，为从船艉处接入船电提供条件。在电源转换回路中设置了单刀双掷转换开关，实现了船电与市电的安全隔离。另外在电源系统中设置相序检测开关，确保船电接入时设备相序正确。在船电电源接入端还设置快速连接插头用于连接，提高应急情况下快速响应能力。

5.执行机构单动控制应急改进

针对自动化系统出现故障，设备流程无法继续执行导致设备故障停机问题，采用单动控制手动操作汽车栈桥各执行阀件动作，实现设备在应急情况下的持续运行。根据汽车栈桥动作要求，设置升降机构、锁定机构手动操作按钮，驱动执行机构单步动作。

改进中在原有控制执行机构PLC自动输出控制回路旁增加一套单动按钮操作回路。在控制系统中设置正常和应急操作系统切换控制开关，通过控制开关选择切换正常模式和应急模式下控制系统供电电源。各执行机构控制系统中分别增加单动操作按钮，通过系统中各位置状态反馈检测开关对单动操作进行保护，防止单动操作机构超限运行。自动回路和手动控制回路并联接入后驱动执行机构控制阀件。回路中还设置有机构状态指示灯，用于操作人员确定系统状态，机构指示灯回路独立于自动和手动控制回路。

通过手动操作部分的控制改进，直接驱动各部分执行机构的动作，解决了汽车栈桥各机构单动控制要求，实现汽车栈桥在应急情况下的升降运行驱动。

6.结束语

通过以上分析应急船电接入有效解决了码头现场因外供电缺失造成栈桥设备停用的问题，为码头设备应急电源的引入提供了新的解决方案。

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