滨海县丁字港船闸管理所江苏盐城224500
摘要：自动化控制设备在很多领域中都得到广泛地应用，其在船闸中发挥着重要作用，本文研究了船闸电气自动化设备改造与技术应用。
关键词：船闸；电气自动化；设备改造；技术应用
前言：
自动控制化技术有效提升了各项生产工作效率，自动化控制设备在船闸运行管理中发挥了重要作用，保证了船闸的安全稳定运行。
1、船闸的概述
船闸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。
2、船闸电气自动化设备改造
2.1电气设备的整修整改
在对船闸电气自动化设备进行改造的过程中，第一个阶段就是整段改造，在这个阶段当中，主要使用的是外国先进的设备，但是并不是完全按照我国船闸工程的型号特点进行设计的，这样就导致设备在具体使用的过程当中，影响到船闸工程建设的具体情况，不利于船闸设备的具体运行，严重影响到了航道的通行情况，阻碍了我国经济的发展，在这个阶段是我国船闸工程最为困难的阶段，船闸设备不能更好地运行。之后经过很长一段时间的时候以及学习，部分工作人员充分了解了电气自动化设备的运行情况，这样就进入了对电气自动化设备改造的第二阶段，也就是过渡期。在过渡期当中，不表示我国船闸设备不能很好地接受自动化设备的控制，也不代表我国自动化技术水平的掌握程度，而是同第一阶段相比，在这个时期主要是暴露了设备存在的隐蔽问题，在最后一个阶段主要是对电气自动化系统进行简化，这样就可以对第二阶段当中设备存在的隐蔽问题进行合理的修正。
2.2电气设备改造的技术特征
船闸在使用电气自动化设备以后，需要对企业进行改造，而其中体现的技术特征，与不同设备在不同阶段呈现出的状态有着直接的关系。第一阶段的技术特征，是对设备外部处理技术的改造。我国通过自主研究，以及和国外合作的方式，掌握相关的处理技术。该技术主要适用于处置设备缺陷的时期，这样可以有足够的时间进行技术改造。在初次改造的过程中，让我国的船闸运行更加的问题，能够正常的运行，不会突然出现问题。第二阶段的技术改造，主要就是在电气化设备的快速发展的阶段，该阶段我国已经有一定的能力进行自主研究和研发相关的技术和设备。而且以自动化控制技术为基础，尤其是控制系统以及传感系统等，因此我国在这一阶段的技术就达到了质的飞跃。最后一个阶段就是现阶段，我国船闸电气设备改造的技术，主要是利用计算机控制整体系统，并且大规模的使用了以太网和PLC等技术，并且实现了传感装置的大量运用。而且保证了船闸不间断的运行。
3、船闸电气自动化设备改造技术应用
3.1船闸电气拖动及调速技术
3.1.1船闸人字门启闭机
我国的船闸电气自动设备改造技术创新之中，其中是对船闸的电器拖动以及调速技术的改造，而在整个改造过程中，其中创新的技术主要就是船闸人字门启闭机。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
船闸活动桥采用的是滑差电机拖动，最初采用开环控制，在运行过程中发现其无法实现与电气的同步运行，因此对此加以改造，通过增加光电码盘式高度/高差检侧装置、伺服电机，有效地改善了同步性，并实现了同步跟踪。此后，针对闭环跟踪调速系统做出了改造，通过旋转编码器与单片机技术的运用大大地提高了系统的可靠性、易维护性。同时，通过PLC技术与变频器的应用也显著地提升了系统的可靠性、可维修性。
3.2传感技术
船闸电气自动化中传感器具有十分重要的作用，传感器性能好坏直接影响着自动控制的安全与稳定，以及船闸的运行效率。因此，一直以来针对船闸传感器的改进、升级与创新都做出了长期的探索。船闸所涉及的传感器有多种，包括了高度/开度、位置、压力、水位、温度等多种传感器。高度传感器的演变是由定制光电码盘到旋转编码器的，其传动装置是一种链轮链条传动机构，其优势在于结构简单，可靠性高。位置传感装置多用于户外环境，并且使全天候运行的，因此要成功运用该传感装置，保证其防护等级、防护装置的加工精度非常重要。同时，传感装置有无位置精调功能对传感器的使用与易维护性有巨大的影响。
3.3软件技术创新
（1）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PLC内部定时器对可能发生于输入端的误信号进行屏蔽：不同工步在PLC内部定时器中具有相对固定的动作逻辑关系，包括按钮、水平信号等敏感软件和各行程开关的信号发出时间必须要在工步的特定时刻，才可以发挥作用。这一特点可以通过对内部定时器的应用对PLC进行限定，使其只有在规定的时间内才能够采集开关和敏感元件的信号，从而将在规定时间段范围外可能发出的包括干扰信号在内的误信号屏蔽掉，这样就能够有效地降低由于误输入而造成的各种误输出的发生概率。
3.4控制工艺流程
控制工艺流程，是自动化技术创新的最后一个要求，这与设计和创新的态度有关系，流程越简单，对设计和创新的帮助越大。首先，利用计算网络进行控制，这是目前我国比较重要的对船闸的控制方法，最重要的是，控制流程的简单化，对计算机控制船闸的运行具有巨大的优势。在设计的时候，内部要精细化，这样可以避免因为程序以及零部件等原因，导致控制出现问题。其次，在创新控制工艺流程的时候，应该秉承在不影响正常船闸运行的基础上，实现简单化设计的目标和要求。最后，则是在借监控方面实现精密化的处理。一定设定在线检测系统，以及对船闸的固定检测系统，并且逐渐完善。这也是控制工艺流程一个重要环节。
4、结语
总而言之，通过船闸电气自动化设备的改造和技术创新，能够有效地消除船闸运行中存在的缺陷，提升了船闸的通航效率。
参考文献：
[1]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（l）
[2]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）