大型耙吸式挖泥船设备机电一体化的管理措施

陈锐

摘 要：以大型耙吸式挖泥船设备作为基本对象，围绕其机电一体化管理措施展开探讨，充分考虑到了不同环境下疏浚设备的施工需求，综合耙吸式疏浚船的实际特点，进一步探讨了此类型设备的特性以及操作系统等，最终给出相关的建议，旨在提升大型耙吸式挖泥船设备的运行效率。

关键词：耙吸式挖泥船 机电一体化 管理措施

在经济持续发展背景下，我国的疏浚行业也取得了良好的发展，疏浚船的设备类型逐步丰富起来，其应用领域也逐步扩宽，疏浚船已经被广泛应用于吹填施工作业中。为了更好的满足施工需求，则需要对耙吸式挖泥船进行技术升级，提升其机电一体化水平。关于耙吸式挖泥船，其运行原理与真空吸尘器相似，基于离心泵而完成吸泥操作，基于合适的机电一体化管理措施，能够进一步提升设备性能，使其与当前的项目施工发展需求相适应。

1.某挖泥船机、电设备的四大特征

1.1 “主机一拖三”驱动技术

关于本文所探讨的耙吸式挖泥船，其额定功率为11000kW×2，综合图1的内容进行分析得知，主机是最为关键的设备，其在提供推动力的同时还增设有驱动泥泵以及主发电机，这样的复合驱动方式最为突出的特点便是性能强劲，可以更好的适应于“挖、运、吹”三种工况之中，大幅减少了船机设备的柴油机配备量，并且机、泵舱结构也得到了有效的优化。其中的轴带主发电机还发挥出了良好的节能效果，这也是一大技术突破。当然，这种柴油机高度“核心”化的方式，将会明显加大轮机管理人员的工作负担，极容易出现“牵一发而动全身”的问题。

1.2 变频装置

基于变频装置驱动的方式，具有两大基本特点：（1）电机启动过程更为平缓，能够有效的减少对于船舶电网所产生的冲击；（2）变频装置的节能效果更为明显，首先是自身减少了定子和转子阻值的能耗，其次是驱动过程中，当负荷需求出现变化时，变频装置会以实际需求为指导，可以灵活的调节电机转速，带来适应工况条件的驱动泵压力与流量，从而避免功率过剩，节省主机发出功率的油耗。

1.3 自动电站

轮电站具有自动控制的效果，主要基于MIMIC板中的PLC4以及PLC柜而实现。值得注意的是，MIMIC板的功能丰富，在模拟人工进行主配电板操作的同时还可以起到对电气设备的实时监控效果，基于特定的指令能够完成对多种模式的切换，使其与各工况达到相适应的状态，这种机电结合的方式进一步提升了船机设备的智能化水平。

1.4 IHDCS系统和PLC程序控制技术

挖泥船配备有高度集成化的系统，即IHDCS系统，其内置有丰富的PLC，彼此间既独立分工又相互协作，从而实现对船舶推进、挖泥等各项操作的控制。

2.工程案例

采用的是进口大功率主机设备，在整个船机设备中主机发挥出“心脏”的作用，在此基础上适配了IHDCS系统，加之各类型PLC则构成了设备的“中枢神经系统”，这两大关键性组成构件之间紧密联系。因此，要想提升设备的机电一体化水平，则需要对主机与软件系统做以充分的认知，在此基础上展开管理工作。

船舶施工作业复杂度较高，曾经出现了如下情况：SCADA推进系统出现了突发性异常情况，无论是主机转速还是功率值都未发生任何变化，并且泥泵的功率甚至为负值，然而PLC控制柜上的主机则处于良好运行状态。对此，工程人员对SCADA服务器采取了重启措施，但这一问题并未得到解决。考虑到工程工期的要求，只能加班进行维护。当船舶进港补给时，对其进行了深入的检查，基于对比后得知左、右两大主机与PLC之间处于稳定连接状态，但是存在于MIMIC中的PLC柜则产生了1个红灯，工程人员查阅备件说明书后，最终将问题锁定在了PLC4上，其模拟量的输入模块处于异常状态。基于合适的措施将模拟量输入模块的故障排除，此后再次启动试车，发电整体运行状况稳定，SCADA并未出现任何异常情况。

受上述案例的启发，我们围绕PLC柜完工图展开了深度的分析，对影响模拟量输入模块的因素进行分析，总结出了四大部分内容，即右主机功率、右发电机功率、右主机转速以及应急发电机功率。因此，如果在后续的运行中出现了此类问题，则可以从上述几大影响因素入手，将问题良好的解决。

3.现代疏浚船舶机电设备运行实船管理的若干建议

3.1 从历史施工案例中总结经验教训

在接船后的2个月，也随之出现了一些问题，无论是辅发电机还是应急发电机，二者在空气启动过程中都出现了咬死问题，对此工程人员进行了拆检，发现这一现象的出现与启动空气的水分过多有着密切的关联，同时船上空气设备控制系统较为丰富，所以安排了相关人员将空气瓶中的残留气体放出，进而提升了空气系统的清洁度，上述问题都得到了有效的解决。

3.2 严格按设备操作规程进行操作

在多年的发展下，我国也推出了自主研发的耙吸式挖泥船，为使得设备后的良好的运行效率，需要以说明书为指导，在此基础上编制出操作规程，对其中的各项操作流程做以明确的说明，并将其粘贴在设备上。

3.3 加强设备循环检查力度

集控室中设置有SCADA和AMS工作站，它具有很高的可视化程度，但工程人员极容易产生依赖心理，从而忽略了巡回检查工作。对此，我们对舱室内的布置情况进行了全面的分析，在此基础上绘制出了完善的巡回检查路线图，对不同的检查线路要求值班人员进行不同的检查频率，这样展开对各类设备的检查工作，可以在第一时间发现问题并将其解决，缩短设备在故障状态下运行的时间。

3.4 重点注意检查故障几率高的运行设备

伴随着施工的持续进行，发现液压间右舷液压泵站出现了较为明显的震动现象，进一步引发了液压管法兰裂纹且漏油的问题，工程施工被迫停止。出现此现象后，我们对轮机震动部位采取了加固措施，同时加大了检查力度，当出现渗油现象后在第一时间对其进行焊补。此外，还对水下电缆和液压管展开了深度的检查，每完成一个起耙操作后，都安排电机员对其展开检查。部分工程一年四季都受到了涌浪的影响，此时疏浚设备的损伤程度加剧，水下电缆也频繁出现了破损问题。因此，每天都安排人员对其进行了检查，全面保障施工的安全性。

3.5 利用监视平台，加强对疏浚和航行设备的监控

在显示屏的作用下，可以将各类设备的信息实时显示出来，但其涉及到的信息量较多，对于值班人员而言最为基础的便是要读懂页面内的各项数据，以便对设备的运行做以判断。对此，值班人员需要对一些正常运行状态下的数据做以了解，以高压冲水泵串联向左右耙头供水为例，此时的电机转速为520转/min，非异常状况下的压力为8bar，此时对应的功率达到1600kW；但如果压力下降到了6bar，对应的功率值则会提升到1900kW，这意味着喷嘴和耐磨拖板出现了严重磨损现象，应对其进行更换。

3.6 开展船员扩大自修，提高疏浚施工效率

相较于国外疏浚事业而言，我国在此方面依然有诸多值得改进的地方，最为突出的问题便是岸基支持较为薄弱，仅凭船员当前的能力对其进行修改显然不具可行性。对此，需要在专业修理的前提下，实现船员自修理论和动手能力的“传、帮、帶”，持续提升船员自修水平，减少挖泥船设备故障停工时间，以便创造出更高的疏浚施工效率。

4.结束语

耙吸式挖泥船的工作效率更高，但其在运行过程中也面临着更大的风险，因此在施工中必须将安全放在首位，基于可行的措施营造出稳定的施工环境。在实际施工过程中，我们围绕耙吸式挖泥船的避让、防风等多个方面富有针对性的制定了安全措施，并形成了应急方案，从而提升了施工安全性，推动港口疏浚事业的持续发展。

参考文献：

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