设计和应用船闸自动化控制系统的措施分析

赵静薇

摘 要 进行船闸自动化控制系统设计的主要目的是实现对船闸系统的自动化控制，借助自动化控制技术来提升船闸管理效率，保证船舶的快速进出。在系统设计中，可编程控制控制器（PLC）的作用较为突出，不仅能增强船闸控制的自动化水平，也可提高控制动作的准确性，保障船闸自动化控制系统的高效运行。基于此，文中针对该系统的设计方法和应用措施进行分别研究。

关键词 船闸;自动化控制系统;系统设计;系统应用

1船闸自动化控制系统设计分析

1.1 系统组成

系统组成包括PLC控制柜、操作臺、端子箱、备用动力箱、集控室、船闸机房等。具体的系统设计方案可结合船舶停靠要求，适当增加PLC控制柜的设置数量以及操作台的设置数量，最重要的是对船闸机房规模进行合理设计。

1.2 控制模式设计

在自动化控制系统设计的过程中，为了提升控制系统动作的可靠性，可在系统内部设置两种控制模式，一种为依靠计算机执行操作的全自动化控制模式，一种为手动控制模式，其中的计算机控制模式需要借助组态软件来实现。进行控制动作时主要是通过接收水位信号来执行相应的开关阀门控制操作。当水位信号满足开闸要求后，系统便会自动做出响应，连续做出开关阀和开关闸门的操作。这一操作指令需要根据水位信号的接收状况来确定，一旦水位信号接收不当，便会使计算机操作模式失去作用，此时便可启动手动控制模式，从而保障船闸系统动作的可靠性。

1.3 船闸运行控制功能设计

船闸系统运行的过程中，其控制方法可被细分为分散控制和集中控制，其中的集中控制指的是根据监控中心所做出的指示完成的一系列控制动作，表现出程序运行的特征，而分散控制则是由控制人员单一进行闸门开关的单侧控制动作。上述两种控制方式均可借助PLC完成。单向过闸流程见图1：

1.4 自动语音播报功能设计

因船闸控制的过程中所使用的语言较为固定，主要包括调度语言，船舶信息等。为了降低值班人员的人工播报压力，可以根据既有的船闸控制用语建立起相应的固定语言库，并且与组态程序建立联系，当船闸控制系统做出动作时，便可触发语音播报系统，使其根据船闸控制动作做出相应的安全提醒。在遇到特殊情况时，也可进行人工播报。该语言播报系统的设立可有效降低工作人员的工作量，并且有助于提升播报语言的规范性和标准性，使其服务能力得到更好的提升。

1.5 安全检测功能设计

在该系统中所应用的PLC程序中本身就自带自我诊断和安全检查功能，但并不能实现对整个船闸控制系统功能的检验，因此还需在系统内部设置安全检查装置，对于机油油压、油温以及机油运用状况进行全面检验。此外，对系统内部的各个机械设备进行检验，及时发现设备运行异常现象，以免由于出现设备故障问题，对系统安全造成威胁[1]。

1.6 应急处理设计

为保障船闸控制系统的运行可靠性，可根据以往的船闸控制经验，分析其中可能存在的安全问题，且制定相应的应急处理程序，确保在发生突发性事件时均能实现一键处理，全面提升事件处理的效率，避免由于人工操作所带来的失误影响。

2船闸自动化控制系统的应用措施

2.1 合理配置系统功能，提升系统动作可靠性

在系统设计过程中，可根据船闸控制要求对相应的系统功能组件进行合理配置，借助组态软件实现对各类信息的全面采集，并且结合操作要求，将其形成图形、文本或者画面等形式为相应的操作人员提供可靠的数据支持。船闸系统运行过程中的各类状态均可借助操作台电脑来及时了解，组态软件的应用可使系统操作更为简便，部分程序动作通常可一键点击完成。同时还支持人机对话功能，操作人员可通过与计算机系统对话来全面控制操作界面，并且对控制动作及流程进行多次确认，从根本上提升船闸控制动作的可靠性。

2.2 设置系统显示屏，直观了解闸门运行状态

船闸控制系统的控制动作主要包括开启、关闭阀门和开启或关闭闸门，在操作过程中，是根据红绿灯之间的转换来判断闸门和阀门的动作状态[2]。在特定情况下，受到操作人员专业能力影响，很可能出现判断失误的状况，为了避免此类问题的发生，可以在系统内部设置屏显设备，借助传感器及时获取船闸动作状态，并将其运行状态直观地显示在系统界面上，这同时也能为故障查找提供便利。

2.3 设置闸阀门纠偏系统，提升闸阀门的同步率

在阀门的顶端位置设置光电开关以及反光板，主要目的是对闸门的控制偏差进行控制。PLC程序可借助传感器变量的调节来实现对闸阀门的控制操作，确保二者实现同步动作。此种控制方法的应用有效提升了液压系统的运行稳定性，使得闸阀门动作可以同步进行。

3结束语

考虑到船闸自动化控制系统的运行特点，可以借助PLC编程以及组态软件实现对开关闸动作的控制。同时，结合船闸动作控制要求，对系统功能进行优化，通过合理设置控制模式，增设自动语音播报功能、安全检测功能和应急处理功能来提升系统动作的规范性以及可靠性，使其在业内具备更好的竞争力。

参考文献

[1] 朱祥辉.浅述船闸自动化控制系统的设计与应用[J].华东科技：学术版， 2013（12）：3.

[2] 陈宇.关于船闸自动控制系统的设计与应用[J].商品与质量，2015， （45）：64-65.