董家有

摘要：如果要讓船閘在工作中可以一直保持正常運作，就一定要讓船閘機電系統(tǒng)處于良好狀態(tài)，文章介紹了船閘機電系統(tǒng)實際工作中常見的一些問題，并且對于每一種問題都進行了對應的探析，以便判斷具體是傳感器還是監(jiān)測點等設備出現(xiàn)的問題，并根據(jù)故障類型給出對應的診斷方案。

關鍵詞：船閘；機電系統(tǒng)；遠程故障；診斷；關鍵技術

1.船閘機電系統(tǒng)遠程故障診斷的現(xiàn)狀

早在2009年就有船舶專家對船閘遠程監(jiān)控系統(tǒng)的網絡拓撲結構進行了搭建，但由于某些原因并未廣泛使用，所以目前在船閘機電系統(tǒng)的遠程故障診斷這一塊并沒有太多案例和經驗積累，還需要業(yè)內人士對此進行不斷推進和嘗試。目前船閘管理部門已經對船閘機電系統(tǒng)有了越來越多的保護意識，并加大對診斷技術和檢測技術的發(fā)展投入，自然而然的船閘機電設備遠程故障診斷技術就逐漸受到了業(yè)內廣泛重視。

2.船閘機電系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象

船閘機電系統(tǒng)在實際使用中這三處區(qū)域發(fā)生故障的現(xiàn)象比較多，“機、電、門”這三塊范圍，并且其中又以電氣故障現(xiàn)象較為突出，具體故障如下：第一，液壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏，液壓傳動系統(tǒng)中比較常見的問題就是液壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏，其中又分為外泄漏和內泄漏。并且泄漏情況比較嚴重的話就會讓船閘閥門降低運行速度或者無法產生壓力導致液壓系統(tǒng)工作不能正常。第二，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)噪聲，這種問題發(fā)生的原因有多方面導致，空氣侵入液壓系統(tǒng)是其中比較常見的因素，如果在空氣侵入液壓系統(tǒng)后會導致低壓區(qū)的體積增大，而再進入高壓區(qū)時又會突然收縮導致體積變小這樣往復循環(huán)，就會讓空氣體積不斷發(fā)生改變直至產生“爆炸”現(xiàn)象，出現(xiàn)液壓系統(tǒng)噪聲；其次是液壓泵的品質不達標或者所選擇的型號并不匹配，因為液壓泵的制作過程受多重因素干擾，如果精度不夠，密封性不達標或者流量與壓力的波動較大，以及軸承品質不良都會出現(xiàn)噪聲現(xiàn)象。然后，是電動機噪聲，它主要是指通風噪聲、電磁噪聲以及機械噪聲，詳細來說就是軸承因為安裝方式不對或者設計有缺陷引發(fā)高頻噪聲或者電動機支架與電動機之間因為共振現(xiàn)象產生的噪聲。第三，是對閥門輸入提升指令后因為油泵機電組的空轉，導致閥門提升速度緩慢或者無法工作的問題。這種情況主要是多個部位同時發(fā)生故障，出現(xiàn)連鎖反應導致手輪運轉不順暢，需要從根本上解決這個問題，必須對整套手輪進行調壓。第四，PLC故障。PLC故障又分為PLC硬件故障和PLC通訊網絡損壞，其中PLC硬件故障主要指，在系統(tǒng)中的模板受到損壞而引起的故障，此類故障通常較為顯著，同時也會對系統(tǒng)的局部帶來影響；第五，電機故障。電動機在運行中由于種種原因，會出現(xiàn)故障，主要有定子繞組缺相運行，定子繞組首尾反接，三相電流不平衡，繞組短路和接地，繞組過熱和轉子斷條、斷路等。

3.船閘機電遠程故障診斷的系統(tǒng)結構

如圖1所示，船閘機電遠程故障的診斷系統(tǒng)都有對應故障現(xiàn)象以及判斷方式，它主要是通過通信協(xié)議、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、診斷服務器以及傳感器等部件組成，對于這個系統(tǒng)的主控單元來說，監(jiān)控診斷服務器必不可少，它能夠實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)以及通信協(xié)議接口等設備的操控。而數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)有可以讓多個船閘機電設備都處于實時監(jiān)控的狀態(tài)，并且其工作數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)都可以被進行上傳和儲存。

4.船閘機電遠程故障診斷關鍵技術

4.1船閘機電監(jiān)測點的選擇和布置

對船閘機電設備進行遠程故障診斷的監(jiān)測點應該分為“門、電、機”這三種類型，第一，門，這個監(jiān)測點主要是指閥門和閘門。在閥門進行受力作用的時候，閘門背拉桿能夠對其進行一定程度的反饋，所以要選擇有預應力的背拉桿，這樣在閘門安裝和制作初期，就可以事先對其增加應力讓門體呈現(xiàn)緊繃的狀態(tài)。第二，啟閉機，它的所有工作構件組成部分里面液壓缸算是核心，所以液壓缸的任何工作狀況從其參數(shù)上都可以看出啟閉機的運作情況。第三，電，是指電氣系統(tǒng)，它一般可以分成緊急故障、非停機故障以及停機故障等這三種類型進行測點。而緊急故障是說集控通訊故障或者鎖閉信號出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，非停機故障主要是指一般通訊故障或者水位傳感器故障，停機故障是說電機沒有被成功啟動或者電機出現(xiàn)過流現(xiàn)象等。這些狀況都是可以通過對配電房安裝攝像頭等操作，用來監(jiān)測突發(fā)緊急狀況和人員出入情況。

4.2傳感器的選擇和配置

在實際對傳感器進行選擇時，一定要根據(jù)監(jiān)測點的設備信號類型進行對應選擇，這樣才能將船閘機電系統(tǒng)運行的狀態(tài)信息和相關數(shù)據(jù)進行準確采集，而傳感器一般有電流表、噪音計、攝像頭、溫度計以及壓力表等部件組成。首先，在線油液檢測儀，它能夠對輸入電壓、在線壓力、流體溫度以及測試粘度等各項指標進行監(jiān)控，有便攜式和固定式這兩種油液污染檢測儀的選擇。第二，壓力傳感器，目前所有的壓力傳感器都可以實現(xiàn)小型化，并且功能不會產生任何改變，它可以對動態(tài)壓力等數(shù)據(jù)進行快速和精確測量，還可以實現(xiàn)遠距離傳輸、多點巡回檢測、適時處理以及信號轉換等多種功能。第三，溫度傳感器，它是說可以準確感知溫度并能夠轉化成信號進行輸出的一種傳感器類型，有較多的類型和品種，可以根據(jù)實際機電設備的運作方式以及工作環(huán)境進行對應挑選。第四，應變片，這個部件一般情況下是對閘門背拉桿的受力狀態(tài)進行測量，通常都會選擇三向應變片。

4.3遠程故障診斷專家系統(tǒng)與故障類型預判段

船閘機電設備的遠程故障診斷專家系統(tǒng)方案模型一般是圖2所示情況。

而船閘機電設備的遠程故障診斷專家系統(tǒng)具有將各項儀器檢測到的設備故障代碼以及狀態(tài)進行分析，從而判斷出設備存在的故障以及發(fā)生原因，對船閘機電設備故障的類型和特診型號進行準確對應，如果專家系統(tǒng)有檢查到相應故障特征或者信號，就能夠通過數(shù)據(jù)庫里面的資料對其進行快速預判斷，并遠程讓人工專家給出對應的解決方案。

結語：

船閘機電遠程故障診斷技術不但能夠對船閘機電故障的診斷水平進行大幅提升，還能讓船閘的科學維護手段和日常安全運作都產生良好作用。本文主要對船閘機電遠程故障診斷的相關關鍵技術進行了詳細闡述，能夠讓現(xiàn)有船閘專業(yè)人員技術水平不達標等情況從技術上得到彌補，并對船閘的應急事件處理水平和能力進行有效提升。

參考文獻：

[1]曹嵐，石磊.船閘機電系統(tǒng)遠程故障診斷關鍵技術研究[J].中國水運（下半月），2018（6）.