CN111762704A - 一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置及自动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，由集控机房分别与第一机房和第三机房通过以太网连接，第一机房和第二机房、第三机房和第四机房分别以ModBus+总线连接组成。其中所述集控机房由集控主机顺序连接集控交换机和集控PLC组成；所述第一机房由第一现地交换机依次连接第一PLC和第一张紧绞车组成；所述第二机房由第二PLC连接第二张紧绞车组成；所述第三机房由第二现地交换机依次第三PLC和第三张紧绞车组成；所述第四机房由第四PLC连接第四张紧绞车组成。本发明的控制装置可对失控船舶实施一定张力的阻拦索拦截，避免船舶对船闸的直接碰撞。本发明还公开了一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的自动控制方法。

Description

一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置及自动控制方法
技术领域
本发明属于船闸保护控制技术领域，涉及一种船闸防撞阻拦索控制装置及控制方法，更具体地说，是涉及一种采用PLC控制液压绞车来实现的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置及自动控制方法。
背景技术
船闸作为内河航道重要的通航设施，其运行效率直接制约着内河航运的发展。随着经济的发展，水上交通运输业也蓬勃发展，使得船舶通闸需求增加，也引起船舶与船闸间的碰撞事故概率提高。事故的发生极易引发航运堵塞，严重时产生闸毁船沉的悲剧，给相关航运企业带来巨大的经济损失。为避免此类事故，除了要严格控制船舶进闸速度，还有必要在闸门前设置防撞装置。
目前国内只有极少量的大型船闸设有防撞装置，如葛洲坝水利枢纽二号船闸，而小型船闸则是空白。大型船闸由于过闸的船只往往排水量大，船首高，防撞装置需要两根不同高度的阻拦索来拦截，采用制动油缸来连接阻拦索，带来的问题有：1、由于制动油缸行程的限制，使得制动距离较短；2、由于制动距离短，势必需要制动油缸有更大的制动力，使得制造成本增加，基建等建设成本也相应提高。而内河小型船闸过闸的船只则吨位小，船首低，采用一根阻拦索即可实现对失控船舶的拦截。同时为进一步减小建设成本，可通过延长制动距离来减小制动力，此时采用制动油缸的方式就不太适宜，而采用可存储更长阻拦索的液压绞车作为产生制动力的装置则显得切实可行。
由于大型船闸和小型船闸的特点不同，大型船闸的防撞装置不太适合小型船闸的要求，采用低成本的新的控制装置以及由其产生的新的控制方法是解决小型船闸闸门防撞的关键所在。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有装置移植到小型船闸后所带来的问题和不足，提供一种适合内河小型船闸的防撞阻拦索控制装置及自动控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，由集控机房、第一机房、第二机房、第三机房和第四机房组成。其中所述集控机房由集控主机顺序连接集控交换机和集控PLC组成；所述第一机房由第一现地交换机依次连接第一PLC和第一张紧绞车组成；所述第二机房由第二PLC连接第二张紧绞车组成；所述第三机房由第二现地交换机依次连接第三PLC和第三张紧绞车组成；所述第四机房由第四PLC连接第四张紧绞车组成。所述集控交换机还分别与第一现地交换机和第二现地交换机通过以太网通讯连接；所述第一PLC和第二PLC通过ModBus+总线连接；所述第三PLC和第四PLC通过ModBus+总线连接。集控主机可通过对集控PLC的操作以以太网通讯的方式对第一PLC至第四PLC进行控制，并把闸门开启和关闭的信号传送给第一PLC至第四PLC。
所述第一机房、第二机房分别布置于上游闸门外河道两岸；第三机房、第四机房分别布置于下游闸门外河道两岸；所述第一张紧绞车和第二张紧绞车通过阻拦索连接；所述第三张紧绞车和第四张紧绞车通过另一阻拦索连接。
所述集控PLC由电源模块、CPU模块和以太网通讯模块构成；所述第一PLC由电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和以太网通讯模块构成；第二PLC由电源模块、ModBus+通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块构成；所述第三PLC由电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和以太网通讯模块构成；第四PLC由电源模块、ModBus+通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块和开关量输出模块构成；所述第一PLC和第三PLC的CPU模块均具有ModBus+通讯接口。其中模拟量输入模块采集压力传感器信号，开关量输入模块采集编码器及电磁换向阀的电磁铁得失电状态信号，开关量输出模块输出信号对电磁铁、液压源以及报警器进行得失电控制。
所述第一张紧绞车、第二张紧绞车、第三张紧绞车和第四张紧绞车，均采用相同的液压系统。所述液压系统均由液压源、三位四通电磁换向阀、双向液压锁、单向节流阀、单向缓冲溢流阀、液压马达、制动器、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、减压阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀、安全阀、压力传感器、蓄能器和油箱组成。所述液压源顺序连接三位四通电磁换向阀、双向液压锁、单向节流阀、单向缓冲溢流阀、液压马达；液压马达A口连接并联的第一二位二通电磁换向阀和第二二位二通电磁换向阀的进口，第一二位二通电磁换向阀和第二二位二通电磁换向阀的出口并接减压阀、安全阀、压力传感器和蓄能器的进口；减压阀、安全阀的出口连接并联的第一二位三通电磁换向阀和第二二位三通电磁换向阀的进口，第一二位三通电磁换向阀和第二二位三通电磁换向阀的出口连接制动器；制动器内置于液压马达；安全阀的出口还与油箱连接。
第一张紧绞车、第二张紧绞车、第三张紧绞车和第四张紧绞车，均为相同的结构，均由卷筒、链轮及链条、排缆丝杆、排缆导轮、光电编码器和阻拦索组成。所述卷筒由液压马达驱动，所述排缆丝杆由卷筒通过链轮及链条带动其旋转，排缆丝杆为双向丝杆，排缆导轮在排缆丝杆上移动到排缆丝杆端部时可自动改变移动方向，且排缆导轮的行程大小为卷筒内侧轴向跨距减去阻拦索直径；所述排缆导轮上安装有每圈1024脉冲的增量式光电编码器，编码器信号被PLC采集后经过运算可得到排缆导轮的旋转速度和阻拦索收放的长度。
为了达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：
一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的自动控制方法，将所述蓄能器设置为产生阻拦索的保持张紧力，所述单向缓冲溢流阀设置为产生船舶碰撞阻拦索后所需的阻力。第一机房至第四机房具有相同的控制方法，以第一机房为例，设1YA和2YA为三位四通电磁换向阀的电磁铁，3YA为第一二位二通电磁换向阀的电磁铁，4YA为第二二位二通电磁换向阀的电磁铁，5YA为第一二位三通电磁换向阀的电磁铁，6YA为第二二位三通电磁换向阀的电磁铁，所述自动控制方法包括如下步骤：
(1)第一PLC采集压力传感器、光电编码器和电磁铁得失电状态信号；
(2)第一PLC判断闸门是否为关闭状态，当是，转入下一步；当否，转入步骤(11)；
(3)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否小于p2，当是，转入下一步；当否，转入步骤(7)；
(4)第一PLC的开关量输出模块控制液压源启动；
(5)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位两通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA通电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA通电、6YA通电；
(6)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为通电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为断电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(7)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否大于压力设定值p1，当是，转入下一步；当否，返回步骤(1)；
(8)第一PLC的开关量输出模块控制液压源停止；
(9)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位两通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA通电、6YA通电；
(10)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为通电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(11)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否小于压力设定值p2，当是，转入下一步；当否，转入步骤(15)；
(12)第一PLC的开关量输出模块控制液压源启动；
(13)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位两通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA通电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA断电、6YA断电；
(14)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为通电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为断电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为断电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为通电状态时，转入步骤(24)；
(15)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否小于压力设定值p1，当是，转入下一步；当否，转入步骤(20)；
(16)第一PLC的开关量输出模块控制液压源启动；
(17)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位两通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA通电、3YA断电、4YA断电、5YA通电、6YA通电；
(18)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为通电状态、3YA和4YA中的一个或两个为断电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则转入下一步；当检测到1YA为通电状态、或2YA为断电状态、或3YA和4YA都为通电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(19)第一PLC的开关量输入模块对光电编码器传送过来的脉冲信号进行检测，转换成位移信号，并根据位移信号判断是否释放到位，当是，返回步骤(1)；当否，则在此循环；
(20)第一PLC的开关量输出模块控制液压源停止；
(21)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位两通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA断电、3YA断电、4YA断电、5YA通电、6YA通电；
(22)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为断电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为通电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为通电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(23)第一PLC的开关量输入模块对光电编码器传送过来的脉冲信号进行检测，转换成速度信号，并根据速度是否为0来判断阻拦索是否被航行的船只挂拖，当是，返回步骤(1)；当否，则转入下一步；
(24)第一PLC发出故障报警信号，提醒人工检修。
其中，所述压力设定值p1大于p2。
本发明的优点和有益效果是：
(1)本发明的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置能有效避免由于船舶操作失误或失控等原因造成的对船闸的直接碰撞，有效保护了闸门。
(2)本发明的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置操作灵活，可远程操作也可现地操作。
(3)本发明的小型船闸防撞阻拦索控制装置由于设置了较大容量的蓄能器，可以在液压源停机状态下长时间保持阻拦索张紧力，提高了液压源的使用寿命和可靠性，且在蓄能器的压力较低时能自动重启液压源给蓄能器冲压。
(4)本发明的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置可根据闸门的关闭和开启状态，自动保持阻拦索张紧和释放，且在释放状态下，通过检测排缆导轮的速度是否不等于0，来判断下沉到水底的阻拦索有没有被船只挂到而拖行，自动化程度高。
(5)本发明的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置对长期工作的电磁铁实施了冗余热备份，且具有电磁铁状态监测和报警功能，提高了系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的构成框图；
图2是本发明实施例的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置液压系统原理图；
图3是本发明实施例的内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的自动控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。需要说明，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明实施例的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的构成框图，由集控机房210、第一机房220、第二机房230、第三机房240和第四机房250组成。其中所述集控机房210由集控主机211顺序连接集控交换机212和集控PLC 213组成；所述第一机房220由第一现地交换机221依次连接第一PLC 222和第一张紧绞车223组成；所述第二机房230由第二PLC 231连接第二张紧绞车232组成；所述第三机房240由第二现地交换机241依次连接第三PLC 242和第三张紧绞车243组成；所述第四机房250由第四PLC 251连接第四张紧绞车252组成。所述集控交换机212还分别与第一现地交换机221和第二现地交换机241通过以太网通讯连接；所述第一PLC 222和第二PLC 231通过ModBus+总线连接；所述第三PLC242和第四PLC 251通过ModBus+总线连接。集控主机211可通过对集控PLC 213的操作以以太网通讯的方式对第一PLC 222至第四PLC 251进行控制，并把闸门开启和关闭的信号传送给第一PLC 222至第四PLC 251。
所述第一机房220、第二机房230分别布置于上游闸门外河道两岸；第三机房240、第四机房250分别布置于下游闸门外河道两岸；所述第一张紧绞车223和第二张紧绞车232通过阻拦索连接；所述第三张紧绞车243和第四张紧绞车252通过另一阻拦索连接。
所述集控PLC 213具有电源模块、CPU模块和以太网通讯模块的功能；所述第一PLC222具有电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和以太网通讯模块的功能，第二PLC 231具有电源模块、ModBus+通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块的功能；所述第三PLC 242具有电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和以太网通讯模块的功能，第四PLC 251具有电源模块、ModBus+通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块和开关量输出模块的功能；所述第一PLC 222和第三PLC 242的CPU模块均具有ModBus+通讯接口。其中模拟量输入模块采集压力传感器信号，开关量输入模块采集编码器及电磁换向阀的电磁铁得失电状态信号，开关量输出模块输出信号对电磁铁、液压源以及报警器进行得失电控制。
如图2所示是本发明实施例的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置液压系统原理图。结合图1，所述第一张紧绞车223、第二张紧绞车232、第三张紧绞车243和第四张紧绞车252，均采用相同的液压系统。所述液压系统均由液压源100、三位四通电磁换向阀101、双向液压锁102、单向节流阀103、单向缓冲溢流阀104、液压马达105、制动器106、第一二位二通电磁换向阀107、第二二位二通电磁换向阀108、减压阀109、第一二位三通电磁换向阀110、第二二位三通电磁换向阀111、安全阀112、压力传感器113、蓄能器114和油箱115组成。液压源顺序100连接三位四通电磁换向阀101、双向液压锁102、单向节流阀103、单向缓冲溢流阀104、液压马达105；液压马达105的A口连接第一二位二通电磁换向阀107和第二二位二通电磁换向阀108的进口，第一二位二通电磁换向阀107和第二二位二通电磁换向阀108的出口并接减压阀109、安全阀112、压力传感器113和蓄能器114的进口；减压阀109、安全阀112的出口连接第一二位三通电磁换向阀110和第二二位三通电磁换向阀111的进口，第一二位三通电磁换向阀110和第二二位三通电磁换向阀111出口连接制动器106；制动器106内置于液压马达105；安全阀112的出口还与油箱115连接。
所述第一张紧绞车223、第二张紧绞车232、第三张紧绞车243和第四张紧绞车252，均为相同的结构，均由卷筒116、链轮及链条117、排缆丝杆118、排缆导轮121、光电编码器120和阻拦索119组成。所述卷筒116由液压马达105驱动，所述排缆丝杆118由卷筒116通过链轮及链条117带动其旋转，排缆丝杆118为双向丝杆，排缆导轮121在排缆丝杆118上移动到排缆丝杆118端部时可自动改变移动方向，且排缆导轮120的行程大小为卷筒116内侧轴向跨距减去阻拦索119直径；所述排缆导轮121上安装有每圈1024脉冲的增量式光电编码器120。
设1YA和2YA为三位四通电磁换向阀101的电磁铁，3YA为第一二位二通电磁换向阀107的电磁铁，4YA为第二二位二通电磁换向阀108的电磁铁，5YA为第一二位三通电磁换向阀110的电磁铁，6YA为第二二位三通电磁换向阀111的电磁铁。在各工况下各电磁换向阀的电磁铁的得失电情况如表1所示，其中“+”表示该电磁铁得电，“－”表示该电磁铁失电。
表1
Figure BDA0002557227320000081
由表1可知，3YA、4YA、5YA和6YA电磁铁得电时间长，尤其是5YA和6YA电磁铁得电时间最长，为防止电磁铁长时间工作而造成损坏的情况，特别设置了第一二位二通电磁换向阀107和第二二位二通电磁换向阀108互为冗余热备份，第一二位三通电磁换向阀110和第二二位三通电磁换向阀111互为冗余热备份，只要热备份中的一个损坏并不影响装置工作，两个同时损坏的可能性较小，提高了系统的可靠性。
另外，由于液压源100在非停机状态下5YA和6YA始终得电，制动器106始终处于打开状态，使得无论阻拦索119张紧(到位)或释放(到位)时，由于船舶直接碰撞阻拦索119还是阻拦索119释放到水底但被船舶挂拖，液压马达105都处于可旋转状态。
如图3所示是本发明实施例的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的自动控制流程图，第一机房220至第四机房250具有相同的控制方法，以第一机房220为例，结合图1和图2，所述控制方法步骤如下：
步骤1，开始，第一PLC 222采集压力传感器113、光电编码器120和电磁铁1YA至6YA的得失电状态信号；
步骤2，第一PLC 222判断闸门是否为关闭状态，当是，转入下一步；当否，转入步骤(11)；
步骤3，第一PLC 222的模拟量输入模块检测压力传感器113的压力是否小于p2，当是，转入下一步；当否，转入步骤(7)；
步骤4，第一PLC 222的开关量输出模块控制液压源100启动；
步骤5，第一PLC 222的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀101、第一二位二通电磁换向阀107、第二二位二通电磁换向阀108、第一二位三通电磁换向阀110、第二二位三通电磁换向阀111的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA通电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA通电、6YA通电；
步骤6，第一PLC 222的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为通电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为断电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
步骤7，第一PLC 222的模拟量输入模块检测压力传感器113的压力是否大于p1，当是，转入下一步；当否，返回步骤(1)；
步骤8，第一PLC 222的开关量输出模块控制液压源100停止；
步骤9，第一PLC 222的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀101、第一二位二通电磁换向阀107、第二二位二通电磁换向阀108、第一二位三通电磁换向阀110、第二二位三通电磁换向阀111的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA通电、6YA通电；
步骤10，第一PLC 222的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为通电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
步骤11，第一PLC 222的模拟量输入模块检测压力传感器113的压力是否小于p2，当是，转入下一步；当否，转入步骤(15)；
步骤12，第一PLC 222的开关量输出模块控制液压源100启动；
步骤13，第一PLC 222的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀101、第一二位二通电磁换向阀107、第二二位二通电磁换向阀108、第一二位三通电磁换向阀110、第二二位三通电磁换向阀111的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA通电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA断电、6YA断电；
步骤14，第一PLC 222的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为通电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为断电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为断电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为通电状态时，转入步骤(24)；
步骤15，第一PLC 222的模拟量输入模块检测压力传感器113的压力是否小于p1，当是，转入下一步；当否，转入步骤(20)；
步骤16，第一PLC 222的开关量输出模块控制液压源100启动；
步骤17，第一PLC 222的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀101、第一二位二通电磁换向阀107、第二二位二通电磁换向阀108、第一二位三通电磁换向阀110、第二二位三通电磁换向阀111的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA通电、3YA断电、4YA断电、5YA通电、6YA通电；
步骤18，第一PLC 222的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为通电状态、3YA和4YA中的一个或两个为断电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则转入下一步；当检测到1YA为通电状态、或2YA为断电状态、或3YA和4YA都为通电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
步骤19，第一PLC 222的开关量输入模块对光电编码器120传送过来的脉冲信号进行检测，转换成位移信号，并根据位移信号判断是否释放到位，当是，返回步骤(1)；当否，则在此循环；
步骤20，第一PLC 222的开关量输出模块控制液压源100停止；
步骤21，第一PLC 222的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀101、第一二位二通电磁换向阀107、第二二位二通电磁换向阀108、第一二位三通电磁换向阀110、第二二位三通电磁换向阀111的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA断电、3YA断电、4YA断电、5YA通电、6YA通电；
步骤22，第一PLC 222的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为断电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为通电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为通电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
步骤23，第一PLC 222的开关量输入模块对光电编码器120传送过来的脉冲信号进行检测，转换成速度信号，并根据速度是否为0来判断阻拦索119是否被航行的船只挂拖，当是，返回步骤(1)；当否，则转入下一步；
步骤24，第一PLC 222发出故障报警信号，提醒人工检修。
其中，所述压力设定值p1大于p2。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，其特征在于，由集控机房、第一机房、第二机房、第三机房和第四机房组成；其中所述集控机房由集控主机顺序连接集控交换机和集控PLC组成；所述第一机房由第一现地交换机依次连接第一PLC和第一张紧绞车组成；所述第二机房由第二PLC连接第二张紧绞车组成；所述第三机房由第二现地交换机依次连接第三PLC和第三张紧绞车组成；所述第四机房由第四PLC连接第四张紧绞车组成；所述集控交换机还分别与第一现地交换机和第二现地交换机通过以太网通讯连接；所述第一PLC和第二PLC通过ModBus+总线连接；所述第三PLC和第四PLC通过ModBus+总线连接。
2.根据根据权利要求1所述的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，其特征在于，所述第一机房、第二机房分别布置于上游闸门外河道两岸；第三机房、第四机房分别布置于下游闸门外河道两岸；所述第一张紧绞车和第二张紧绞车通过阻拦索连接；所述第三张紧绞车和第四张紧绞车通过另一阻拦索连接。
3.根据根据权利要求1所述的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，其特征在于，所述集控PLC由电源模块、CPU模块和以太网通讯模块构成；所述第一PLC由电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和以太网通讯模块构成；第二PLC由电源模块、ModBus+通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块构成；所述第三PLC由电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和以太网通讯模块构成；第四PLC由电源模块、ModBus+通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块和开关量输出模块构成；所述第一PLC和第三PLC的CPU模块均具有ModBus+通讯接口。
4.根据根据权利要求3所述的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，其特征在于，所述第一张紧绞车、第二张紧绞车、第三张紧绞车和第四张紧绞车，均采用相同的液压系统；所述液压系统均由液压源、三位四通电磁换向阀、双向液压锁、单向节流阀、单向缓冲溢流阀、液压马达、制动器、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、减压阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀、安全阀、压力传感器、蓄能器和油箱组成；所述液压源顺序连接三位四通电磁换向阀、双向液压锁、单向节流阀、单向缓冲溢流阀、液压马达；液压马达A口连接并联的第一二位二通电磁换向阀和第二二位二通电磁换向阀的进口，第一二位二通电磁换向阀和第二二位二通电磁换向阀的出口并接减压阀、安全阀、压力传感器和蓄能器的进口；减压阀、安全阀的出口连接并联的第一二位三通电磁换向阀和第二二位三通电磁换向阀的进口，第一二位三通电磁换向阀和第二二位三通电磁换向阀的出口连接制动器；制动器内置于液压马达；安全阀的出口还与油箱连接。
5.根据根据权利要求4所述的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置，其特征在于，所述第一张紧绞车、第二张紧绞车、第三张紧绞车和第四张紧绞车，均为相同的结构，均由卷筒、链轮及链条、排缆丝杆、排缆导轮、光电编码器和阻拦索组成；其中，所述卷筒由液压马达驱动，所述排缆丝杆由卷筒通过链轮及链条带动其旋转，排缆丝杆为双向丝杆，排缆导轮在排缆丝杆上移动到排缆丝杆端部时可自动改变移动方向，且排缆导轮的行程大小为卷筒内侧轴向跨距减去阻拦索直径；所述排缆导轮上安装有每圈1024脉冲的增量式光电编码器。
6.一种如权利要求5所述的一种内河小型船闸防撞阻拦索控制装置的自动控制方法，其特征在于，所述第一机房至第四机房的自动控制方法相同，其中以第一机房为例，设1YA和2YA为三位四通电磁换向阀的电磁铁，3YA为第一二位二通电磁换向阀的电磁铁，4YA为第二二位二通电磁换向阀的电磁铁，5YA为第一二位三通电磁换向阀的电磁铁，6YA为第二二位三通电磁换向阀的电磁铁；所述蓄能器设置为产生阻拦索的保持张紧力，所述单向缓冲溢流阀设置为产生船舶碰撞阻拦索后所需的阻力；所述自动控制方法包括如下步骤：
(1)第一PLC采集压力传感器、光电编码器和电磁铁得失电状态信号；
(2)第一PLC判断闸门是否为关闭状态，当是，转入下一步；当否，转入步骤(11)；
(3)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否小于压力设定值p2，当是，转入下一步；当否，转入步骤(7)；
(4)第一PLC的开关量输出模块控制液压源启动；
(5)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA通电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA通电、6YA通电；
(6)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为通电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为断电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(7)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否大于压力设定值p1，当是，转入下一步；当否，返回步骤(1)；
(8)第一PLC的开关量输出模块控制液压源停止；
(9)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA通电、6YA通电；
(10)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为通电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(11)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否小于压力设定值p2，当是，转入下一步；当否，转入步骤(15)；
(12)第一PLC的开关量输出模块控制液压源启动；
(13)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA通电、2YA断电、3YA通电、4YA通电、5YA断电、6YA断电；
(14)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为通电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为通电状态、5YA和6YA中的一个或两个为断电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为断电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为断电状态、或5YA和6YA都为通电状态时，转入步骤(24)；
(15)第一PLC的模拟量输入模块检测压力传感器的压力是否小于压力设定值p1，当是，转入下一步；当否，转入步骤(20)；
(16)第一PLC的开关量输出模块控制液压源启动；
(17)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA通电、3YA断电、4YA断电、5YA通电、6YA通电；
(18)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为通电状态、3YA和4YA中的一个或两个为断电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则转入下一步；当检测到1YA为通电状态、或2YA为断电状态、或3YA和4YA都为通电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(19)第一PLC的开关量输入模块对光电编码器传送过来的脉冲信号进行检测，转换成位移信号，并根据位移信号判断是否释放到位，当是，返回步骤(1)；当否，则在此循环；
(20)第一PLC的开关量输出模块控制液压源停止；
(21)第一PLC的开关量输出模块对三位四通电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀的电磁铁进行得失电控制，使得电磁铁1YA断电、2YA断电、3YA断电、4YA断电、5YA通电、6YA通电；
(22)第一PLC的开关量输入模块对电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA和6YA的得失电状态进行检测，当检测到1YA为断电状态、2YA为断电状态、3YA和4YA中的一个或两个为断电状态、5YA和6YA中的一个或两个为通电状态，则返回步骤(1)；当检测到1YA为通电状态、或2YA为通电状态、或3YA和4YA都为通电状态、或5YA和6YA都为断电状态时，转入步骤(24)；
(23)第一PLC的开关量输入模块对光电编码器传送过来的脉冲信号进行检测，转换成速度信号，并根据速度是否为0来判断阻拦索是否被航行的船只挂拖，当是，返回步骤(1)；当否，则转入下一步；
(24)第一PLC发出故障报警信号，提醒人工检修。
7.根据权利要求6所述的自动控制方法，其特征在于，所述压力设定值p1大于p2。
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