一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统的制作方法

本发明属于水运交通技术领域，涉及一种船闸防撞技术，尤其涉及一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统。

背景技术：

船闸是水利枢纽工程的主要通航建筑物之一，其安全高效运行是确保水域通航的重要保障。船闸防撞警戒装置是安装于船闸人字门门前，防止船舶碰撞闸门而设置的辅助警示保护设备。船舶(或船队)进船闸后，为防止或尽量减轻由于驾驶员的操作失误或船舶故障使船舶或船队向人字闸门迎面滑冲而造成撞击人字闸门的事故，在船闸闸首设置防撞警戒装置，以提醒船舶或船队驾驶人员在船舶进闸后谨慎驾驶操作，严格按规定的航速驶进人字门。此外，如一旦发生事故，防撞警戒装置将起到一定的阻挡船舶和吸收冲击能量并使船舶减速的作用，从而一定程度上杜绝和减轻对闸门和船舶的损害。防撞装置的运行指令与其他设备动态相关联，达到船舶移泊靠近时防撞装置能下降到位，船舶需要通过防撞装置能提升到位的效果。

防撞警戒装置通常主要由起升机构、活动钢丝绳支架、钢轨及埋件、挡船索、警戒牌等组成。起升机构依次由电动机、制动轮联轴器(包括制动器)、浮动轴，制动轮联轴器(包括制动器)、减速器、卷筒组、吊钩组及定滑轮组组成。起升机构由一个电动机通过联轴器、浮动轴、制动轮与减速器高速轴相连接，减速器的输出轴与卷筒上的球铰式联轴器连接，带动其旋转并通过卷筒的转动带动钢丝绳和吊钩组在开口形井槽内升、降，吊钩组与活动钢丝绳支架的吊耳相连。

当前防撞警戒装置主要有以下两个方面的缺陷：（1）当船舶停泊的位置太靠前，位于防撞警戒装置挡船索的下方，则挡船索下降时会挂在船头，且无任何报警。（2）起吊钢丝绳因其处于动滑轮组与下护罩之间，间隙较大，当挡船索下降受阻时，会导致起吊钢丝绳脱出吊钩动滑轮轮槽。这前两种情况的发生都会导致防撞警戒装置的严重损坏，进而影响船舶移泊和继续运行，而集控人员通过摄像头不一定能及时发现，所以需要增加对这两种险情的预警和预防保护。

因此，基于上述分析需要设计新的保护装置和报警程序，让防撞警戒装置具有解决以上两个缺陷的功能。

技术实现要素：

本发明的目的是为了在出现挡船索下降受阻时，及时提醒工作人员进行应急处理和调查取证，避免船闸组件/附属组件或船舶进一步遭到更严重损伤。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，它包括挡船索、与挡船索在连接部连接的提升机构、报警机构，提升机构包括卷筒组，在卷筒组上设有起重量限制器，卷筒组通过起吊钢丝绳与挡船索连接。

还包括控制器，控制器的数据端分别与重量限制器、报警机构连接，控制器可根据重量限制器检测的数据对报警机构进行控制。

上述起重量限制器用于检测钢丝绳下端负重的重量，所检测的重量低于欠载点则报警值报警机构报警。

上述挡船索在端部与船闸的闸槽连接，在闸槽的顶端设有用于安装起重量限制器的底座，起重量限制器包括轴承座、放大器、压力传感器、显示屏，轴承座设置在压力传感器上。

上述轴承座感受的压力由压力传感器检测后，转换成模拟量电信号，再送到放大器进行放大，然后进行a/d转换成数字量，经处理送到数字显示屏显示。

上述闸槽包括第一闸槽、第二闸槽，挡船索横跨设置并通过两端的挡船索连接部分别与第一闸槽、第二闸槽连接。

上述起吊钢丝绳在底端通过滑轮组件与挡船索连接部，所述滑轮组件包括滑轮、护罩，滑轮与若干根起吊钢丝绳的下端连接，且在滑轮外侧面设有用于连接、限位起吊钢丝绳的轮槽，从滑轮一端至另一端且贯穿滑轮设有中心旋转轴，护罩与中心旋转轴的两端连接，挡船索连接部与护罩的底端连接。

在护罩内底侧固定设有钢丝绳防脱槽工件，在钢丝绳防脱槽工件上端面且位于各个轮槽的下方设有限位槽，轮槽与限位槽配合可将起吊钢丝绳的下侧限位。

一种防撞挡船索下放故障停机的处理方法，它包括以下步骤：

步骤1）“防撞装置故障”报警；

步骤2）检查核实故障现象及原因；

步骤3）如果防撞挡船索落在船上，防撞机房内触摸屏显示“中隔墩欠载”或“非中隔墩侧欠载”，操作现地提升防撞并指挥船舶后退；

步骤4）当船舶后退至禁停线以内后，复位故障；如果故障不消失，则现地控制方式将防撞挡船索提升至上到位再切除，进行后续检查；

步骤5）如果故障能消失，则现地控制方式将防撞挡船索降至下到位；恢复集控运行。

本发明有如下有益效果：

1、在卷扬提升机构上安装了一个起重量限制器，充分利用了其欠载保护功能，并运用继电器和报警机构添加了声光报警功能，以便操作人员能尽快发现风险，第一时间应急处理；

2、设计延时判断程序，避免假报警，提高可靠性；

3、防撞警戒装置挡船索下放保护是增加的全新功能，能最大程度上防范防撞警戒装置被损坏，保护三峡船闸重要运行设备，避免财产损失；

4、制定了一套防撞警戒装置挡船索下放停机应急处理方法，能有效应对防撞警戒装置的意外碰撞和挂阻事件，节省时间成本；

5、起吊钢丝绳防脱槽装置能稳固钢丝绳，即使挡船索遇到撞击和挂船，也能有效避免起吊钢丝绳脱离动滑轮轮槽。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是防撞警戒装置整体示意图(向下游方向)；

图2是本发明中起重量限制器3与显示器结构图；

图3是本发明中新增的欠载检测保护触点；

图4是本发明plc输出点与电气继电器连接的示意图；

图5是本发明程序控制报警机构的示意图；

图6是本发明中滑轮、护罩、钢丝绳防脱槽工件连接的结构示意图；

图7是本发明根据欠载停机故障处理方法绘制的故障处理流程图。

具体实施方式

如图1至图6所示，一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，它包括挡船索1、与挡船索1在连接部连接的提升机构、报警机构4，提升机构包括卷筒组2，在卷筒组2上设有起重量限制器3，卷筒组2通过起吊钢丝绳5与挡船索1连接。

还包括控制器，控制器的数据端分别与重量限制器3、报警机构4连接，控制器可根据重量限制器3检测的数据对报警机构4进行控制。

起重量限制器3用于检测钢丝绳5下端负重的重量，所检测的重量低于欠载点则报警值报警机构4报警。

当船舶处于挡船索1下方时，挡船索1下降则会落在船体上，起吊钢丝绳5松弛，卷筒组2受到向下的拉力减小，相应的起重量限制器3检测到的重量降低，低于欠载点报警值时内部继电器动作，控制器可选plc系统，信号输入到plc系统内，经程序处理后控制报警机构4启动，优选的，报警机构4为声光报警器。

挡船索1在端部与船闸的闸槽连接，在闸槽的顶端设有用于安装起重量限制器3的底座3-4，起重量限制器3包括轴承座3-1、放大器3-2、压力传感器3-3、显示屏3-5，轴承座3-1设置在压力传感器3-3上。

轴承座3-1感受的压力由压力传感器3-3检测后，转换成模拟量电信号，再送到放大器3-2进行放大，然后进行a/d转换成数字量，经处理送到数字显示屏3-5显示。

更具体的，闸槽包括第一闸槽9、第二闸槽10，挡船索1横跨设置并通过两端的挡船索连接部11分别与第一闸槽9、第二闸槽10连接。

起吊钢丝绳5在底端通过滑轮组件与挡船索连接部11，所述滑轮组件包括滑轮6、护罩7，滑轮6与若干根起吊钢丝绳5的下端连接，且在滑轮6外侧面设有用于连接、限位起吊钢丝绳5的轮槽，从滑轮6一端至另一端且贯穿滑轮6设有中心旋转轴12，护罩7与中心旋转轴12的两端连接，挡船索连接部11与护罩7的底端连接。

在护罩7内底侧固定设有钢丝绳防脱槽工件8，在钢丝绳防脱槽工件8上端面且位于各个轮槽的下方设有限位槽13，轮槽与限位槽13配合可将起吊钢丝绳5的下侧限位。

为了便于实施，具体的关于滑轮组件的连接结构，起吊钢丝绳在底端通过滑轮组件与挡船索连接部，滑轮组件包括动滑轮，起吊钢丝绳有三根拖着动滑轮，钢丝绳防脱槽工件的三个圆弧小槽对应的是起吊钢丝绳的位置下方，小槽圆弧半径r略大于钢丝绳截面半径，钢丝绳防脱槽工件的半径r取决于钢丝绳与动滑轮下护罩的间隙。当防撞警戒装置挡船索落在船体，起吊钢丝绳松弛时，工件能限制松弛范围，依然把钢丝绳限制在动滑轮轮槽内。

关于西门子plc（s7-300）的程序设计，如图3所示，起重量限制器（qcx-2m）内部继电器（f70u01）的21、22常闭触点引入到plc系统的di模块u01的i1.1点位，当欠载发生时i1.1点位数字量输入由1变为0。

当起重限制器欠载继电器动作后，给plc模块的输入口i1.1送电信号，i1.1常闭变为常开，定时器t65的s端有一个下降沿（1变化到0），经过设定的2s延时后给寄存器m01赋值1，如果在2s的计时过程中i1.1变为常闭，则定时器t65将停止，m01保持状态为0；如果之后有复位信号m02，则m01值会清零。

sr触发器还是起一个复位作用，如果在现地plc系统的触摸屏复位故障，则m02有脉冲，故障报警信号会中断，寄存器m03会重置为0。中隔墩侧故障信号m03与非中隔墩侧故障信号m04合并向寄存器m05赋值，意思为中隔墩侧或非中隔墩侧两者只要有一侧有故障脉冲，则寄存器m05会被赋值为1，最后给欠载故障输出点q01.1赋值，向现地plc系统输送故障信息。

如图4所示，do模块上欠载故障输出点q01.1输出24v电压，经端子x01.44至安全制动器接触器k01，接触器得电动作，从而实现保护停机。

如图5所示，把输出点q01.1出来接到的端子排4-1的端子x01.44与x01.45短接，再从x01.45端子接到报警机构（nd2-51zfr/dc24v），达到故障时触发声光报警的效果，报警机构选用电源为dc24v的产品。

如图7所示，一种防撞挡船索下放故障停机的处理方法，它包括以下步骤：

步骤1）“防撞装置故障”报警；

步骤2）检查核实故障现象及原因；

步骤3）如果防撞挡船索落在船上，防撞机房内触摸屏显示“中隔墩欠载”或“非中隔墩侧欠载”，操作现地提升防撞并指挥船舶后退；

步骤4）当船舶后退至禁停线以内后，复位故障；如果故障不消失，则现地控制方式将防撞挡船索提升至上到位再切除，进行后续检查；

步骤5）如果故障能消失，则现地控制方式将防撞挡船索降至下到位；恢复集控运行。