安全系统在三峡工程升船机中的设计应用

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1、第37卷第9期华电技术V01．37N0．92015年9月HuadianTechnologySep．2015安全系统在三峡工程升船机中的设计应用刘炳锋，秦闻宇(1．华电郑州机械设计研究院有限公司，郑州450015；2．郑州铁路局电务处，郑州450009)摘要：三峡工程升船机具有吨位大、提升高度高及上、下游水位变幅快等特点，是目前世界上技术难度和规模最大的升船机。介绍了安全系统及其在三峡工程升船机中的应用情况，分析了系统设备选型、故障分类及控制流程，得出了应用该系统在保障三峡工程升船机稳定运行的同时，可极

2、大地提高整个系统可靠性的结论。关键词：三峡工程升船机；安全系统；控制流程；故障类型；设备选型中图分类号：Tv74文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)09—0019—03解决生产过程中安全问题的工程技术。系统安全工1三峡工程升船机概况程用来识别、分析和消除系统潜在的危险，使系统风长江三峡水利枢纽工程(以下简称三峡工程)险减少到可接受水平，它在保证工业生产和产品安是治理和开发长江的关键性骨干工程，具有防洪、发全方面发挥了巨大作用。电、航运、供水、养殖等巨大综合效益。在国外，系统安全工程得

3、到了广泛应用，成为工升船机又称“举船机”，是利用机械装置升降船业生产中必须采用的安全技术。在国内，随着我国舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物，是客加入WTO走向世界，系统安全工程受到高度重视，轮的快速过坝通道。三峡工程采用齿轮齿条爬升平系统安全工程从教育、研究到工程实践都得到了长衡重式垂直升船机，其过船规模为3000t级，最大提足发展。升高度113m，由承船厢、支承导向结构、驱动装置、三峡升船机是一项极其庞大而复杂的工程，工事故装置、电气控制系统等组成，具有提升高度大、程涵盖机械、液压、电气等多个

4、分系统，任何一项设提升重量大、上游通航水位变幅大和下游水位变化备的故障都可能带来灾难性后果。为了更有效、更速率快等特点，是目前世界上技术难度和规模最大科学地预防和控制事故，在控制系统之外设计一套的升船机。三峡工程升船机如图1所示。完全独立的安全系统，将极大地提高整个系统的安全性和可靠性。3安全系统设计原则J为了保证三峡升船机安全、可靠地运行，专门设立了1套独立于运行控制系统之外的升船机安全系统——以1台安全可编程逻辑控制器(PLC)为核心，以分布式I／O为分支，通过传感器独立采集信号来对升船机的运行状

5、况进行监察和预警。安全网与控制网分离，将在三峡升船机控制与管理之间增加一重防护，可以提高系统性能、确保系统安全、提高管理效能；同时，通过计算机系统对控制网和管理网的跨越，实现了控制系统与管理系统的有机融合，实图1三峡升船机示意现了升船机系统的分散控制、集中管理。3．1设备选型2安全系统】(1)选用AB公司的1756系列安全型处理器系统安全工程是2O世纪60年代迅速发展起来(该处理器有8MB内存)，配合安全型协处理器的一门新兴工程学科，它是以系统工程的方法研究、1756一LSP冗余使用，可在主控制器故障

6、时自动切换，该型处理器和协处理器均经过德国莱茵TUV认收稿日期：2015—04—16；修回日期：2015—08—18证，达到sIL3等级。·20·华电技术第37卷(2)选用AB公司的1734系列安全I／0模块，(1)一级故障：报警并参与控制，将使系统紧急该模块经过TUV认证，达到SIL3等级，具有8路数停机，加入故障历史记录查询。字量输输出能力，带有信号隔离和过压保护能(2)二级故障：报警并参与控制，将使系统快速力，多个模块组合并使用能够满足系统对多个传感停机，加入故障历史记录查询。器信号的读取和输出

7、。(3)三级故障：只报警，不参与控制，加入故障(3)根据监视位置、测量精度的不同，安全系统历史记录查询。的传感器主要分为以下几类：水位计、水位仪、压力(4)四级故障，只报警，不参与控制，不加入故式传感器、红外测距仪、红外开关、绝对位置编码器、障历史记录查询。格雷母线长行程测量装置等。5安全系统结构设计3．2配置原则(1)PLC的本地机架和远程I／O之间采用光纤三峡工程升船机安全系统结构如图2所示，控环网络连接。制流程如图3所示。(2)为保持其独立性，“安全控制站”与其他各堕—．————lI，LJI(6

8、电口)二二现地站不建立通信连接，只通过双环光纤网与上位机建立通信连接。(3)“安全控制站”的输入信号直接由远程I／O主从现地设备读取，安全信号应直接从监控装置(如机集控室架限位开关)处获得。1故障安全PLC(4)“安全控制站”的输出信号为本地机构动作远程××××．7l0”触摸屏I，0站允许信号与紧急停止信号(含驱动站驱动装置停止IJ××××●H∽××××●Lsxxxx—MS06T信号)。安全信号接点闭合时，允许升船机机构动f6电口1上厢头故障安全作运行；