船舶閥門(mén)遙控系統的選用與分析
1、概述
隨著(zhù)船舶自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，船舶閥門(mén)遙控系統已廣泛地應用于壓載水系統、艙底水系統以及油船輸油系統等需要對管道閥門(mén)進(jìn)行遠距離操縱和控制的場(chǎng)合。通過(guò)船舶遙控系統對現場(chǎng)管路上閥門(mén)狀態(tài)、閥門(mén)開(kāi)度顯示以及報警等的控制，可使壓載水等系統各項功能的正常運行得到保證。
2、閥門(mén)遙控系統
船舶閥門(mén)遙控系統按閥門(mén)驅動(dòng)裝置分類(lèi)主要有電力驅動(dòng)、氣動(dòng)驅動(dòng)、液壓驅動(dòng)以及電液驅動(dòng)等(表1)。
表1 閥門(mén)驅動(dòng)裝置性能
從表1中可以看到，液壓驅動(dòng)閥門(mén)遙控系統具有容易維護，適用范圍廣和成本較低的特點(diǎn)。電液驅動(dòng)閥門(mén)遙控系統具有將液壓和電氣集于一體，省去了電磁閥箱和液壓泵站的特點(diǎn)，但一般不能安裝在浸沒(méi)場(chǎng)合。故用戶(hù)在選用時(shí)，應根據實(shí)際工況和需要選擇閥的驅動(dòng)方式和遙控系統。
3、液壓驅動(dòng)系統
液壓驅動(dòng)閥門(mén)遙控系統(圖1)包括液壓動(dòng)力單元、控制單元、電磁閥箱、執行單元和應急操作單元等。
圖1 液壓驅動(dòng)閥門(mén)系統
3.1、液壓動(dòng)力單元
系統由液壓泵站(包括蓄壓器和壓縮空氣瓶)提供動(dòng)力源，泵站共設置2臺泵，互為備用，系統工作壓力為13MPa。泵的運行模式為間歇式工作，啟動(dòng)壓差一般為1.5MPa。
3.2、控制單元
控制單元包括遠程控制板和現場(chǎng)控制板。遠程控制板裝在控制室或機艙集控室的控制臺上，并配有模擬管系圖顯示閥門(mén)和閥位的狀態(tài)，在工況系統運行中能直觀(guān)地了解系統運行情況并方便控制。對于選擇遠程操作分散控制的閥門(mén)，可以由現場(chǎng)控制板控制。
3.3、電磁閥箱
電磁閥箱接受由控制臺發(fā)出的控制信號或由計算機系統發(fā)出的指令信號。閥箱包括高壓濾器、電磁閥、節流閥和供便攜式手動(dòng)泵連接的快速接頭等元件。
3.4、執行單元
執行單元包括液壓驅動(dòng)器和閥門(mén)。液壓驅動(dòng)器是安裝在閥體上且由電磁閥控制的執行器件。通常驅動(dòng)器分為單作用和雙作用兩種，根據閥的功能選擇。單作用驅動(dòng)器具有自動(dòng)關(guān)閉功能。雙作用驅動(dòng)器分為開(kāi)/關(guān)型和閥位型。船舶上使用的大部分閥門(mén)為蝶閥，也有截止閥、球閥和閘閥等。
3.5、應急操作單元
應急操作單元是通過(guò)便攜式手動(dòng)泵或固定式手動(dòng)泵操作驅動(dòng)器。應急操作單元分為甲板安裝和驅動(dòng)器上直接安裝兩種方式。甲板安裝方式用于浸沒(méi)式或操作人員難以到達的驅動(dòng)器，以便于手動(dòng)泵連接進(jìn)行應急操作。直接安裝方式用于非浸沒(méi)式且操作人員可以直接到達的驅動(dòng)器，用手動(dòng)泵連接直接對驅動(dòng)器進(jìn)行應急操作。
4、選用
4.1、系統與控制類(lèi)型
液壓驅動(dòng)閥門(mén)遙控系統如果用于獨立遙控的場(chǎng)合，建議用傳統控制方式的液壓驅動(dòng)系統，即帶有模擬管系圖的遠程控制板，便于控制室集中遙控。如果是用于與其他控制系統集成的場(chǎng)合，則選擇計算機控制而且能裝卸載自動(dòng)程序編程。
閥門(mén)的控制類(lèi)型根據工況要求選用。開(kāi)關(guān)控制用于只要求全開(kāi)或全閉位置的閥門(mén)，開(kāi)度控制用于要求閥位可連續控制的閥門(mén)。
4.2、指示方式
所有非浸沒(méi)式閥門(mén)推薦用直接式指示，尤其是舷邊和艙底閥，這意味著(zhù)信號應該直接從閥/驅動(dòng)器給出。所有浸沒(méi)式閥推薦用間接指示。間接指示可減少電纜敷設量，從降低成本考慮，也可以用于某些非浸沒(méi)式閥門(mén)。
4.3、主要部件和技術(shù)參數
(1)液壓動(dòng)力單元的液壓油儲油柜容量取決于驅動(dòng)器的數量。當驅動(dòng)器數量少時(shí)，液壓油儲油柜的容量應是一臺泵流量的20倍以上。
(2)2臺液壓泵都應具有單泵運行滿(mǎn)足整個(gè)系統的能力。泵應具有在1min內至少操作10%驅動(dòng)器的能力，且電機由單獨啟動(dòng)器控制。
(3)蓄能器在泵不運行的情況下，應有能力操作10%的驅動(dòng)器，且能滿(mǎn)足同時(shí)操作所有舷邊閥。此外，在沒(méi)有閥門(mén)操作的情況下，能在5min內補償由各定向閥門(mén)產(chǎn)生的泄漏量。
(4)動(dòng)力單元的選用還應該包括控制單元、報警單元、液壓開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、壓力控制開(kāi)關(guān)、安全閥和壓力表等器件。
(5)對于高壓系統，液壓動(dòng)力單元的工作壓力應為10～14MPa。
4.4、液壓驅動(dòng)器
(1)驅動(dòng)器類(lèi)型
對于蝶閥，選用兩端帶有機械鎖的驅動(dòng)器。對于球閥，選用可調節行程的驅動(dòng)器。在最小液壓壓力下，驅動(dòng)器能夠施加閥門(mén)開(kāi)啟力矩的1.2倍。所有要求有安全功能的閥門(mén)采用開(kāi)關(guān)量單作用驅動(dòng)器，即使在系統失電或失壓時(shí)，驅動(dòng)器有自動(dòng)關(guān)閉功能將閥門(mén)關(guān)閉，應避免用帶有開(kāi)度控制功能的單作用驅動(dòng)器。而雙作用驅動(dòng)器則用于其他功能的閥門(mén)。
(2)閥位指示
所有驅動(dòng)器應具有現場(chǎng)閥位指示器。遠距閥位直接指示由安裝在驅動(dòng)器上的信號變送器發(fā)送。限位開(kāi)關(guān)發(fā)送開(kāi)關(guān)量信號，電位器則發(fā)送模擬量閥位信號。遠距閥位間接指示由液壓管路上液壓開(kāi)關(guān)發(fā)送閥門(mén)啟閉信號，容積式指示器或流量計發(fā)送閥位信號。
5、結語(yǔ)
采用船舶閥門(mén)遙控系統.能充分發(fā)揮分散控制與集中遙控各自的優(yōu)勢�？梢詷O大地提高船舶控制系統的自動(dòng)化，以便實(shí)現閥門(mén)及時(shí)、有效、可靠和快捷的遠距離遙控。對船舶的安全航行具有很高的應用價(jià)值。
