借助現(xiàn)代化的驅(qū)動裝置和先進的控制技術(shù)，不但能夠做到大型設(shè)備的精 確化，還能保證更穩(wěn)定、更省力地如臂使指。

傅昆 亞洲控制工程

隨著世界造船工業(yè)競相追求船的合理化、專業(yè)化、省勞動力和高性 能化，近年來不斷出現(xiàn)了大型、 超大型的油輪(VLCC)、大型礦砂 船(VLOC)，以及超高速的集裝箱船等等。位于中國珠江入海口處的廣州中船龍穴造船有限公 司正是這樣一個造船工業(yè)發(fā)展趨勢的縮影，作為華南地區(qū)的現(xiàn)代化大型船舶總裝骨干企業(yè)， 龍穴造船由中國船舶工業(yè)集團公司、寶鋼集團有限公司、中國海運(集團)總公司等三大中央特 大型企業(yè)集團合資經(jīng)營，是一家2008年上半年才開工造船的現(xiàn)代船舶代表企業(yè)。目前擁有大 型船塢2座、泊位4個、配套600噸龍門吊4臺， 一期建設(shè)生產(chǎn)綱領(lǐng)年造船20艘、212萬載重噸， 擴能工程完工后年造船能力達350萬載重噸。

控制大型設(shè)備的穩(wěn)定、節(jié)能運行

世界造船業(yè)的未來趨勢， 正在向大型化、高速化、自動化、穩(wěn)定可靠性的方向發(fā)展。對 于造船工業(yè)中關(guān)鍵的船舶重工設(shè)備來說， 同樣體現(xiàn)了 上述需求。安裝于龍穴造船廠的4 臺600 t 大型龍門吊 設(shè)備由江南重工總承包，中船上海第9設(shè)計研究院設(shè)計完 成，主要完成船舶總組部分的船體分段工件起重運輸，是船 廠關(guān)鍵設(shè)備之一。其中，2臺龍門吊跨度200m，另外一組2 臺跨度為176m，龍門吊的每個上小車鉤提升重量300t， 下小車為350t，軌長800m，是目前國內(nèi)規(guī)模較大的起重設(shè) 備之一。在速度方面，根據(jù)設(shè)計每臺龍門吊的大車行走速 度為40m/min，上下小車速度45m/min，主鉤速度7.2m/min， 起升高度從-12m~476m，因此對控制精確性要求也比較高。

根據(jù)龍門吊的設(shè)計參數(shù)，不難看 出設(shè)備控制系統(tǒng)必須保障其運行的穩(wěn) 定性與控制精確性，一旦發(fā)生事故 不堪設(shè)想，這一點正如廠方電氣控制工程師所說，“控制邏輯并不復(fù) 雜，但控制過程必須穩(wěn)定可靠，響應(yīng) 迅速而及時。另外還希望通過電機節(jié) 能降低工廠能耗。”經(jīng)過周詳?shù)那?期考察和比較，龍穴造船最終采用了 西門子的一系列產(chǎn)品，包括中高壓 開關(guān)柜SIMOSEC 系列； 變壓器 GEAFOL 系列； 電機SIMOVERT MASTERDRIVE系列；變頻驅(qū)動裝置 SIMOVERT MASTERDRIVE系列；AFE 整流回饋單元； S7 - 400 系列大型 PLC；SIMATIC ET 200分布式I/O系 統(tǒng)；SIMATIC HMI人機界面等。 在電控部分，每臺龍門吊采用一臺 S7-400 PLC作為主站，13個從站PLC 和500多個I/O點，對上下小車、大車 移動、各個電機驅(qū)動器以及兩臺龍門吊的聯(lián)吊進行控制。在 驅(qū)動部分，采用MASTERDRIVE多機傳動變頻驅(qū)動技術(shù), 每臺 龍門吊安裝8臺逆變器，各個電機驅(qū)動器之間的參數(shù)通過光 纖傳輸。值得一提的是，西門子先進的AFE裝置實現(xiàn)了供電 穩(wěn)定與節(jié)能運行，根據(jù)負載工作情況主動調(diào)整功率因素使其 恒接近1，且無常規(guī)整流器通常無法避免的換相豁口，最大限 度減少了對供電電網(wǎng)干擾，同時又能有效地將再生能量回饋 電網(wǎng)。

讓大型設(shè)備也精確同步？

對于大分段的總組，常常還需要兩臺龍門吊的同步運行，可以聯(lián)吊1120t重物，稍有誤差，可能就無法完成指定的 任務(wù)甚至發(fā)生危險。對此，通過電機驅(qū)動器之間的快速光纖 通信，實現(xiàn)了精確的電機控制同步功能，通過速度絕對值編 碼器采集實際電機速度反饋與速度給定形成閉環(huán)控制，同時兩臺大車都裝有激光防碰撞器，在達到設(shè)定距離內(nèi)時發(fā)出報 警或者切斷電源。“大車同步過程中可以自動糾偏，跨距誤 差控制在±20mm之內(nèi)。”

大型船舶重工，能否如臂使指？借助現(xiàn)代化的驅(qū)動裝置和先進的控制技術(shù)，不但能夠做到大型設(shè)備的精確化，還能保證更穩(wěn)定、更省力地如臂使指。