借助現(xiàn)代化的驅(qū)動(dòng)裝置和先進(jìn)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(jìng)相追求船的合理化、專業(yè)化、省勞動(dòng)力和高性 能化，近年來(lái)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(guó)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(gè)造船工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)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(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司、寶鋼集團(tuán)有限公司、中國(guó)海運(yùn)(集團(tuán))總公司等三大中央特 大型企業(yè)集團(tuán)合資經(jīng)營(yíng)，是一家2008年上半年才開(kāi)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(gè)、配套600噸龍門(mén)吊4臺(tái)， 一期建設(shè)生產(chǎn)綱領(lǐng)年造船20艘、212萬(wàn)載重噸， 擴(kuò)能工程完工后年造船能力達(dá)350萬(wàn)載重噸。

控制大型設(shè)備的穩(wěn)定、節(jié)能運(yùn)行

世界造船業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)， 正在向大型化、高速化、自動(dòng)化、穩(wěn)定可靠性的方向發(fā)展。對(duì) 于造船工業(yè)中關(guān)鍵的船舶重工設(shè)備來(lái)說(shuō)， 同樣體現(xiàn)了 上述需求。安裝于龍穴造船廠的4 臺(tái)600 t 大型龍門(mén)吊 設(shè)備由江南重工總承包，中船上海第9設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)完 成，主要完成船舶總組部分的船體分段工件起重運(yùn)輸，是船 廠關(guān)鍵設(shè)備之一。其中，2臺(tái)龍門(mén)吊跨度200m，另外一組2 臺(tái)跨度為176m，龍門(mén)吊的每個(gè)上小車鉤提升重量300t， 下小車為350t，軌長(zhǎng)800m，是目前國(guó)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(jì)每臺(tái)龍門(mén)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(duì)控制精確性要求也比較高。

根據(jù)龍門(mén)吊的設(shè)計(jì)參數(shù)，不難看 出設(shè)備控制系統(tǒng)必須保障其運(yùn)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(diǎn)正如廠方電氣控制工程師所說(shuō)，“控制邏輯并不復(fù) 雜，但控制過(guò)程必須穩(wěn)定可靠，響應(yīng) 迅速而及時(shí)。另外還希望通過(guò)電機(jī)節(jié) 能降低工廠能耗。”經(jīng)過(guò)周詳?shù)那?期考察和比較，龍穴造船最終采用了 西門(mén)子的一系列產(chǎn)品，包括中高壓 開(kāi)關(guān)柜SIMOSEC 系列； 變壓器 GEAFOL 系列； 電機(jī)SIMOVERT MASTERDRIVE系列；變頻驅(qū)動(dòng)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(jī)界面等。 在電控部分，每臺(tái)龍門(mén)吊采用一臺(tái) S7-400 PLC作為主站，13個(gè)從站PLC 和500多個(gè)I/O點(diǎn)，對(duì)上下小車、大車 移動(dòng)、各個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及兩臺(tái)龍門(mén)吊的聯(lián)吊進(jìn)行控制。在 驅(qū)動(dòng)部分，采用MASTERDRIVE多機(jī)傳動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù), 每臺(tái) 龍門(mén)吊安裝8臺(tái)逆變器，各個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的參數(shù)通過(guò)光 纖傳輸。值得一提的是，西門(mén)子先進(jìn)的AFE裝置實(shí)現(xiàn)了供電 穩(wěn)定與節(jié)能運(yùn)行，根據(jù)負(fù)載工作情況主動(dòng)調(diào)整功率因素使其 恒接近1，且無(wú)常規(guī)整流器通常無(wú)法避免的換相豁口，最大限 度減少了對(duì)供電電網(wǎng)干擾，同時(shí)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(duì)于大分段的總組，常常還需要兩臺(tái)龍門(mén)吊的同步運(yùn)行，可以聯(lián)吊1120t重物，稍有誤差，可能就無(wú)法完成指定的 任務(wù)甚至發(fā)生危險(xiǎn)。對(duì)此，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的快速光纖 通信，實(shí)現(xiàn)了精確的電機(jī)控制同步功能，通過(guò)速度絕對(duì)值編 碼器采集實(shí)際電機(jī)速度反饋與速度給定形成閉環(huán)控制，同時(shí)兩臺(tái)大車都裝有激光防碰撞器，在達(dá)到設(shè)定距離內(nèi)時(shí)發(fā)出報(bào) 警或者切斷電源。“大車同步過(guò)程中可以自動(dòng)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(dòng)裝置和先進(jìn)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。