用于内河大水位差码头的船用岸电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及船用岸电技术领域，具体涉及一种用于内河大水位差码头的船用岸电系统及其控制方法。系统包括快速连接插头、电缆、导轨、滑移小车、电缆卷筒和岸电控制系统；滑移小车内设置有与船舶对接的供电口，电缆的一端穿过滑移小车后连接快速连接插头，另一端固定在滑移小车内并与供电口连接；电缆卷筒内设置有电机，岸电控制系统通过控制电机的正转或反转来控制电缆的收放，电缆收放时，滑移小车沿导轨上下移动，初始状态时滑移小车在原点位置。本发明专利技术为解决了内河的大水位差码头使用岸电技术需要突破大水位差码头接电口和电缆长度要适应水位差的变化的难题。

【技术实现步骤摘要】
用于内河大水位差码头的船用岸电系统及其控制方法
本专利技术涉及船用岸电
，具体涉及一种用于内河大水位差码头的船用岸电系统及其控制方法。
技术介绍
随着内河码头运输的迅猛发展，停靠码头的船舶数量越来越多，靠港船舶所带来的能源浪费、环境污染和噪声污染等问题也日渐严重。靠港船舶通常使用自带柴油机发电，运行过程中排放出大量氮氧化物和颗粒物等有害物质，而且燃烧率不高柴油损耗严重。在这个背景下，研究我国内河码头的靠港船舶的用电问题是十分有必要的。从国内外发展趋势和发展水平看，船用岸电技术在沿海港口已取得较大进展，但在国内内河目前还处于起步阶段，特别是内河的大水位差码头使用岸电技术需要突破大水位差码头接电口和电缆长度要适应水位差的变化的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要针对现有技术的不足，提供一种用于内河大水位差码头的船用岸电系统及其控制方法，其能使船舶在充电时适应内河大水位差。为实现上述目的，本专利技术所设计的一种用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述岸电系统包括提供电源的快速连接插头、电缆、导轨、滑移小车、缠绕有电缆的电缆卷筒和控制电缆收放的岸电控制系统；所述滑移小车内设置有与船舶对接的供电口，所述电缆的一端穿过滑移小车后连接快速连接插头，另一端固定在滑移小车内并与供电口连接；所述电缆卷筒内设置有电机，所述岸电控制系统通过控制电机的正转或反转来控制电缆的收放，所述电缆收放时，所述滑移小车沿导轨上下移动，初始状态时滑移小车在原点位置。进一步地，所述岸电系统还包括设置在电缆上的导缆装置。导缆装置可使电缆在收放时更加顺畅。更进一步地，所述岸电控制系统包括可读取水位信号的水位监测系统、旋转编码器和岸电控制箱，所述岸电控制箱包括作为控制器的PLC和显示面板，所述旋转编码器设置在电缆卷筒上，可读取滑移小车下降位移H1；所述下降位移H1为滑移小车到原点位置的距离。再进一步地，所述水位监测系统包括可采集水位信息H2的水位传感器和与PLC电性相连的信号调理电路，所述水位传感器的底端设置在水面以下，所述水位信息H2为水位传感器底端到水面的距离H2，所述水位传感器底端到原点位置的距离为H0。还进一步地，所述水位信息H2通过信号调理电路输送给PLC，所述PLC将水位信息H2生成实时水位信息并通过控制面板显示；所述旋转编码器将采集到的滑移小车下降位移H1转换为脉冲信号输入PLC，所述PLC将脉冲信号计算生成滑移小车的实时位置信息并通过控制面板显示；所述PLC通过将实时水位信息与对应的实时位置信息进行比较而控制电缆卷筒收放电缆。又进一步地，所述PLC包括电源模块、处理器模块CPU、模拟量输入模块和模拟量输出模块。在上述技术方案中，所述PLC的输入端连接有上电开关SB、欠压断路器QS、供电开关SB1、上限位行程开关SQ、放缆按钮SB2、收缆按钮SB3、工作结束回原点按钮SB4、故障复位开关SB5和紧急停止开关SB6，所述旋转编码器与PLC的输入端电性相连；所述PLC的输出端连接有供电开始继电器KM、电机正转继电器KM1、电机反转继电器KM2、系统上电继电器K、系统停止继电器K1、上行程到继电器K2、下行程到继电器K3、系统欠压K4、小车回原点继电器K5、系统故障继电器K6和允许供电继电器K7。在上述技术方案中，用于内河大水位差码头的船用岸电系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，按下上电开关SB，所述岸电控制系统得电，滑移小车在原点位置；步骤2，所述水位传感器读取水位信息H2；步骤3，所述PLC判断水位信息H2是否在允许范围内，步骤3.1，若水位信息H2不在允许范围内，执行步骤4，步骤3.2，若水位信息H2在允许范围内，执行步骤5；步骤4，所述PLC输出系统故障，所述系统故障继电器K6得电，步骤4.1，故障信号提示灯亮，按下紧急停止开关SB6，步骤4.2，故障解除后，按下故障复位开关SB5，滑移小车到原点，返回步骤3；步骤5，所述岸电控制系统正常，所述电机正转继电器KM1得电，所述滑移小车开始下降；步骤6，所述旋转编码器读取下降位置H1；步骤7，所述PLC接收下降位置H1、水位信息H2，将水位传感器底端到原点位置的距离为H0减去下降位置H1，再减去水位信息H2，得到滑移小车到水面距离H3；步骤8，判断滑移小车到水面距离H3是否小于下限距离，步骤8.1，若滑移小车到水面距离H3小于下限距离，所述电机反转继电器KM2得电，所述滑移小车上升，返回步骤6，步骤8.2，若滑移小车到水面距离H3大于下限距离，允许供电继电器K7得电，供电允许提示灯亮，所述供电口可与船舶对接；若滑移小车到水面距离H3等于1m，允许供电继电器K7和下行程到继电器K3同时得电，供电允许提示灯和下行程搭配提示灯同时亮，所述供电口可与船舶对接，所述滑移小车不在下降；执行步骤9；步骤9，供电开始继电器KM得电，船舶开始充电；步骤10，所述旋转编码器读取下降位置H1；步骤11，所述PLC接收下降位置H1、水位信息H2，将水位传感器底端到原点位置的距离为H0减去下降位置H1，再减去水位信息H2，得到滑移小车到水面距离H3；步骤12，判断滑移小车到水面距离H3是否小于下限距离，步骤12.1，若滑移小车到水面距离H3小于下限距离，所述电机反转继电器KM2得电，所述滑移小车上升，返回步骤10，步骤12.2，若滑移小车到水面距离H3大于等于下限距离，执行步骤13；步骤13，判断滑移小车到水面距离H3是否大于上限距离，步骤13.1，若滑移小车到水面距离H3大于上限距离，所述电机正转继电器KM1得电，滑移小车下降，步骤13.2，若滑移小车到水面距离H3小于等于上限距离，返回步骤10。进一步地，所述上限距离为2m，所述下限距离为1m。除此以外，在本专利技术中，在PLC的输入端接入了不同的开关，所以滑移小车除了可以自动升降外，还可以通过手动控制升降。综上所述，本专利技术能够证明在内河码头推广岸电技术有着非常可观的社会效益和环境效益。本专利技术为解决了内河的大水位差码头使用岸电技术需要突破大水位差码头接电口和电缆长度要适应水位差的变化的难题。本专利技术为内河所有的大水位差码头提供了参考，具有科学性、实践性、可操作性和发展性的特点，有一定的理论意义和实际意义。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的工作流程示意图；图3为本专利技术中岸电控制系统的结构示意图；图4为本专利技术中控制方法的流程示意图；图5为本专利技术中各距离的关系示意图。图6为本专利技术中PLC的I/O电路图。图中：快速连接插头1、电缆2、滑移小车3、导缆装置4、导轨5、电缆卷筒6、岸电控制箱7、钢平台8、码头前边梁9。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：需要说明的是，对于我国内河码头，大多数内河船舶的电压和频率都是380V/50Hz，与码头电网电制相同，所以采用直接供电方式即通过增装隔离变压器直接连接码头电网和船舶电网，完成岸电配电房向船舶电力系统输送电能。如图1至4所示：用于内河大水位差码头的船用岸电系统，包括提供电源的快速连接插头1、电缆2、导缆装置4、导轨5、滑移小车3、电缆卷筒6和岸电控制系统。电缆卷筒6安装在钢平台8上，导轨5安装在码头前边梁9上。电缆卷筒6选用磁滞式电缆卷筒，电缆卷筒6内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述岸电系统包括提供电源的快速连接插头(1)、电缆(2)、导轨(5)、滑移小车(3)、缠绕有电缆(2)的电缆卷筒(6)和控制电缆(2)收放的岸电控制系统；所述滑移小车(3)内设置有与船舶对接的供电口，所述电缆(2)的一端穿过滑移小车(3)后连接快速连接插头(1)，另一端固定在滑移小车(3)内并与供电口连接；所述电缆卷筒(6)内设置有电机，所述岸电控制系统通过控制电机的正转或反转来控制电缆(2)的收放，所述电缆(2)收放时，所述滑移小车(3)沿导轨(5)上下移动，初始状态时滑移小车(3)在原点位置。

【技术特征摘要】
1.一种用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述岸电系统包括提供电源的快速连接插头(1)、电缆(2)、导轨(5)、滑移小车(3)、缠绕有电缆(2)的电缆卷筒(6)和控制电缆(2)收放的岸电控制系统；所述滑移小车(3)内设置有与船舶对接的供电口，所述电缆(2)的一端穿过滑移小车(3)后连接快速连接插头(1)，另一端固定在滑移小车(3)内并与供电口连接；所述电缆卷筒(6)内设置有电机，所述岸电控制系统通过控制电机的正转或反转来控制电缆(2)的收放，所述电缆(2)收放时，所述滑移小车(3)沿导轨(5)上下移动，初始状态时滑移小车(3)在原点位置。2.根据权利要求1所述的用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述岸电系统还包括设置在电缆(2)上的导缆装置(4)。3.根据权利要求1或2所述的用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述岸电控制系统包括可读取水位信号的水位监测系统、旋转编码器和岸电控制箱(7)，所述岸电控制箱(7)包括作为控制器的PLC和显示面板，所述旋转编码器设置在电缆卷筒(6)上，可读取滑移小车(3)下降位移H1；所述下降位移H1为滑移小车(3)到原点位置的距离。4.根据权利要求3所述的用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述水位监测系统包括可采集水位信息H2的水位传感器和与PLC电性相连的信号调理电路，所述水位传感器的底端设置在水面以下，所述水位信息H2为水位传感器底端到水面的距离H2，所述水位传感器底端到原点位置的距离为H0。5.根据权利要求4所述的用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述水位信息H2通过信号调理电路输送给PLC，所述PLC将水位信息H2生成实时水位信息并通过控制面板显示；所述旋转编码器将采集到的滑移小车(3)下降位移H1转换为脉冲信号输入PLC，所述PLC将脉冲信号计算生成滑移小车(3)的实时位置信息并通过控制面板显示；所述PLC通过将实时水位信息与对应的实时位置信息进行比较而控制电缆卷筒(6)收放电缆(2)。6.根据权利要求5所述的用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述PLC包括电源模块、处理器模块CPU、模拟量输入模块和模拟量输出模块。7.根据权利要求6所述的用于内河大水位差码头的船用岸电系统，其特征在于：所述PLC的输入端连接有上电开关SB、欠压断路器QS、供电开关SB1、上限位行程开关SQ、放缆按钮SB2、收缆按钮SB3、工作结束回原点按钮SB4、故障复位开关SB5和紧急停止开关SB6，所述旋转编码器与PLC的输入端电性相连；所述PLC的输出端连接有供电开始继电器KM、电机正转继电器KM1、电机反转继电器KM2、系统上电继电器K、系统停止继电器K1、上行程到继电器K2、下行...

【专利技术属性】
技术研发人员：万会雄，刘亚萍，计三有，左苏璇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42