世界級船閘的“最強大腦”,如何煉就?
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工作人員正在操作全自主可控船閘控制系統仿真平台。記者馮源攝
如果說船閘樞紐是掌控運河運行節奏的“心臟”,那麼船閘控制系統就是指揮這顆“心臟”的“大腦”。
平陸運河有著目前世界上最為復雜的省水船閘布置型式,能精准調度其運行的,可謂“最強大腦”。這顆“大腦”是怎樣的?如何打造?近期,平陸運河三大樞紐船閘控制系統均已進入安裝調試階段,記者來到建設現場一探究竟。
走進青年樞紐一間陳設簡單的辦公室,仿真控制櫃操作按鈕綠燈閃亮,電腦屏幕上顯示著監控畫面,這裡便是國內首個全自主可控船閘控制系統仿真平台。平陸運河船閘控制系統,就在這裡進行驗証測試。
“控制系統好比大腦,船閘設備好比手腳,我們現在把‘大腦’單獨拿出來測試優化,縮短現場調試周期。”平陸運河集團廣西平陸運河建設有限公司科信部高級業務主管覃遂志說。
在電腦上,記者看到模擬船隻上行過閘的控制流程,十多個環節令人直觀感受到其中的復雜性。
與普通船閘相比,平陸運河船閘控制系統控制流程長、難度高。馬道、企石樞紐三級省水池與閘室間逐級輸水、環環相扣,大大拉長了船閘運行工藝流程,也使控制的復雜程度倍增。控制系統主要通過控制閘閥門等船閘設備保障通航,而馬道、企石樞紐有著世界啟閉速度最快的工作閥門,實現精准調控十分不易。
同時,這套控制系統還是一顆純中國造“大腦”,其使用的全套核心軟硬件,包括可編程邏輯控制器、計算機、操作系統、數據庫軟件、控制系統軟件等,均為國產自主研發,這在國內新建船閘工程中尚屬首例。全國產意味著自主可控,但也面臨沒有先例可循的困難。
為打造自主可控、安全可靠、智慧高效的世界一流船閘控制系統,平陸運河集團聯合業內領軍企業,成功攻克三大樞紐船閘控制系統技術難題,並開發仿真平台,讓這顆“大腦”在應用之前先進行“模擬考試”。
那麼,仿真平台可以進行哪些測試呢?“驗証國產化技術體系的整體兼容性與穩定性、考核極限工況下控制系統的保護邏輯、同步驗証網絡安全防護能力與工控系統運行效能、通過多運行場景間的智能切換滿足復雜工況下的驗証需求……”覃遂志一一列舉相關功能。
仿真平台創新設計兩大系統協同配合的架構,其中,“原型控制系統”模擬真實的船閘“大腦”,負責處理控制邏輯與下發指令﹔“信號仿真系統”則模擬運行環境,向“大腦”實時反饋水位變化、設備狀態等外部信號,使“大腦”如同置身於真實船閘運行場景中,做出切合實際的反應。
有意思的是,在仿真平台上,測試人員還可以制造“麻煩”來進行測試。在閘閥門仿真控制櫃觸控屏上,覃遂志把水位參數修改為極限值,“這是仿真平台創新的全方位信號模擬與故障注入功能,通過設置相關參數,甚至直接拔掉關鍵元器件,可以模擬各種極端情況,測試控制系統的反應。”他邊說邊演示。
據介紹,今年3月中旬投用以來,仿真平台已開展了數十項“大考”以及無數“小測”,通過數萬次高頻運轉,全面檢驗控制設備的耐久性、軟硬件的適配性和整個系統的穩定性。
在仿真平台了解了相關研發和測試情況后,記者來到安裝調試現場探訪。
企石樞紐的船閘“大腦”已連上“手腳”,正開展全方位調試。走進左線上閘首左側啟閉機房,隻見靠牆擺著一組淺灰色控制櫃,藍色大型油泵佔據中間,細細的管道從泵底伸出,通向連接船閘人字門和輸水閥門的橙色液壓啟閉機。
研發制造企業南京洛普股份有限公司代表湯庭祥帶著工作人員正在忙碌,他告訴記者,控制櫃是機房的控制核心,調試時,通過操作控制櫃發出指令,驅動油泵、啟閉機等液壓設備,帶動相應的閘閥門完成啟閉動作,並對液壓設備壓力、流量、閘閥門開度等關鍵參數進行記錄分析,“一個個環節測試,確保各項指令精准傳遞、參數穩定達標”。
“最強船閘大腦”不僅是平陸運河安全高效運行的重要支撐,更標志著我國水運工程核心裝備技術的新突破,為國內內河航運基礎設施國產化樹立新標杆。
新中國成立以來首條通江達海的大運河,既承載著向海圖強的高質量發展期許,更彰顯了中國制造的硬核實力和勇於創新的時代榮光。(記者梁菡、庾琳 通訊員韋耀尹)
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