PLC在岸邊集裝箱起重機(jī)控制電路中的應(yīng)用

黃華

摘要：本研究中闡述了利用PLC對(duì)岸邊集裝箱起重機(jī)控制電路進(jìn)行改造，增加集裝箱重量、重心等數(shù)據(jù)檢測功能，進(jìn)一步提升岸邊集裝箱起重機(jī)集裝箱裝卸作業(yè)的安全性，為萬州港鐵路集裝箱裝卸作業(yè)安全高效的運(yùn)行，提供了技術(shù)保障。希望能給相關(guān)工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：PLC;岸邊集裝箱起重機(jī);集裝箱超偏載系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TH213.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）12-0012-01

1 增加集裝箱超偏載系統(tǒng)功能的原因

近年來，隨著萬州港鐵路集裝箱的快速增長，其安全裝卸作業(yè)成為了我港設(shè)備管理部門的重要課題。由于我港現(xiàn)有岸邊集裝箱起重機(jī)沒有采集集裝箱的重心、重量數(shù)據(jù)的功能，不能滿足鐵路管理部門對(duì)集裝箱裝卸作業(yè)的相關(guān)規(guī)定和要求。為此，我公司決定在1#岸邊集裝箱起重機(jī)上，新增一套集裝箱重心、重量檢測系統(tǒng)，從源頭上卡控住鐵路集裝箱的超載和偏載問題，確保鐵路集裝箱裝卸作業(yè)能夠安全高效的運(yùn)行。

2 超偏載檢測系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）源頭檢測集裝箱的超重，偏載、偏重：儀表可顯示集裝箱的總重、偏重、偏載等信息值，自動(dòng)檢測集裝箱超載、偏載坐標(biāo)并對(duì)測量結(jié)果合格及不合格進(jìn)行篩選。（2）杜絕并減少鐵路裝卸空/重箱混裝、錯(cuò)裝現(xiàn)象：當(dāng)出現(xiàn)誤操作將空箱放入重箱區(qū)或?qū)⒅叵浞湃肟障鋮^(qū)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警提示操作人員并控制起重機(jī)的動(dòng)作。（3）監(jiān)測相鄰兩個(gè)集裝箱的重量偏差：系統(tǒng)自動(dòng)篩選相鄰兩箱的偏差，對(duì)相鄰兩箱組對(duì)后造成的偏重現(xiàn)象及時(shí)報(bào)警。（4）儀表采用真人語音播報(bào)稱重?cái)?shù)據(jù)及相關(guān)操作提示要求，司機(jī)可輕松操作。全自動(dòng)動(dòng)態(tài)稱重檢測無需停頓無需司機(jī)干預(yù)，不影響正常操作。（5）儀表配有MODUBUS數(shù)據(jù)通訊接口，亦可選配無線數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸功能，將信息傳輸至中心控制室。儀表可通過USB接口實(shí)現(xiàn)智能固件升級(jí)。（6）系統(tǒng)新版軟件采用分級(jí)權(quán)限及密碼控制杜絕違規(guī)及作弊、偏載、偏重報(bào)警、相鄰集裝箱偏重的對(duì)比。稱重設(shè)備傳感器與儀表之間的通訊采用無線傳輸方式傳輸信號(hào)。（7）起重機(jī)載荷達(dá)到額定載荷的95%時(shí)稱重儀表預(yù)報(bào)警 ，蜂鳴器斷續(xù)報(bào)警并以真人語音提示95%報(bào)警信息、當(dāng)起重機(jī)達(dá)到額定載荷100%時(shí)蜂鳴器連續(xù)報(bào)警同時(shí)真人語間提示100%報(bào)警信息。當(dāng)起重機(jī)達(dá)到額定載荷110%時(shí)儀表控制超載繼電器斷開并連續(xù)報(bào)警。（8）用戶可自行設(shè)定超重報(bào)警值，偏載X、Y軸偏載值。能測量并輸出集裝箱X軸（長度方向），Y軸（寬度方向）的軸向偏載位置。X軸（長度方向）偏心超過集裝箱長度±5%時(shí)報(bào)警; Y軸（寬度方向）偏載位置大于±100mm時(shí)報(bào)警。

3 超偏載系統(tǒng)安裝改造方案

（1）超偏載系統(tǒng)安裝具體分為電氣和機(jī)械兩部分內(nèi)容。一、電氣部分：重新編寫岸邊集裝箱起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)梯形圖，增加集裝箱重量偏載檢測系統(tǒng)輸入、輸出信號(hào)。二、機(jī)械部分：在集裝箱吊具上架上安裝四個(gè)用于集裝箱偏載、偏重測試和重量檢測的高精度傳感器、一個(gè)數(shù)字通訊盒和開關(guān)電源（建議采用減震措施，提高其穩(wěn)定性），司機(jī)室安裝8英寸彩色觸摸顯示屏和港區(qū)集裝箱箱管系統(tǒng)、PLC輸入信號(hào)等相連。既要確保超偏載系統(tǒng)和港區(qū)集裝箱箱管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)重量、重心數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，又要保證集裝箱發(fā)生超偏載的時(shí)候能和整機(jī)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)，確保從源頭上卡控鐵路集裝箱裝卸作業(yè)安全高效地運(yùn)行[1]。

（2）超偏載系統(tǒng)主要工作原理：當(dāng)?shù)蹙叩跗鸺b箱后，稱重傳感器受力后的參數(shù)變化在數(shù)字變送器中轉(zhuǎn)換成獨(dú)立載荷信號(hào)通過無線方式發(fā)送給控制儀表。控制儀表對(duì)所收到的傳感器載荷做計(jì)算處理后得到集裝箱總重量和重心位置坐標(biāo)值。

（3）超偏載系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：電源：控制儀表、變送器、聲光報(bào)警器的電源均為AC220V;功率：控制儀表<12VA;變送器：<5VA;報(bào)警器：<5VA;最大秤量（量程）：80000kg/40000kg分度值：d=50kg/d=20kg;準(zhǔn)確度等級(jí)：0.1～0.5%。

（4）基本使用方法工作流程。為了提高港區(qū)岸邊集裝箱起重機(jī)裝卸作業(yè)效率，將系統(tǒng)設(shè)置由操作人員選擇箱型和輸入箱號(hào)、選擇空重箱等數(shù)據(jù)工作交由地面理貨員用手持機(jī)來實(shí)現(xiàn)，降低岸邊集裝箱起重機(jī)司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，讓其專心用裝卸作業(yè)，確保安全和高效的作業(yè)。超偏載系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行FTR鎖防連鉤監(jiān)控程序（COU-CF型號(hào)），檢測四個(gè)鎖頭與平板車FTR脫鉤情況分別四角不同數(shù)值實(shí)時(shí)顯示;對(duì)可能產(chǎn)生的連掛的鎖位進(jìn)行預(yù)警提醒;對(duì)產(chǎn)生連掛的鎖位訊速報(bào)警并發(fā)出斷電信號(hào)，同時(shí)語音上報(bào)操作人員。四個(gè)鎖位完全解鎖正常系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入稱重及超偏載檢測程序稱重結(jié)果及狀態(tài)判定：

1）合格：重量值為正常。2）輕載：重量值小于最大稱量的10%。3）超重：重量值大于最大稱量的90%。4）偏載：箱子的重心位置偏離了最大限定值。5）松繩：吊具的繩子處于松弛狀態(tài)，吊具理論上處于負(fù)重量。

（5）超偏載軟件系統(tǒng)。1）系統(tǒng)采用的數(shù)字技術(shù)，這樣整個(gè)數(shù)據(jù)都是數(shù)字的，不會(huì)丟失，防止干擾，更重要的是精度高穩(wěn)定程度好。同時(shí)，定期安排港區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)車輛為其進(jìn)行重量標(biāo)定工作，通過和港區(qū)高精度地磅稱數(shù)據(jù)進(jìn)行重量數(shù)據(jù)比對(duì)，能夠進(jìn)行數(shù)字標(biāo)定，在不依賴砝碼的情況下，確保超偏載系統(tǒng)重量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2）軟件系統(tǒng)采對(duì)不同吊具和起重機(jī)的適應(yīng)程度高，便于升級(jí)改造整個(gè)測試系統(tǒng)。同時(shí)能隨時(shí)滿足用戶的定制化需求。傳統(tǒng)的單片機(jī)儀表很難做到，且周期長。3）系統(tǒng)采用的是特有的自己研發(fā)的軟件不僅智能，而且能隨時(shí)發(fā)現(xiàn)異常操作并報(bào)警。系統(tǒng)其他核心技術(shù)為數(shù)字標(biāo)定，數(shù)字角差校準(zhǔn)，總重校準(zhǔn)，時(shí)間校準(zhǔn)。4）操作系統(tǒng)采用最新的觸控顯示技術(shù)，8英寸大觸屏人機(jī)界面非常友好，簡單易學(xué)，不用繁雜的培訓(xùn)，保證即學(xué)即用。并且，由于采用數(shù)字技術(shù)后，計(jì)量數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在前置器中。一旦操作儀表出現(xiàn)故障，能夠簡單的通過調(diào)換儀表顯示器立刻開始工作，不用再進(jìn)行標(biāo)定或砝碼校準(zhǔn)等。

4 結(jié)語

總之，本次對(duì)岸邊集裝箱起重機(jī)超偏載系統(tǒng)改造取得了較好的成果。能夠最大限度地發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)便于其他附件功能開發(fā)的特性，進(jìn)一步提升了萬州港鐵路集裝箱安全作業(yè)的效率，并贏得了鐵路管理部門的認(rèn)可和貨主的贊許。為萬州港成為長江上游最具控制力、輻射力、影響力的綜合樞紐港做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁俊，閻旭文.SIL2級(jí)稱重系統(tǒng)在岸邊集裝箱起重機(jī)上的應(yīng)用[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2017（8）：84-85.

Application of? PLC in the Control Circuit of? Quayside Container Crane

HUANG Hua

（Chongqing Gangjiu Wanzhou Port Co.， Ltd.， Chongqing? 404100）

Abstract：In this study the use of PLC to modify the control circuit of the quayside container crane， increase the data detection functions of the container weight and center of gravity， and further improve the safety of quayside container crane container loading and unloading operations operation， providing technical support. Hope to provide help to relevant staff.

Key words：PLC; quayside container crane; container overloading system