岸邊集裝箱起重機(jī)吊具導(dǎo)板機(jī)損原因及程序優(yōu)化

劉徽

天津港太平洋國(guó)際集裝箱碼頭有限公司（以下簡(jiǎn)稱“太平洋國(guó)際集裝箱碼頭”）位于天津?yàn)I海新區(qū)東疆保稅港區(qū)，是我國(guó)北方地區(qū)第一個(gè)保稅集裝箱碼頭。碼頭岸線全長(zhǎng)2 300 m，目前擁有 6 個(gè) 10 萬噸級(jí)集裝箱專用泊位、23 臺(tái)岸邊集裝箱起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“岸橋”）和58 臺(tái)輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)，年設(shè)計(jì)吞吐能力 400 萬TEU。岸橋整機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用日本安川電氣公司全數(shù)字控制式交流變頻調(diào)速裝置和2000系列可編程邏輯控制器（programmable logic controller，PLC）。岸橋采用RAM公司65 t雙箱吊具，并且所有吊具均采用執(zhí)行器-傳感器接口（actuator-sensor interface，ASI）雙線制總線系統(tǒng)。本文從起重機(jī)管理系統(tǒng)（crane management system，CMS）視頻監(jiān)控、司機(jī)相關(guān)操作規(guī)程等方面入手分析岸橋吊具導(dǎo)板機(jī)損事故原因，并結(jié)合吊具導(dǎo)板實(shí)際應(yīng)用情況，提出吊具導(dǎo)板程序優(yōu)化方案，從而為岸橋作業(yè)提供安全保障。

1 岸橋吊具導(dǎo)板機(jī)損事故原因

2019年6月5日，太平洋國(guó)際集裝箱碼頭4號(hào)岸橋在裝船作業(yè)過程中發(fā)生機(jī)損事故，導(dǎo)致PS104號(hào)懸掛吊具的C2和C4角導(dǎo)板嚴(yán)重扭曲變形（見圖1），造成直接經(jīng)濟(jì)損失1.5萬元。

1.1 CMS視頻監(jiān)控分析

回放4號(hào)岸橋CMS視頻監(jiān)控，分析機(jī)損時(shí)間段的司機(jī)作業(yè)情況，可以得出以下結(jié)論。

（1）司機(jī)未給導(dǎo)板全部升起指令。在正常陸側(cè)裝船作業(yè)過程中，司機(jī)在吊具導(dǎo)板全部降下的狀態(tài)下空鉤著箱，閉鎖后隨即給出導(dǎo)板全部升起指令;而在此次導(dǎo)致機(jī)損的鉤箱作業(yè)中，司機(jī)未給此指令。

（2）吊具吊箱進(jìn)入船舶集裝箱導(dǎo)槽時(shí)的起升高度不夠。吊具導(dǎo)板在自動(dòng)升起的過程中撞擊船舶作業(yè)貝位兩側(cè)的集裝箱導(dǎo)槽（見圖2），此時(shí)吊具起升高度為28.32 m，低于船舶兩側(cè)集裝箱導(dǎo)槽高度。

1.2 岸橋司機(jī)操作規(guī)程

太平洋國(guó)際集裝箱碼頭岸橋司機(jī)作業(yè)管理體系文件包括《安全操作規(guī)程》和《集裝箱裝卸橋司機(jī)技術(shù)操作規(guī)程》。

《安全操作規(guī)程》規(guī)定：（1）岸橋司機(jī)作業(yè)應(yīng)做到“兩停一快”，其中，“兩停”指空吊具在進(jìn)出艙口前以及帶箱吊具在著離拖車、進(jìn)出艙口、著離其他箱體前須短暫停頓，“一快”指機(jī)車在空吊具或帶箱吊具離開起始位置向指定位置運(yùn)行的過程中可以快速行駛;（2）在越高跨箱作業(yè)時(shí)，待岸橋司機(jī)確認(rèn)吊具或被吊集裝箱底部高于被跨物體（超限箱的最高點(diǎn)或船舶設(shè)施）1 m以上后，小車方可運(yùn)行;（3）在裝船作業(yè)過程中，吊具入孔后頂銷燈亮，岸橋司機(jī)旋動(dòng)閉鎖開關(guān)閉鎖，同時(shí)抬起導(dǎo)板，使吊具低速上升。

《集裝箱裝卸橋司機(jī)技術(shù)操作規(guī)程》規(guī)定：（1）為了防止岸橋司機(jī)忘記升起導(dǎo)板導(dǎo)致機(jī)損事故，當(dāng)小車從陸側(cè)向海側(cè)行駛，吊具經(jīng)過岸橋海陸側(cè)鑒別位置時(shí)，導(dǎo)板自動(dòng)升起，以降低司機(jī)將導(dǎo)板全部升起的操作頻率;（2）為了保證生產(chǎn)安全，岸橋司機(jī)在作業(yè)中不可依賴設(shè)備上的機(jī)械保護(hù)裝置和電氣保護(hù)裝置，例如，保護(hù)限位動(dòng)作之后的減速或停止操作（以操作手柄為準(zhǔn)）被視為依賴設(shè)備上的機(jī)械保護(hù)裝置和電氣保護(hù)裝置的危險(xiǎn)操作。

1.3 確定事故原因

從CMS視頻監(jiān)控和岸橋司機(jī)操作規(guī)程分析來看，導(dǎo)致4號(hào)岸橋吊具導(dǎo)板機(jī)損事故的原因?yàn)榘稑蛩緳C(jī)在作業(yè)時(shí)未遵守相關(guān)操作規(guī)程。

2 岸橋吊具導(dǎo)板實(shí)際工況

2.1 吊具導(dǎo)板自動(dòng)升起工況

吊具導(dǎo)板機(jī)構(gòu)由電氣控制電磁閥控制油缸動(dòng)作驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板動(dòng)作。導(dǎo)板機(jī)構(gòu)包括4塊導(dǎo)板，分別由4個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)，有海側(cè)上下、陸側(cè)上下、左側(cè)上下、右側(cè)上下、全部上下、單個(gè)導(dǎo)板上下等6種選擇工況。在吊具進(jìn)入船艙或集裝箱導(dǎo)槽前，岸橋司機(jī)必須升起導(dǎo)板，以免損壞導(dǎo)板。從CMS視頻回放分析可以看出，吊具導(dǎo)板上下動(dòng)作功能正常，其具體自動(dòng)升起工況和相關(guān)安川PLC程序控制如下：當(dāng)小車從陸側(cè)向海側(cè)行駛并經(jīng)過岸橋海陸側(cè)鑒別位置（設(shè)定為小車位置54 m）時(shí)，若吊具導(dǎo)板處于降下的狀態(tài)，則全部導(dǎo)板自動(dòng)升起1次。PLC H13.12程序?qū)?yīng)小車海側(cè)位置設(shè)定為54 m（見圖3）。PLC H13.12程序中小車海陸側(cè)鑒別位置線圈見圖4。PLC L22.31程序中導(dǎo)板全部升起條件見圖5。

2.2 吊具導(dǎo)板未安裝上下位置檢測(cè)限位

限位不參與岸橋吊具導(dǎo)板控制，其位置檢測(cè)任務(wù)主要由司機(jī)手動(dòng)操作完成。吊具導(dǎo)板降下后，4塊導(dǎo)板的平面尺寸大于集裝箱頂部平面尺寸;因此，在吊具吊箱進(jìn)入集裝箱導(dǎo)槽和船舶艙口時(shí)，司機(jī)須將導(dǎo)板升起，否則，導(dǎo)板撞擊集裝箱導(dǎo)槽或艙內(nèi)滑道極易引發(fā)船損、箱損、吊具損壞等事故。

吊具導(dǎo)板不安裝上下位置檢測(cè)限位的原因?yàn)椋海?）沒有合適的位置安裝吊具導(dǎo)板的上下位置檢測(cè)限位，如果強(qiáng)行加裝，可能破壞吊具端梁結(jié)構(gòu)，直接影響吊具的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且在艙內(nèi)作業(yè)時(shí)，滑道的碰撞作用會(huì)導(dǎo)致限位信號(hào)檢測(cè)失誤;（2）吊具振動(dòng)以及導(dǎo)板的碰撞、移位或變形等極易造成限位損壞或檢測(cè)失誤，從而增加故障點(diǎn)和維修時(shí)間，影響作業(yè)效率。

3 岸橋吊具導(dǎo)板程序優(yōu)化方案

3.1 優(yōu)化方案

為了避免發(fā)生類似4號(hào)岸橋的機(jī)損事故，在要求岸橋司機(jī)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的同時(shí)，還需要考慮優(yōu)化吊具導(dǎo)板程序，以保證其使用安全。岸橋吊具導(dǎo)板程序優(yōu)化方案如下。

3.1.1 方案一：手動(dòng)控制改造

取消導(dǎo)板自動(dòng)升起功能，所有導(dǎo)板的上升和下降均由岸橋司機(jī)手動(dòng)控制。

3.1.2 方案二：增設(shè)聲光報(bào)警器

岸橋司機(jī)室內(nèi)增設(shè)聲光報(bào)警器。在裝船作業(yè)時(shí)，司機(jī)于陸側(cè)著箱閉鎖后，若忘記給導(dǎo)板升起指令，聲光報(bào)警器即刻發(fā)出聲光報(bào)警，提醒司機(jī)給導(dǎo)板升起指令。

3.1.3 方案三：優(yōu)化導(dǎo)板自動(dòng)升起工況

考慮到陸側(cè)裝船作業(yè)時(shí)拖車和集裝箱的整體高度，對(duì)導(dǎo)板自動(dòng)升起工況進(jìn)行優(yōu)化：當(dāng)?shù)蹙呶挥陉憘?cè)位置且起升高度大于6 m時(shí)，吊具導(dǎo)板自動(dòng)全部升起1次。如圖6所示，只要岸橋司機(jī)驅(qū)動(dòng)吊具進(jìn)入紅色區(qū)域，即起升高度達(dá)到6 m以上，小車位置0～54 m，則自動(dòng)觸發(fā)安川PLC程序，吊具導(dǎo)板全部升起。PLC程序具體優(yōu)化步驟如下。

（1）在L22.31程序中增加控制條件：當(dāng)?shù)蹙咂鹕叨却笥? m時(shí)，增加DB00302線圈（見圖7）。

（2）將小車海陸側(cè)鑒別位置MB002253線圈由常開點(diǎn)改為常閉點(diǎn)，串聯(lián)增加DB00302的常開點(diǎn)。吊具導(dǎo)板全部升起程序優(yōu)化見圖8。

3.2 優(yōu)化方案比較

方案一雖然可以避免類似4號(hào)岸橋的機(jī)損事故，但有可能因岸橋司機(jī)忘記手動(dòng)升起導(dǎo)板而導(dǎo)致其他類型機(jī)損事故，從而不能從根本上解決問題;方案二增設(shè)聲光報(bào)警器等硬件，在增加改造成本的同時(shí)，還會(huì)增加相應(yīng)的故障點(diǎn)，并且警報(bào)聲會(huì)影響岸橋司機(jī)作業(yè);方案三在不改變岸橋司機(jī)原有作業(yè)習(xí)慣的前提下，優(yōu)化安川PLC程序，其改動(dòng)最小，安全性最好，性價(jià)比也最高。

4 結(jié)束語

太平洋國(guó)際集裝箱碼頭按照方案三對(duì)所有岸橋吊具導(dǎo)板程序進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)岸橋司機(jī)作業(yè)確認(rèn)，該優(yōu)化方案滿足安全作業(yè)要求，有利于消除安全隱患，提升吊具導(dǎo)板使用安全性，節(jié)約岸橋設(shè)備維修改造成本。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2019-12-26）