橋式抓斗卸船機(jī)大車行走區(qū)域限制改造

于宗章

（廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司，廣東廣州 510000）

0 引言

廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司西基碼頭是華南地區(qū)高自動化程度的專業(yè)煤炭裝卸碼頭，也是國家“七五”計(jì)劃十大水運(yùn)工程之一，該碼頭是珠三角地區(qū)乃至全省各用煤企業(yè)、火力發(fā)電廠的燃煤重要供應(yīng)點(diǎn)。碼頭總面積約30 萬平方米，是華南地區(qū)重要的煤炭周轉(zhuǎn)港口，承擔(dān)著恒運(yùn)電廠、黃埔電廠等企業(yè)用煤的接卸任務(wù)。碼頭實(shí)現(xiàn)自動化流程作業(yè)，作業(yè)過程中都是采用橋式卸船機(jī)完成接卸的。前沿2 個泊位，岸線527 m，有效作業(yè)區(qū)域400 m，共有6 臺橋式卸船機(jī)，規(guī)格800 t/h、1000 t/h 和1250 t/h。大船停靠好后，6 臺橋式抓斗卸船機(jī)可以通過大車行走機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)相互間的移動，完成大船多個艙口的平衡接卸任務(wù)。橋式抓斗卸船機(jī)主要包括大車行走、起升開閉和小車（三合一）運(yùn)行、臂架俯仰及卸料系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)。其中起升、開閉和小車運(yùn)行系統(tǒng)是通過2 個差動減速機(jī)和4 條牽引鋼絲繩來完成小車行走、抓斗起升下降和抓斗閉合動作的。正常情況下，橋式抓斗卸船機(jī)不管行走到哪個區(qū)域，小車機(jī)構(gòu)的行走都不會受到限制的，可以往前臂架行走，也可以往后臂架行走，也可以放置在大漏斗內(nèi)。

1 現(xiàn)存的不足

碼頭設(shè)備更新?lián)Q代，高效大功率的橋式抓斗卸船機(jī)受到碼頭建筑布局的影響。碼頭岸線東邊作業(yè)區(qū)域內(nèi)，離岸邊第一條路軌27 m 處有一棟辦公大樓，辦公大樓橫跨35 m 作業(yè)區(qū)域，高25 m。而橋式抓斗卸船機(jī)小車作業(yè)區(qū)域?yàn)榍氨奂?2 m，后臂架28.5 m。橋式抓斗卸船機(jī)小車在正常作業(yè)檔位時，只能前臂架和大漏斗區(qū)域內(nèi)行走。但在維修和吊清倉設(shè)備檔位時，小車可以在前后臂架全部行程區(qū)域內(nèi)行走。這樣就會出現(xiàn)小車上的抓斗與辦公大樓干涉的問題。

2 改進(jìn)方案及實(shí)施

2.1 改進(jìn)方案

針對這一設(shè)備性能與碼頭布局間的沖突并結(jié)合橋式抓斗卸船機(jī)作業(yè)情況，提出在橋式抓斗卸船機(jī)行走區(qū)域范圍內(nèi)加裝限制裝置的建議。即橋式抓斗卸船機(jī)行走到區(qū)域限制點(diǎn)時，橋式抓斗卸船機(jī)電控系統(tǒng)將限制小車行走功能。只有將后臂架的安全擋塊落下，機(jī)械上限制小車后行，才可以通過擋塊上的安全限位信號來恢復(fù)小車的行走能力。但在橋式抓斗卸船機(jī)的電控程序上，又對小車行走區(qū)域進(jìn)行了限制，雙重限制，徹底避免大車限制區(qū)域內(nèi)小車與辦公大樓的干涉問題。

2.2 方案實(shí)施

2.2.1 大車行走機(jī)構(gòu)安裝限制裝置

在大車行走臺車機(jī)構(gòu)安裝一個感應(yīng)限位，并在卸船機(jī)行走區(qū)域限制點(diǎn)位置安裝一個感應(yīng)限位的感應(yīng)塊。當(dāng)橋式抓斗卸船機(jī)由西向東行走經(jīng)過此位置時，感應(yīng)限位第一次觸到感應(yīng)塊，會傳遞一個信號“1”給PLC 控制程序，此時為進(jìn)入限制區(qū)域。橋式抓斗卸船機(jī)由東向西行走再次經(jīng)過此位置時，感應(yīng)限位第二次觸到感應(yīng)塊，傳遞給PLC 控制程序信號會變?yōu)椤?”，此時為離開限制區(qū)域。以此類推，進(jìn)入和離開區(qū)域限制點(diǎn)的時候，傳遞的信號都將在“1”和“0”之間切換，橋式抓斗卸船機(jī)現(xiàn)場情況如圖1所示。

圖1 橋式抓斗卸船機(jī)現(xiàn)場情況示意

2.2.2 后臂架安裝防撞裝置

（1）在橋式抓斗卸船機(jī)后臂架陸側(cè)門腿的位置增加兩個電動升降的“L”形防撞鐵塊，兩邊小車路軌上各一個。此防撞塊是通過卷揚(yáng)機(jī)和鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)升降的，并在升降上下極限安裝安全限位，以此限位來控制卷揚(yáng)機(jī)的停止和位置信號的傳輸。

（2）卷揚(yáng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)為就地控制和遠(yuǎn)程控制兩種，現(xiàn)場控制方式是在卷揚(yáng)機(jī)旁安裝一個控制箱，箱內(nèi)裝有升/降兩個控制按鈕和一個遠(yuǎn)程/現(xiàn)場切換旋鈕。首先確認(rèn)就地還是遠(yuǎn)程。就地控制系統(tǒng)，SA2閉合KA2 通電，此時可以通過閉合控制箱內(nèi)SB6（升）或SB8（降）來升降防撞塊。當(dāng)防撞塊升或降到極限安全限位時，觸到安全限位SQ3（SQ4），從而斷開控制線路達(dá)到停止功能，并且安全限位的信號還會傳到控制PLC 控制系統(tǒng)。同理，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，由司機(jī)在駕駛室控制SB5（SB7）來實(shí)現(xiàn)升降功能。卷揚(yáng)機(jī)電氣控制原理如圖2 所示。

圖2 卷揚(yáng)機(jī)電氣控制原理

2.2.3 大車行走到限制區(qū)域后具體操作及原理

當(dāng)橋式抓斗卸船機(jī)行走至區(qū)域限制后，大車機(jī)構(gòu)的感應(yīng)限位傳遞一個“1”信號到PLC 控制系統(tǒng)。PLC 控制系統(tǒng)內(nèi)，感應(yīng)限位是串聯(lián)在小車驅(qū)動程序鏈上的，收到信號“1”后，將斷開小車驅(qū)動程序鏈，使小車向前、向后都無法行走。此時，操作司機(jī)須在駕駛室內(nèi)或后臂架上對防撞裝置進(jìn)行操作，將防撞塊下降到下極限安全限位位置。在程序內(nèi)，新增一條小車驅(qū)動程序鏈，下極限安全限位串聯(lián)在這個程序鏈內(nèi)。當(dāng)下極限安全限位傳遞信號給PLC 控制系統(tǒng)后，將連接此條小車行走程序鏈，但憑借小車區(qū)域的限定僅恢復(fù)小車在前臂架和大漏斗區(qū)域內(nèi)的行走功能。當(dāng)橋式抓斗卸船機(jī)行走出限制區(qū)域后，大車機(jī)構(gòu)的感應(yīng)限位傳遞一個“0”信號到PCL 控制系統(tǒng)。此時恢復(fù)正常小車行走程序鏈，同時也屏蔽新增的小車程序鏈。但因?yàn)檎Ｐ≤嚦绦蜴溊锩娲?lián)了上極限安全限位，所以還需將防撞塊升到上極限安全限位處才能滿足行走功能，真正恢復(fù)小車行走全部功能。大車行走到限制區(qū)域后PLC 程序如圖3 所示。

圖3 大車行走到限制區(qū)域后PLC 程序

3 結(jié)語

在完成橋式抓斗卸船機(jī)區(qū)域限制改造后的一年多時間內(nèi)，未出現(xiàn)抓斗貼近辦公大樓的現(xiàn)象，徹底解決了設(shè)備與建筑的干涉問題，保證了辦公大樓內(nèi)人員的安全。在制定好具體有關(guān)操作和注意事項(xiàng)后，這個改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得在類似的碼頭設(shè)備上推廣使用。