咨询热线: 0513-88400999

浅谈青岛港集装箱码头轮胎吊自动纠偏技术

摘要:为了提高效益,确保安全,青岛港集装箱码头进行了轮胎吊大车行走纠偏技术攻关,对几种自动纠偏方式进行了分析比较,选择超声波技术作为最佳方案。具体介绍了超声波技术方案的实施步骤及出现的几种工况,该方案取得了良好的效果。

关键词:超声波 自动 纠偏 轮胎吊

1 . 概述

目前,青岛港集装箱码头轮胎吊(RTG)作业大车行走主要采用手动纠偏方式,即:轮胎吊司机需通过肉眼观察采用人工手动方式纠偏,以保证轮胎吊在规定的大车跑道上安全运行。这种方式的弊端是:由于司机个人体力、精力等问题极易出现误判、操作失误或操作不当,从而导致设备在运行过程中撞箱或相邻的两台RTG发生碰撞等安全事故;尤其自2007年开始,为响应交通部提出的 节能减排 要求,进一步节约能源,减少污染,实现全面可持续发展,青岛港对60余部轮胎吊进行 油改电 。轮胎吊 油改电 后,由于滑触线安装支架距离轮胎吊较近,大车跑偏易损坏滑触线安装构架,并可能导致较大的安全质量事故发生。鉴于这种情况,我们对轮胎吊大车行走自动纠偏进行了技术攻关。

2 . 方案比较

2.1已经使用或理论上可以实现自动纠偏的几种主要方案

1)利用GPS进行的差分放大技术纠偏。该方案需要在堆场上建造GPS的基准站和移动站,在轮胎吊上安装差分接收天线等,地面需增加电台或局域网等支持设备,不仅设备投资大,而且技术要求较高。

2)利用地面划线或埋设检测体的技术进行纠偏。这种方案尽管资金投入不高,但地面划定的检测线或埋设的检测体受雨雪天气影响太大,到雨雪天气时,其无法正常工作。

3)构建防护墙,约束轮胎吊的走偏。这种方案对设备的冲击较大,对轮胎外缘的磨损也很快,存在较大的安全隐患。

4)使用牵引传感器,检测传感器与固定点的距离进行纠偏。这种方案需要对PLC进行较大改动,并增加相应硬件设备,将检测到的距离信号转换成电信号进行控制,而且对短距离、短时间的快速处理响应不够灵敏。

5)利用红外线或光电技术进行测距纠偏。吃这种方案对反射体要求较严,需要有很强的反射光才能工作,而且受外部光线等干涉严重,不能正确地反映设备实际位置情况,难以满足设备的实际要求。

2.2超声波技术

超声波传感器的工作特点是:传感器通电后其自身能够周期性地发出脉冲信号,脉冲遇到物体会产生反射,对反射回来的声波检测决定于声波的强度,而声波强度是由物体和感应头之间的距离决定的。当反射回来的声波信号达到一定强度被接收后将转换为电信号输出。同时其还装有温度感应和补偿电路,以便能够补偿由于温度变化所引起的工作距离变化量。不仅正常的大气变化对超声波几乎没有什么影响,而且在雨雪天气也不会削弱超声波传感器的功能,其自身能够将周围的噪波与反射回来的声波区分开来,这样就能够保证使用效果。

经过多次模拟实验证实,采用超声波技术进行轮胎吊大车行走自动纠偏,不仅施工简单,成本费用低,而且经测试、评估,其安全性、可靠性、经济性等指标完全能够满足轮胎吊大车行走自动纠偏的要求。

3 . 方案的技术经济可行性分析

3.1以目前较为先进的GPS纠偏技术为例进行对比分析

运用GPS卫星实时监测系统,可使RTG的大车行走实现一定精度范围内的自动叫偏。以下是该系统示意图。(见图1)

投资概算:

1)GPS系统(包括基站、移动站、程序、接口等)1套,约50万元;

2)拆安费等:约5万元;

3.2超声波技术纠偏可行性分析

利用超声波技术纠偏,可以借用 油改电 轮胎吊滑触线供电小车的轨道作为参照标准物体,不需要再额外装设参考体。将超声波探测到的供电小车的轨道信号与设定信号进行比较,然后将轮胎吊的方向信号、距离信号等进行逻辑运算,通过PLC内部逻辑命令控制大车电机的输出,实现对大车变频器的输出控制和运行指令等的控制,从而降低司机的劳动强度、确保设备设施安全、提高作业效率。

投资概算:

1)超声波开关4个,1.5万元;

2)中间继电器6个、控制变压器2个,1200元;

3)电缆、电线,固定支架等2500元。

总计:一套1.87万元。

因此,我们选择了超声波技术解决轮胎吊大车行走自动纠偏问题。

4 . 方案实施

4.1工作原理

通过设定超声波传感器与作为反射标体的金属支架之间的距离,采集超声波通过金属支架反射回来的信号,并将该传感器输出的电信号通过线路输送到RTG的电气房内,以控制自行安装的中间继电器的动作,然后应用中间继电器的触点进行逻辑控制。将继电器的信号与RTG大车运行方向信号等进行逻辑运算,通过RTG的输入模块传输给系统的PLC,PLC接收信号后进行内部逻辑运算,输出信号到大车驱动器,调整两个驱动器的输出参数,从而控制两台大车电机的转速,实现RTG的自动纠偏和停止功能。

4.2具体做法

首先在陆侧(或海侧)的两个平衡梁外端分别各安装两个超声波传感器,右侧的两个传感器从外向里标记为血和B,左侧的两个传感器从里向外标记为C和D,则A、D为纠偏检测用超声波传感器,B、C为保护停止用的超声波传感器。

将安装在大车两端外侧的超声波传感器(A、D)设定一个动作距离(如:设定720mm),当RTG运行跑偏,超声波传感器(A、D)与被测金属支架间的距离达到720mm时,A、D输出信号,相应的中间继电器动作,给系统PLC提供对应信号,控制相应的一侧电机速度提升,实现RTG的纠偏。当纠偏使RTG恢复到正常运行路线时,超声波开关接受到的反射信号丢失,中间继电器断开,切断了输入PLC的命令,PLC内部逻辑控制2个大车驱动器正常工作。如果纠偏效果不明显,继续向RTG运行方向的一侧偏移,当其达到最小安全运行距离时(如:设定660mm),安装在大车两端内侧的超声波传感器(B、C)超声波开关工作,这一信号通过相应的控制器件输送到PLC,使PLC经过相应的逻辑计算发出指令,切断RTG该方向的运行命令;此时RTG仅能向相反方向运行。考虑到RTG运行的实际情况,当RTG向另一侧偏移达到最大安全运行距离时(如:设定900mm),安装在大车两端内侧的(B、C)超声波开关同样会工作,通过PLC发出指令,切断RTG该方向的运行命令;以避免碰撞事故的发生。

图2是RTG的侧视简图,标注13处是超声波传感器的安装位置。(见图2)

4.3几种工况(传感器装在陆侧)(见表1、2、3)

表1 RTG轻微跑偏,四种工况

相关产品
猜您感兴趣的

Copyright © 2006-2019 江苏中矿重型装备有限公司 版权所有 苏ICP备13032710号-1

苏公网安备 32062102000318号