PLC在岸邊集裝箱起重機控制電路中的應用

黃華

摘要：本研究中闡述了利用PLC對岸邊集裝箱起重機控制電路進行改造，增加集裝箱重量、重心等數據檢測功能，進一步提升岸邊集裝箱起重機集裝箱裝卸作業的安全性，為萬州港鐵路集裝箱裝卸作業安全高效的運行，提供了技術保障。希望能給相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：PLC;岸邊集裝箱起重機;集裝箱超偏載系統

中圖分類號：TH213.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）12-0012-01

1 增加集裝箱超偏載系統功能的原因

近年來，隨著萬州港鐵路集裝箱的快速增長，其安全裝卸作業成為了我港設備管理部門的重要課題。由于我港現有岸邊集裝箱起重機沒有采集集裝箱的重心、重量數據的功能，不能滿足鐵路管理部門對集裝箱裝卸作業的相關規定和要求。為此，我公司決定在1#岸邊集裝箱起重機上，新增一套集裝箱重心、重量檢測系統，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能夠安全高效的運行。

2 超偏載檢測系統的特點

（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，自動檢測集裝箱超載、偏載坐標并對測量結果合格及不合格進行篩選。（2）杜絕并減少鐵路裝卸空/重箱混裝、錯裝現象：當出現誤操作將空箱放入重箱區或將重箱放入空箱區，系統自動報警提示操作人員并控制起重機的動作。（3）監測相鄰兩個集裝箱的重量偏差：系統自動篩選相鄰兩箱的偏差，對相鄰兩箱組對后造成的偏重現象及時報警。（4）儀表采用真人語音播報稱重數據及相關操作提示要求，司機可輕松操作。全自動動態稱重檢測無需停頓無需司機干預，不影響正常操作。（5）儀表配有MODUBUS數據通訊接口，亦可選配無線數據接口實現數據無線傳輸功能，將信息傳輸至中心控制室。儀表可通過USB接口實現智能固件升級。（6）系統新版軟件采用分級權限及密碼控制杜絕違規及作弊、偏載、偏重報警、相鄰集裝箱偏重的對比。稱重設備傳感器與儀表之間的通訊采用無線傳輸方式傳輸信號。（7）起重機載荷達到額定載荷的95%時稱重儀表預報警 ，蜂鳴器斷續報警并以真人語音提示95%報警信息、當起重機達到額定載荷100%時蜂鳴器連續報警同時真人語間提示100%報警信息。當起重機達到額定載荷110%時儀表控制超載繼電器斷開并連續報警。（8）用戶可自行設定超重報警值，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%時報警; Y軸（寬度方向）偏載位置大于±100mm時報警。

3 超偏載系統安裝改造方案

（1）超偏載系統安裝具體分為電氣和機械兩部分內容。一、電氣部分：重新編寫岸邊集裝箱起重機PLC控制系統梯形圖，增加集裝箱重量偏載檢測系統輸入、輸出信號。二、機械部分：在集裝箱吊具上架上安裝四個用于集裝箱偏載、偏重測試和重量檢測的高精度傳感器、一個數字通訊盒和開關電源（建議采用減震措施，提高其穩定性），司機室安裝8英寸彩色觸摸顯示屏和港區集裝箱箱管系統、PLC輸入信號等相連。既要確保超偏載系統和港區集裝箱箱管系統實現重量、重心數據的穩定傳輸，又要保證集裝箱發生超偏載的時候能和整機PLC控制系統實現聯鎖保護，確保從源頭上卡控鐵路集裝箱裝卸作業安全高效地運行[1]。

（2）超偏載系統主要工作原理：當吊具吊起集裝箱后，稱重傳感器受力后的參數變化在數字變送器中轉換成獨立載荷信號通過無線方式發送給控制儀表。控制儀表對所收到的傳感器載荷做計算處理后得到集裝箱總重量和重心位置坐標值。

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

（4）基本使用方法工作流程。為了提高港區岸邊集裝箱起重機裝卸作業效率，將系統設置由操作人員選擇箱型和輸入箱號、選擇空重箱等數據工作交由地面理貨員用手持機來實現，降低岸邊集裝箱起重機司機勞動強度，讓其專心用裝卸作業，確保安全和高效的作業。超偏載系統自動進行FTR鎖防連鉤監控程序（COU-CF型號），檢測四個鎖頭與平板車FTR脫鉤情況分別四角不同數值實時顯示;對可能產生的連掛的鎖位進行預警提醒;對產生連掛的鎖位訊速報警并發出斷電信號，同時語音上報操作人員。四個鎖位完全解鎖正常系統自動進入稱重及超偏載檢測程序稱重結果及狀態判定：

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，吊具理論上處于負重量。

（5）超偏載軟件系統。1）系統采用的數字技術，這樣整個數據都是數字的，不會丟失，防止干擾，更重要的是精度高穩定程度好。同時，定期安排港區轉運車輛為其進行重量標定工作，通過和港區高精度地磅稱數據進行重量數據比對，能夠進行數字標定，在不依賴砝碼的情況下，確保超偏載系統重量數據的準確性。2）軟件系統采對不同吊具和起重機的適應程度高，便于升級改造整個測試系統。同時能隨時滿足用戶的定制化需求。傳統的單片機儀表很難做到，且周期長。3）系統采用的是特有的自己研發的軟件不僅智能，而且能隨時發現異常操作并報警。系統其他核心技術為數字標定，數字角差校準，總重校準，時間校準。4）操作系統采用最新的觸控顯示技術，8英寸大觸屏人機界面非常友好，簡單易學，不用繁雜的培訓，保證即學即用。并且，由于采用數字技術后，計量數據都存儲在前置器中。一旦操作儀表出現故障，能夠簡單的通過調換儀表顯示器立刻開始工作，不用再進行標定或砝碼校準等。

4 結語

總之，本次對岸邊集裝箱起重機超偏載系統改造取得了較好的成果。能夠最大限度地發揮PLC控制系統便于其他附件功能開發的特性，進一步提升了萬州港鐵路集裝箱安全作業的效率，并贏得了鐵路管理部門的認可和貨主的贊許。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有的貢獻。

參考文獻

[1] 袁俊，閻旭文.SIL2級稱重系統在岸邊集裝箱起重機上的應用[J].起重運輸機械，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