PLC在岸边集装箱起重机控制电路中的应用
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摘要：本研究中阐述了利用PLC对岸边集装箱起重机控制电路进行改造，增加集装箱重量、重心等数据检测功能，进一步提升岸边集装箱起重机集装箱装卸作业的安全性，为万州港铁路集装箱装卸作业安全高效的运行，提供了技术保障。希望能给相关工作人员提供帮助。
关键词：PLC;岸边集装箱起重机;集装箱超偏载系统
中图分类号：TH213.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0012-01
1 增加集装箱超偏载系统功能的原因
近年来，随着万州港铁路集装箱的快速增长，其安全装卸作业成为了我港设备管理部门的重要课题。由于我港现有岸边集装箱起重机没有采集集装箱的重心、重量数据的功能，不能满足铁路管理部门对集装箱装卸作业的相关规定和要求。为此，我公司决定在1#岸边集装箱起重机上，新增一套集装箱重心、重量检测系统，从源头上卡控住铁路集装箱的超载和偏载问题，确保铁路集装箱装卸作业能够安全高效的运行。
2 超偏载检测系统的特点
（1）源头检测集装箱的超重，偏载、偏重：仪表可显示集装箱的总重、偏重、偏载等信息值，自动检测集装箱超载、偏载坐标并对测量结果合格及不合格进行筛选。（2）杜绝并减少铁路装卸空/重箱混装、错装现象：当出现误操作将空箱放入重箱区或将重箱放入空箱区，系统自动报警提示操作人员并控制起重机的动作。（3）监测相邻两个集装箱的重量偏差：系统自动筛选相邻两箱的偏差，对相邻两箱组对后造成的偏重现象及时报警。（4）仪表采用真人语音播报称重数据及相关操作提示要求，司机可轻松操作。全自动动态称重检测无需停顿无需司机干预，不影响正常操作。（5）仪表配有MODUBUS数据通讯接口，亦可选配无线数据接口实现数据无线传输功能，将信息传输至中心控制室。仪表可通过USB接口实现智能固件升级。（6）系统新版软件采用分级权限及密码控制杜绝违规及作弊、偏载、偏重报警、相邻集装箱偏重的对比。称重设备传感器与仪表之间的通讯采用无线传输方式传输信号。（7）起重机载荷达到额定载荷的95%时称重仪表预报警 ，蜂鸣器断续报警并以真人语音提示95%报警信息、当起重机达到额定载荷100%时蜂鸣器连续报警同时真人语间提示100%报警信息。当起重机达到额定载荷110%时仪表控制超载继电器断开并连续报警。（8）用户可自行设定超重报警值，偏载X、Y轴偏载值。能测量并输出集装箱X轴（长度方向），Y轴（宽度方向）的轴向偏载位置。X轴（长度方向）偏心超过集装箱长度±5%时报警; Y轴（宽度方向）偏载位置大于±100mm时报警。
3 超偏载系统安装改造方案
（1）超偏载系统安装具体分为电气和机械两部分内容。一、电气部分：重新编写岸边集装箱起重机PLC控制系统梯形图，增加集装箱重量偏载检测系统输入、输出信号。二、机械部分：在集装箱吊具上架上安装四个用于集装箱偏载、偏重测试和重量检测的高精度传感器、一个数字通讯盒和开关电源（建议采用减震措施，提高其稳定性），司机室安装8英寸彩色触摸显示屏和港区集装箱箱管系统、PLC输入信号等相连。既要确保超偏载系统和港区集装箱箱管系统实现重量、重心数据的稳定传输，又要保证集装箱发生超偏载的时候能和整机PLC控制系统实现联锁保护，确保从源头上卡控铁路集装箱装卸作业安全高效地运行[1]。
（2）超偏载系统主要工作原理：当吊具吊起集装箱后，称重传感器受力后的参数变化在数字变送器中转换成独立载荷信号通过无线方式发送给控制仪表。控制仪表对所收到的传感器载荷做计算处理后得到集装箱总重量和重心位置坐标值。
（3）超偏载系统主要技术参数：电源：控制仪表、变送器、声光报警器的电源均为AC220V;功率：控制仪表<12VA;变送器：<5VA;报警器：<5VA;最大秤量（量程）：80000kg/40000kg分度值：d=50kg/d=20kg;准确度等级：0.1～0.5%。
（4）基本使用方法工作流程。为了提高港区岸边集装箱起重机装卸作业效率，将系统设置由操作人员选择箱型和输入箱号、选择空重箱等数据工作交由地面理货员用手持机来實现，降低岸边集装箱起重机司机劳动强度，让其专心用装卸作业，确保安全和高效的作业。超偏载系统自动进行FTR锁防连钩监控程序（COU-CF型号），检测四个锁头与平板车FTR脱钩情况分别四角不同数值实时显示;对可能产生的连挂的锁位进行预警提醒;对产生连挂的锁位讯速报警并发出断电信号，同时语音上报操作人员。四个锁位完全解锁正常系统自动进入称重及超偏载检测程序称重结果及状态判定：
1）合格：重量值为正常。2）轻载：重量值小于最大称量的10%。3）超重：重量值大于最大称量的90%。4）偏载：箱子的重心位置偏离了最大限定值。5）松绳：吊具的绳子处于松弛状态，吊具理论上处于负重量。
（5）超偏载软件系统。1）系统采用的数字技术，这样整个数据都是数字的，不会丢失，防止干扰，更重要的是精度高稳定程度好。同时，定期安排港区转运车辆为其进行重量标定工作，通过和港区高精度地磅称数据进行重量数据比对，能够进行数字标定，在不依赖砝码的情况下，确保超偏载系统重量数据的准确性。2）软件系统采对不同吊具和起重机的适应程度高，便于升级改造整个测试系统。同时能随时满足用户的定制化需求。传统的单片机仪表很难做到，且周期长。3）系统采用的是特有的自己研发的软件不仅智能，而且能随时发现异常操作并报警。系统其他核心技术为数字标定，数字角差校准，总重校准，时间校准。4）操作系统采用最新的触控显示技术，8英寸大触屏人机界面非常友好，简单易学，不用繁杂的培训，保证即学即用。并且，由于采用数字技术后，计量数据都存储在前置器中。一旦操作仪表出现故障，能够简单的通过调换仪表显示器立刻开始工作，不用再进行标定或砝码校准等。
4 结语
总之，本次对岸边集装箱起重机超偏载系统改造取得了较好的成果。能够最大限度地发挥PLC控制系统便于其他附件功能开发的特性，进一步提升了万州港铁路集装箱安全作业的效率，并赢得了铁路管理部门的认可和货主的赞许。为万州港成为长江上游最具控制力、辐射力、影响力的综合枢纽港做出了应有的贡献。
参考文献
[1] 袁俊，阎旭文.SIL2级称重系统在岸边集装箱起重机上的应用[J].起重运输机械，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
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