岸桥双箱吊具双箱检测保护系统升级改造

港口科技・科研与技革　岸桥双箱昂具双箱检测保护系统　升级改逭　赵健宇　曹小雄陈俊敏周兴奎　（广州南沙海港集装箱码头有限公司，　广东　南沙　５１１４６２）　摘要：为确保岸桥双箱吊具双箱检测保护系统的安全运行，对其进行了升级改造。分　析岸桥双箱吊具使用情况和存在问题。提出双箱检测系统升级方案设计。改造后有效　地排除了安全隐患。　关键词：港口　双箱吊具双箱检测系统安全改造　Ｕｐｇｒａｄｅ　Ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ　Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ｏｆ　Ｓｈｏｒｅ－Ｂａｓｅｄ　Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ　Ｃｒａｎｅ　ＺＨＡＯ　Ｊｉａｎｙｕ　ＣＡＯ　Ｘｉａｏｘｉｏｎｇ　ＣＨＥＮ　Ｊｕｎｍｉｎ　ＺＨＯＵ　Ｘｉｎｇｋｕｉ　（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｐｏｒｔ　Ｎａｎｓｈａ　Ｐｏｒｔ　Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｓｈａ　５　１　１４６２，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔＯ　ｅｎｓｕｒｅ　ｓａｆｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒ　ｓｐｒｅａｄｅｒ　ｏｆ　ｓｈｏｒｅ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒ　ｃｒａｎｅ，ａｎ　ｕｐｇｒａｄｅ　ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｒｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．Ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ　ｓｐｒｅａｄｅｒ　ｏｆ　ｓｈｏｒｅ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒ　ｃｒａｎｅ　ａｎｄ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｕｐｇｒａｄｅ　ｐｌａｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ　ｈｉｄｄｅｎ　ｔｒｏｕｂｌｅｓ　ａｒｅ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ　ｌｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｆｔｅｒ　ｒｅｆｏｒｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ　ｓｐｒｅａｄｅｒ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓａｆｅｔｙ　ｒｅｆｏｒｍ　双箱检测系统（吊具双２０　检测系统）是港　机吊具系统中为避免在吊具为４Ｏ　状态下吊双　２０　集装箱而设立的一个检测保护系统。该系统　１　岸桥双箱吊具使用情况与存在问题分析　吊具的ＴＴＤＳ感应限位总共有７个，分别为　布置在吊具下方横向正中位置，由７个光电检测　限位组成。吊具ＰＬＣ根据这些检测限位反馈的信　号组合来判断是否为两个２０　集装箱，若是则发　送“双箱检测故障”信号给岸桥主ＰＬＣ实现各机　构的连锁动作，从而避免事故的发生。　Ｓ　９０～Ｓ　９６，都是激光测距的光电感应限位。这些　限位在空吊具状态下与吊具吊箱的状态下的信号　不同，吊具里的程序根据各个限位反馈回来的信　号进行逻辑分析与组合运算，判别是２０　双箱状　态还是４０　单箱状态，由此判断是否报ＴＴＤＳ故　・１９・　港口科技・科研与技革　障，　图１。　禁止旋锁锁紧。同时，如双２０　集装箱在舱底时，　完全无问隙或因误检测闭锁时，因最外侧的Ｓ　９５　和Ｓ　９６设定的有效感应距离比位于内侧的　ＳＥＮＳＯＲ设定的有效感应距离要长，在旋锁闭锁　后起升过程中如果最内部的ＳＥＮＳＯＲ信号发生　翻转，则双箱检测系统也将发出警告，起升允许　将会切断。　图１感应限位　窭一　曾经在作业过程中发生过在吊具４０　状态　旋锁吊住两个２０　箱，起升到半　事故。对如此　完善的系统还会发生这类状况，现场人员与技术　人员都感到极为震惊和诧异。公司当天立即组织　一图ｌ】｝】＇７个感应限位中Ｓ　９０～Ｓ　９４固定在　吊具的纵阳［｝１线的『Ｆ下方，５个限位的宽度为６５　ｍｍ；Ｓ　９５与Ｓ　９６分别安嚣在吊具下方距纵向中　线ｌ００　ｍｍ的两侧。其中Ｓ　９５和Ｓ　９６使用常闭　次双箱检测系统重点检查。检查结果发现Ｓ　９５、　触点　先『｝］来检测是否存在集装箱；ｓ　９０和Ｓ　９４　则用来第　『久检测集装箱足否为箱型或开顶柜。　如　这４个ＳＥＮＳＯＲ均未感应到集装箱，则该系　统将发出指令允　吊具锁箱并允许起升上升。实　际｝：，如果这些条什成　，该集装箱则应为４０　Ｓ　９６限位架被撞变形，探头检测方向本来处于垂　直方向，但变形后均偏向于内侧，超出检测区；　而其他机也存在检测限位、或者限位接头被撞损　坏，均有导致双箱检测系统失灵现象发生。　双箱检测系统是厂家设计的专用模块，用户　无法获知内部逻辑关系，也无法修改。７个检测　限位均使用开关量，仅能进行绝对位置判断。技　术人员需对保护系统有深入了解，并能根据使用　手册准确调校各个探头的有效感应距离，才能使　系统达到有效的保护。程序原理见图２所示。　的开顶柜或顶Ｌ遮帆布的开顶柜。如果这４个　ＳＥＮＳＯＲ，其中有限位感应到集装箱，则启动问　隙检测逻辑，如果Ｓ９０一Ｓ９４五个限位中任意２　个连续位置的感应限位没有感应到有物体存在，　那么双箱检测系统将发出警报并进入程序联锁，　ＴＥＬＥ　ｌＮ２０Ｆ＇ｆ　ＴＥＬＥ　ＩＮ４５ＦＴ　ＴＷＩＮ　ＭＯＤＥ　ＡＮＹ　ＬＡＮＤＥＤ　ＡＮＹ　Ｌ０ＣＫＥＤ　０Ｒ　Ｎ０Ｔ　ＮＯＴ　９———　ＡＮＤ忡Ｓｐｌｉｔ　＝Ｑ　！ｅ　ＴＴＤＳ　ＦＡＵＬＴ　图２程序原理图　由于用』　伶测箱存在的Ｓ　９５、Ｓ　９６采用常闭　点，Ｓ　９０、Ｓ　９４采用常开点，在４０　着箱前不进　行双箱检测系统自身完好性判断，所以假如给所　参照图３，对现有系统的硬件无需做任何修　改，通过增加更多更完善的软件逻辑判断，包括　双箱检测系统的自检，起升、小车的联锁以及速　度限制等程序汇编，以最低的成本，来完善现有　系统，防止意外的发生。具体方案如下：　１１修改ＹＡＳＫＡＷＡ　ＰＬＣ和Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ的　有　感器供电的电源损坏，即使有４０　单箱吊具　ｍ起舣２０　衔，也小会报警，停ｌＪ二动作。如果　Ｓ　９１、Ｓ　９３　Ｉ　时被异物遮挡或损坏，则双箱检测　护系统黎休失效，逻辑设计　不严谨。　Ｐｒｏｆｉｂｕｓ接口设置，把ＹＡＳＫＡＷＡＰＬＣ中的小车　２双箱检测系统升级方案设计　现仃吊具通讯系统图，见图３。　・位置、小车速度、主起升位嚣、主起升速度等变　量信号传入Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ中，　时在Ｓｐｒｅａｄｅｒ　，ｎ・　港口科技・科研与技革　ＰＬＣ产生ＮＴＴＤＳ　Ｆａｕｌｔ、ＳＳＨＵＳＬＤＮ（海侧主起　２１在ＹＡＳＫＡＷＡ　ＰＬＣ中增加必要的程序，　使得在ＳＳＨＵＳＬＤＮ（海侧主起升减速命令）为１　升减速命令）和ＴＴＤＳ　Ｅｓｔｏｐ变量，并且将这两　个变量通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ传入ＹＡＳＫＡＷＡＰＬＣ中。　时，主起升的上升速度只有１０％。　…］　ＤＣ２４Ｖ　ｉｌ　ｉ　ｉ　｝　Ｉ　Ｉ　１　Ｊ　．．——．　图３吊具通讯原理图　３）在ＹＡＳＫＡＷＡ　ＰＬＣ中增加逻辑程序，使得　在ＴＴＤＳ　Ｅｓｔｏｐ为１时主起升上升动作紧急停止。　４　在ＹＡＳＫＡＷＡ　ＰＬＣ中增加必要程序，使　得ＮＴＴＤＳ　Ｆａｕｌｔ为１时产生双箱检测故障报　警。　小车在海侧、空吊具、小车速度大于满速的３０％　时，所有双箱检测限位的状态。所有限位都应该　为初始状态，否则产生ＮＴＴＤＳ　Ｆａｕｌｔ信号，禁止　海侧单箱４０　锁箱动作。　９１在Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ中增加逻辑程序，判断　小车在海侧、小车速度小于满速的５％、吊具状态　５）在Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ中增加逻辑程序，实现　吊具在海侧着箱，旋锁由开锁转为闭锁、着箱信　号断开后，主起升上升５　ｍ之内，主起升最大速　度限定在额定速度的１０％。　６）在Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ中增加逻辑程序，判断　为４Ｏ　单箱、旋锁从开锁转为闭锁状态时，双箱　检测限位ｓ　９５、Ｓ　９６、Ｓ　９Ｏ、Ｓ　９４已反转（检测　到箱的存在）；着箱信号断开后，原来已经检测到　有箱存在的Ｓ　９５、Ｓ　９６、Ｓ　９０、Ｓ　９４中的任何两　个的状态发生改变，都要产生双箱检测Ｅｓｔｏｐ命　令，主起升上升动作马上停止，同时产生ＮＴＴＤＳ　Ｆａｕｌｔ信号。　小车在海侧，旋锁由闭锁转为开锁、着箱信号断　开后，主起升上升超过５　ｍ后：　开锁前吊具为单箱状态：所有双箱检测限位　Ｓ９Ｏ—Ｓ９６的状态全部反转或全部不反转。　开锁前吊具为双箱状态：双箱检测限位　Ｓ　９０／Ｓ　９４／Ｓ　９５／Ｓ　９６反转。　３结论　通过对岸桥双箱吊具双箱检测保护系统进行　升级改造，以繁复的系统性程序汇编，更好地弥　补逻辑漏洞，从根本上保障双箱检测系统的完好　如果上述情况不满足，则产生ＮＴＴＤＳ　Ｆａｕｌｔ　信号，禁止下次海侧单４０　锁箱动作。　７）在Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ中增加逻辑程序，判断　小车在海侧，吊单箱，且小车速度大于３Ｏ％满速　时所有双箱检测七个限位的状态。应该为全部反　转或全部不反转，否则产生ＮＴＴＤＳ　Ｆａｕｌｔ信号，　禁止下次海侧单４０　锁箱动作。　８）在Ｓｐｒｅａｄｅｒ　ＰＬＣ中增加逻辑程序，判断　性。经过速度限制可避免司机“野蛮操作”现象　发生。一旦检测限位损坏或异常会马上报出故障　可以及时进行修复，减轻技术人员的检修强度，　彻底排除岸桥作业中发生“４０　吊具吊双箱”的　安全隐患存在，并提升设备的安全使用性能。　・２１。