郎進(jìn)忠

摘要：對(duì)大型集裝箱碼頭來(lái)說(shuō)龍門吊“油改電”是大勢(shì)所趨，目前各個(gè)碼頭“油改電”取電方式主要有手動(dòng)拔插式和自動(dòng)集電小車式;大車轉(zhuǎn)場(chǎng)動(dòng)力主要采用柴油機(jī)和蓄電池。廈門集裝箱碼頭集團(tuán)海天分公司2015年開始對(duì)北區(qū)21臺(tái)龍門吊進(jìn)行“油改電”改造，我們采用的方案是保留原柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造。改造調(diào)試階段，我們發(fā)現(xiàn)在用市電作業(yè)時(shí)，柴油機(jī)有時(shí)會(huì)報(bào)低油壓及超速故障。

關(guān)鍵詞：速度監(jiān)測(cè)器;中繼;并網(wǎng)控制器

1 ?背景

龍門吊是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的集裝箱碼頭堆場(chǎng)裝配設(shè)備，因在碼頭堆場(chǎng)內(nèi)作業(yè)，自身配備有柴油發(fā)電機(jī)組作為動(dòng)力能源，滿足了作業(yè)的靈活方便性和轉(zhuǎn)場(chǎng)的需要，在堆場(chǎng)內(nèi)不受供電的局限，具有良好的機(jī)動(dòng)性能，大大提高了集裝箱裝卸效率，但其有耗油量大，噪音大，排放污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，不符合國(guó)家大力倡導(dǎo)的綠色港口，智能港口的發(fā)展需求。對(duì)大型集裝箱碼頭來(lái)說(shuō)龍門吊“油改電”是大勢(shì)所趨，目前各個(gè)碼頭“油改電”取電方式主要有手動(dòng)拔插式和自動(dòng)集電小車式;大車轉(zhuǎn)場(chǎng)動(dòng)力主要采用柴油機(jī)和蓄電池。廈門集裝箱碼頭集團(tuán)海天分公司2015年開始對(duì)北區(qū)21臺(tái)龍門吊進(jìn)行“油改電”改造，在保留原柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造。該方案的主要功能特點(diǎn)如下：

①供電電源采用低空滑觸線輸電方案的供電方式。

②取電方式采用自動(dòng)集電小車。

③并網(wǎng)采用深海公司生產(chǎn)的DSE8620控制器，柴油機(jī)原控制線路保留。

④油電轉(zhuǎn)換采用“無(wú)縫切換”的方式。

改造調(diào)試階段，我們發(fā)現(xiàn)在用市電作業(yè)時(shí)，柴油機(jī)有時(shí)會(huì)報(bào)低油壓及超速故障，而我們一期采用的是手動(dòng)拔插式取電方式的龍門吊上沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)類似的故障現(xiàn)象，本文主要是針對(duì)這種油改電方案下出現(xiàn)的柴油機(jī)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析并提出解決辦法。

2 ?現(xiàn)象描述及分析

該批龍門吊柴油機(jī)使用的是卡特3406發(fā)動(dòng)機(jī)，控制系統(tǒng)有完全用硬接線加繼電器的方式，也有采用西門子S7-200的方式，特別是在S7-200控制的柴油機(jī)上出現(xiàn)報(bào)警的故障概率較高，這幾臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度控制采用2301A控制器實(shí)現(xiàn)，速度監(jiān)測(cè)使用的是Crompton 253-PH3G，見圖1。

2.1 故障現(xiàn)象描述

①最初的故障現(xiàn)象是當(dāng)龍門吊需轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)，司機(jī)無(wú)法遠(yuǎn)程啟動(dòng)柴油機(jī)，經(jīng)搶修人員到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)是柴油機(jī)報(bào)低油壓或超速故障，機(jī)旁復(fù)位即可啟動(dòng)。

②現(xiàn)場(chǎng)跟蹤發(fā)現(xiàn)在市電作業(yè)時(shí)，特別是當(dāng)起升下降或動(dòng)大車時(shí)，上圖中三盞指示燈有時(shí)會(huì)閃爍，閃爍頻率沒(méi)規(guī)律，有時(shí)柴油機(jī)就會(huì)報(bào)低油壓或超速故障。

2.2 故障現(xiàn)象分析

①柴油機(jī)報(bào)低油壓故障必須滿足兩個(gè)條件，發(fā)火轉(zhuǎn)速信號(hào)和油壓低信號(hào)且保持3s以上;同樣報(bào)超速故障也必須滿足兩個(gè)條件，額定轉(zhuǎn)速和超速信號(hào)，而此時(shí)柴油機(jī)是停止的，僅僅是在隨時(shí)準(zhǔn)備啟動(dòng)的狀態(tài)，不應(yīng)該出現(xiàn)這兩個(gè)故障。

②現(xiàn)場(chǎng)跟蹤發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象說(shuō)明出現(xiàn)這兩個(gè)故障的可能性還是存在的，因?yàn)椴裼蜋C(jī)低油壓及超速信號(hào)都是常閉點(diǎn)，當(dāng)指示燈閃爍時(shí)代表有發(fā)火轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出，就有可能報(bào)故障。

③我們分析這種故障現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因跟速度監(jiān)測(cè)器指示燈閃爍是相關(guān)聯(lián)的，可能是硬件工作狀態(tài)不穩(wěn)定或外部干擾造成的誤報(bào)引起的。

3 ?方案探索及處理

技術(shù)攻關(guān)小組針對(duì)出現(xiàn)的這一新的故障現(xiàn)象逐步探索嘗試并根據(jù)上述判斷做了以下一系列工作：

①更換速度監(jiān)測(cè)器，更換轉(zhuǎn)速傳感器，更換機(jī)油壓力傳感器，故障還是存在。排除了用油工況下出現(xiàn)這種故障的可能。

②檢查屏蔽線及干擾源并采取多種屏蔽方式等也還是無(wú)法徹底排除該誤報(bào)警故障。

③即使把轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)的信號(hào)2、5點(diǎn)拆除，偶爾還會(huì)閃爍。

經(jīng)過(guò)前期排除并結(jié)合功能需求，最終采取屏蔽非正常工況下速度監(jiān)測(cè)器電源負(fù)極的方案，其主要功能如下：

①用油時(shí)柴油機(jī)的保護(hù)功能必須保留;

②當(dāng)用市電時(shí)采集電信號(hào)來(lái)屏蔽該速度監(jiān)測(cè)器的電源負(fù)極（第8點(diǎn)）;

③在電轉(zhuǎn)油進(jìn)行“無(wú)縫切換”時(shí)，司機(jī)室遠(yuǎn)程啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，即恢復(fù)速度監(jiān)測(cè)器工作;

④為了達(dá)到上述功能，我們?cè)黾恿?個(gè)中繼，并在程序上做了相應(yīng)修改，詳見圖2。

圖中 KS1中繼主要用來(lái)恢復(fù)或屏蔽速度監(jiān)測(cè)器的電源;

KS2中繼采集柴油機(jī)啟動(dòng)信號(hào)恢復(fù)監(jiān)測(cè)器工作;

KS3中繼采集柴油機(jī)發(fā)火轉(zhuǎn)速信號(hào)用來(lái)保持監(jiān)測(cè)器電源;

KS4中繼采集司機(jī)室遠(yuǎn)程停止信號(hào)用來(lái)柴油機(jī)熄火時(shí)即時(shí)切斷監(jiān)測(cè)器電源，并保持10s。

改造后電路圖如圖3。

①當(dāng)有市電信號(hào)時(shí)，KS1中繼得電，常閉觸點(diǎn)（1、9）斷開，速度監(jiān)測(cè)器負(fù)極斷開使之不工作。

②當(dāng)有啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，KS2中繼得電，常閉觸點(diǎn)（1、9）斷開，PLC輸出一個(gè)信號(hào)給KS1中繼，使之立即斷電，速度監(jiān)測(cè)器恢復(fù)工作。

③當(dāng)有發(fā)火轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，KS3中繼得電，常開觸點(diǎn)（5、9）閉合，給PLC一個(gè)信號(hào)以保持監(jiān)測(cè)器一直工作。

4 ?技改效果

改造前，每天龍門吊需轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)出現(xiàn)上述柴油機(jī)故障現(xiàn)象大概4-5次，改造后，經(jīng)過(guò)這幾個(gè)月運(yùn)行觀察到目前為止基本沒(méi)再出現(xiàn)，通過(guò)這一次的小技改對(duì)以后類似油改電改造方案上一定的參考意見，并且也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

①投入成本極少，但解決了實(shí)際問(wèn)題，基本杜絕了類似故障的發(fā)生。

②減輕搶修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

③20多臺(tái)龍門吊每天可以減少1小時(shí)故障時(shí)間，按臺(tái)時(shí)產(chǎn)量每小時(shí)12個(gè)自然箱來(lái)?yè)Q算，每天可以為公司增收2千元，一年下來(lái)可以為公司多減少近70萬(wàn)元耗損。

參考文獻(xiàn)：

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