當(dāng)前?我國各主要港口相繼對以柴油機(jī)為動力的輪胎式集裝箱門式起重機(jī)進(jìn)行了滑觸線供電改造?使該類起重機(jī)可以使用市電作為主要供電電源，取得了很好的節(jié)能減排效果。改造后的輪胎式集裝箱門式起重機(jī) （以下簡稱 ＥＲＴＧ）由于側(cè)面滑觸線和鋼結(jié)構(gòu)的存在，當(dāng)大車行走時，如果偏離了正常軌

跡，可能會對滑觸線及其小車、堆場設(shè)備以及地面設(shè)施造成損壞，嚴(yán)重時影響生產(chǎn)。 因此?ＥＲＴＧ大車行走的防撞糾偏保護(hù)非常重要，雖然有一些措施可以實現(xiàn)此類保護(hù)?但效果并不理想。 我們基于防撞和糾偏理念，針對 ＥＲＴＧ研發(fā)出了帶顯示、語音功能的 “一體化大車防撞糾偏智能保護(hù)裝置 ” （見圖 1），為 ＥＲＴＧ大車安全運(yùn)行提供了一個性能優(yōu)異、穩(wěn)定可靠、安裝簡單的解決方案。

該裝置可以獨(dú)立于原電氣控制系統(tǒng)安裝，使其特別適用于現(xiàn)有 ＥＲＴＧ。由于大多數(shù) ＥＲＴＧ受原有電氣控制系統(tǒng)的 ＰＬＣ槽位、備用點不足的制約，不可能將模擬量信號直接接入原 ＰＬＣ?加之不同 ＥＲＴＧＰＬＣ在品牌、模塊配置、控制程序上各不相同，針對不同 ＥＲＴＧ不同 ＰＬＣ增加配置和程序都需要額外進(jìn)行設(shè)計和調(diào)試?使成本上升，現(xiàn)場調(diào)試周期加長。獨(dú)立安裝裝置可以解決這些問題，從而使現(xiàn)場安裝調(diào)試簡易、靈活；日常維護(hù)也更加方便。該裝置已經(jīng)申請了國家**。

1 結(jié)構(gòu)實現(xiàn)

該裝置通過檢測 ＥＲＴＧ大車行走時大車外側(cè)面與滑觸線之間的距離，判斷大車行走狀態(tài)。該裝置可以根據(jù)計算結(jié)果，給出大車具有走偏趨勢或已經(jīng)走偏兩種狀態(tài)，即分別是預(yù)警狀態(tài)和報警狀態(tài)。該裝置將滑觸線鋼結(jié)構(gòu)上的金屬反射板作為檢測目標(biāo)，帶模擬量輸出的激光測距傳感器安裝在 ＥＲＴＧ門腿平衡梁兩端，高度與反射板保持一致。分別在電氣房和司機(jī)室安裝一體化控制器，其中電氣房一體化控制器作為數(shù)據(jù)采集控制器?司機(jī)室一體化控制器作為顯示控制器。

1．1 數(shù)據(jù)采集控制器

數(shù)據(jù)采集控制器采用目前工控行業(yè)*新 ＯＣＳ控制產(chǎn)品－－－美國 ＨＯＲＮＥＲ公司的一體化控制器ＸＬＥ102。此新型控制器的特點是將邏輯控制、人機(jī)界面、內(nèi)置 Ｉ／Ｏ與網(wǎng)絡(luò)集成于一體?內(nèi)置 ＣｓＣＡＮ現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和 2個串口 （ＲＳ232、485均可 ）?并有可選的以太網(wǎng)接口或 ＭＯＤＥＭ口，人機(jī)界面程序和ＰＬＣ控制程序使用同一套免費(fèi)編程軟件 Ｃｓｃａｐｅ編程?無需太多培訓(xùn)即可輕松掌握。該控制器集成3．5英寸單色觸摸式顯示屏，帶有多個按鍵，內(nèi)置 10路開關(guān)量輸入、2路高速計數(shù)器、6路繼電器輸出和 4路模擬量輸入。該控制器安裝在電氣房內(nèi)，實時采集如下數(shù)據(jù)：

（1）大車外側(cè)面與滑觸線之間的距離。信號來自激光測距儀，大車兩側(cè)每一端各安裝 1個?共計 4個?為 4～20ｍＡ電流型信號。

（2）開關(guān)量信號?包括柴油機(jī)供電、滑觸線供電、整機(jī)運(yùn)行、起升運(yùn)行、小車運(yùn)行、大車運(yùn)行?開閉鎖等狀態(tài)信號。

（3）電量顯示儀表數(shù)據(jù)。ＥＲＴＧ若裝有帶通訊功能的電力參數(shù)測量儀?該控制器可以通過專用通訊口讀取電量顯示儀表的相關(guān)數(shù)據(jù)?并存儲在顯示控制的存儲卡內(nèi)?通過對這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析?可以準(zhǔn)確得到 ＥＲＴＧ在給定的時間段內(nèi)的作業(yè)耗電量。

該控制器內(nèi)寫有專用糾偏處理程序?使控制器通過分析、處理接入的信號?檢測大車是否走偏或是否有走偏趨勢?根據(jù)計算結(jié)果?再以開關(guān)量或通訊方式輸出給電氣房主控 ＰＬＣ?通過電氣房主控 ＰＬＣ?間接控制大車兩側(cè)驅(qū)動器輸出?實現(xiàn)糾偏。報警數(shù)據(jù)和畫面數(shù)據(jù)則以通訊方式輸出給司機(jī)室控制器。

1．2 顯示控制器

為方便龍門吊司機(jī)了解大車行走的數(shù)據(jù)狀態(tài)?在司機(jī)室另外增加了顯示控制器。該控制器采用美國 ＨＯＲＮＥＲ公司的 ＸＬ6控制器?與數(shù)據(jù)采集控制器類似?內(nèi)置 10路開關(guān)量輸入、2路高速計數(shù)器、6路繼電器輸出和 4路模擬量輸入。

顯示控制器內(nèi)寫有大車行走狀態(tài)監(jiān)測畫面和報警畫面?同時帶有語音報警輸出?當(dāng)大車走偏或當(dāng)大車有走偏趨勢時?除進(jìn)行畫面報警外?還可以給出語音提示?提示司機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的糾偏操作。

顯示控制器和數(shù)據(jù)采集控制器之間通過 ＣＡＮ總線或 ＲＳ485連接。對于干擾較小的 ＥＲＴＧ?可以直接使用任意 3根備用線實現(xiàn)通訊，而不需要通過拖令進(jìn)行復(fù)雜的布線工作。

2 功能實現(xiàn)

2．1 畫面和報警

為便于司機(jī)和維修人員查看大車參數(shù)和狀態(tài)?我們設(shè)計了大車狀態(tài)實時顯示畫面和報警畫面，所有的畫面全部安裝在顯示控制器內(nèi)。大車狀態(tài)實時顯示畫面以俯視形式，顯示大車外側(cè)離開滑觸線反射板的距離。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，分別設(shè)定預(yù)警和報警兩種狀態(tài)。當(dāng)大車有走偏趨勢，或大車已經(jīng)走偏到某一預(yù)警距離時，即為預(yù)警狀態(tài)，畫面中對應(yīng)區(qū)域會出現(xiàn)黃色閃爍條予以提示，同時語音報警提示走偏預(yù)警；當(dāng)大車已經(jīng)走偏時即為報警狀態(tài)，畫面中對應(yīng)區(qū)域會出現(xiàn)紅色閃爍條予以提示，同時語音報警提示走偏報警。

2．2 參數(shù)可調(diào)

為適應(yīng)不同的 ＥＲＴＧ和不同的堆場滑觸線?該裝置的參數(shù)可以手動調(diào)整。如大車走偏預(yù)警距離近端、大車走偏預(yù)警距離遠(yuǎn)端、大車走偏報警距離近端、大車走偏報警距離遠(yuǎn)端、語音報警時間間隔以及用戶密碼等。用戶可以針對不同 ＥＲＴＧ的情況隨時調(diào)整?使現(xiàn)場調(diào)試工作量大為減少?提高了對不同

ＥＲＴＧ不同堆場的廣泛適應(yīng)性。

2．3 報警歷史

當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警或報警時，實時故障顯示畫面可以顯示預(yù)警或報警內(nèi)容，與此同時?所有預(yù)警或報警信息會寫入報警歷史，供以后查閱。報警歷史可以記錄報警日期、報警時間、報警內(nèi)容、報警時各傳感器的當(dāng)前數(shù)據(jù)、各狀態(tài)點的狀態(tài)?非常便于將來的事故跟蹤。

根據(jù)需要，在非預(yù)警或非報警狀態(tài)下，同樣可以一定的頻率記錄大車行走的狀態(tài)數(shù)據(jù)，如各傳感器數(shù)據(jù)、各狀態(tài)點的值，以及記錄數(shù)據(jù)時的日期、時間等信息。這些數(shù)據(jù)全部記錄在顯示控制器或數(shù)據(jù)采集控制器的存儲卡內(nèi)。

2．4 電量分析

作為擴(kuò)展使用，電氣房控制器具有備用通訊口，支持 Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議?可以與具有 Ｍｏｄｂｕｓ接口的電量顯示儀表實時通訊，讀取相關(guān)電力參數(shù)，如電壓、電流、有功功率、無功功率、電能等，并作為歷史存儲在控制器存儲卡中。

這些數(shù)據(jù)連同歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)一起?在控制器存儲卡中以標(biāo)準(zhǔn)的文本格式存儲?用戶可以使用電子表格軟件如 Ｅｘｃｅｌ對它們進(jìn)行分析。這些數(shù)據(jù)對司

機(jī)駕駛水平評測，ＥＥＲＴＧ維護(hù)保養(yǎng)等工作都有一定的參考價值。

2．5 接入 ＣＣＭＳ

作為擴(kuò)展功能?對于已經(jīng)具備 ＣＣＭＳ的 ＥＲＴＧ?報警畫面和歷史數(shù)據(jù)可以融入 ＣＣＭＳ系統(tǒng)。具備了該擴(kuò)展功能的 ＣＣＭＳ可以獲取并分析大車軌跡歷史?獲取控制器歷史數(shù)據(jù)?并分析 ＥＲＴＧ分別在油電狀態(tài)下的電壓、電流、有功功率、無功功率、電能等歷史數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

該裝置根據(jù) ＥＲＴＧ實際需要，采用一體化控制器，實現(xiàn)了大車行走的智能糾偏?并帶有顯示、報警、語音、數(shù)據(jù)歷史等功能，可以獨(dú)立安裝、調(diào)試。將糾偏控制邏輯分離，減少了電氣房 ＰＬＣ負(fù)擔(dān)，可以實現(xiàn)復(fù)雜的計算。對電氣房 ＰＬＣ程序改動少，增加的小型控制器體積小，便于安裝。該方案的總成本較低。對于實現(xiàn)了油改電改造的 ＥＲＴＧ?該小型 ＰＬＣ有專門通訊口可以直接讀取電量顯示儀表的電壓、電流、功率、電能、功率因素等數(shù)據(jù)。并作歷史數(shù)據(jù)處理，存儲在控制器附帶的存儲卡中，方便工程師讀取分析。

目前，該裝置已成功應(yīng)用在廈門港 “油改電 ”ＥＲＴＧ上。