嚴(yán)俊+陳振宇

上港集團(tuán)振東集裝箱碼頭分公司自動(dòng)化無(wú)人空箱堆場(chǎng)軌道式龍門(mén)起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)軌道吊）采用遠(yuǎn)程操作模式，1位司機(jī)要操作2臺(tái)高型軌道吊和3臺(tái)矮型軌道吊，呈現(xiàn)“機(jī)多人少”的作業(yè)特點(diǎn)。在夜間多機(jī)配合作業(yè)結(jié)束后，司機(jī)往往不會(huì)主動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備；在日間作業(yè)時(shí)，由于司機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)程操作，難以察覺(jué)現(xiàn)場(chǎng)照明設(shè)備開(kāi)關(guān)情況，導(dǎo)致司機(jī)常常忘記關(guān)閉照明設(shè)備。針對(duì)上述能耗浪費(fèi)問(wèn)題，上港集團(tuán)振東集裝箱碼頭分公司在比較半導(dǎo)體發(fā)光二級(jí)管（Light Emitting Diode，LED）燈與高壓鈉燈的光效、能耗和可再利用性的基礎(chǔ)上，對(duì)3臺(tái)矮型軌道吊實(shí)施節(jié)能照明系統(tǒng)改造。

1 LED燈與高壓鈉燈比較

軌道吊原采用由電弧管、燈芯、玻殼、消氣劑和燈頭等構(gòu)成的高壓鈉燈作為照明設(shè)備。軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)采用LED燈，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光實(shí)現(xiàn)照明。

1.1 光效比較

由表1可見(jiàn)，光源功率的LED燈與光源功率250 W的高壓鈉燈的實(shí)際利用光通量相當(dāng)，即兩者光照強(qiáng)度相當(dāng)，而且前者的燈具光效與后者相比有大幅提高。

1.2 能耗比較

根據(jù)表1的計(jì)算公式，驗(yàn)算得光源功率的LED燈與光源功率的高壓鈉燈的實(shí)際利用光通量相當(dāng)，均為左右。在光照強(qiáng)度相同的條件下，LED燈比高壓鈉燈節(jié)約能耗60%左右（見(jiàn)表2）。

1.3 可再利用性比較

LED燈內(nèi)部沒(méi)有松動(dòng)部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉淀、光衰快等缺點(diǎn)[1]，其半導(dǎo)體芯片可回收再利用；相比之下，高壓鈉燈的電弧管內(nèi)填充的是金屬汞和金屬鈉，對(duì)環(huán)境污染較大。

2 軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)改造

2.1 控制功能實(shí)現(xiàn)

將本節(jié)能照明系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)化無(wú)人空箱堆場(chǎng)的矮型軌道吊上。軌道吊的小車(chē)頂部裝有半導(dǎo)體光敏元件，能夠通過(guò)光照強(qiáng)度判斷日間模式和夜間模式。系統(tǒng)原理如圖1所示。

在日間模式下，節(jié)能照明系統(tǒng)關(guān)閉。此時(shí)即使司機(jī)按下燈光啟動(dòng)按鈕，可編程邏輯控制器也不響應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)從夜間模式切換到日間模式時(shí)，LED燈自動(dòng)關(guān)閉，從而避免因司機(jī)忘記關(guān)閉照明設(shè)備而造成能耗浪費(fèi)。

在夜間模式下，節(jié)能照明系統(tǒng)啟動(dòng)。此時(shí)若司機(jī)按下燈光啟動(dòng)按鈕，LED燈常亮；若司機(jī)按下燈光熄滅按鈕，LED燈常暗。在此模式下，當(dāng)軌道吊接到任務(wù)指令或司機(jī)手動(dòng)操作軌道吊的起升機(jī)構(gòu)、大車(chē)機(jī)構(gòu)或小車(chē)機(jī)構(gòu)時(shí)，節(jié)能照明系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，司機(jī)可通過(guò)攝像頭遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場(chǎng)工況和作業(yè)狀況；若軌道吊各動(dòng)作機(jī)構(gòu)在內(nèi)無(wú)動(dòng)作，則系統(tǒng)自動(dòng)切斷照明電路，進(jìn)入休眠模式。

2.2 LED燈選型及布線(xiàn)

LED燈在軌道吊上的布局如圖2所示。原照明系統(tǒng)使用高壓鈉燈，其中：檻梁燈額定功率為，大梁燈和小車(chē)燈的額定功率均為。根據(jù)照明質(zhì)量不變的原則，節(jié)能照明系統(tǒng)中檻梁位置LED燈的額定功率為，其他位置LED燈的額定功率為。

如圖3所示，軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)通過(guò)三相四線(xiàn)制、工頻線(xiàn)電壓的母線(xiàn)供電，分為大梁、小車(chē)和檻梁3條支路，由漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)提供過(guò)載和短路保護(hù)，通過(guò)可編程邏輯控制器輸出信號(hào)來(lái)觸發(fā)支路導(dǎo)通，控制燈光亮暗。以大梁燈為例，R6603、S6603和T6603為三相線(xiàn)，每相與06603之間的電壓為相電壓，分別為2盞LED燈供電。

3 軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)節(jié)能效果

軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝完成后，使用縮微照度計(jì)對(duì)夜間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的光照強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果顯示，LED燈節(jié)能照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度與原高壓鈉燈照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度相當(dāng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。按每臺(tái)軌道吊每天夜間工作計(jì)，軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)每年節(jié)電8 935.2 kW h，節(jié)能效果十分顯著。此外，節(jié)能照明系統(tǒng)在軌道吊各機(jī)構(gòu)無(wú)動(dòng)作后自動(dòng)切斷照明電路，從而進(jìn)一步降低能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹慧. LED照明技術(shù)在試驗(yàn)廠(chǎng)房中的應(yīng)用[J].電氣制造，2014（1）：62-64.

（編輯：張敏 收稿日期：2014-08-28）

上港集團(tuán)振東集裝箱碼頭分公司自動(dòng)化無(wú)人空箱堆場(chǎng)軌道式龍門(mén)起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)軌道吊）采用遠(yuǎn)程操作模式，1位司機(jī)要操作2臺(tái)高型軌道吊和3臺(tái)矮型軌道吊，呈現(xiàn)“機(jī)多人少”的作業(yè)特點(diǎn)。在夜間多機(jī)配合作業(yè)結(jié)束后，司機(jī)往往不會(huì)主動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備；在日間作業(yè)時(shí)，由于司機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)程操作，難以察覺(jué)現(xiàn)場(chǎng)照明設(shè)備開(kāi)關(guān)情況，導(dǎo)致司機(jī)常常忘記關(guān)閉照明設(shè)備。針對(duì)上述能耗浪費(fèi)問(wèn)題，上港集團(tuán)振東集裝箱碼頭分公司在比較半導(dǎo)體發(fā)光二級(jí)管（Light Emitting Diode，LED）燈與高壓鈉燈的光效、能耗和可再利用性的基礎(chǔ)上，對(duì)3臺(tái)矮型軌道吊實(shí)施節(jié)能照明系統(tǒng)改造。

1 LED燈與高壓鈉燈比較

軌道吊原采用由電弧管、燈芯、玻殼、消氣劑和燈頭等構(gòu)成的高壓鈉燈作為照明設(shè)備。軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)采用LED燈，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光實(shí)現(xiàn)照明。

1.1 光效比較

由表1可見(jiàn)，光源功率的LED燈與光源功率250 W的高壓鈉燈的實(shí)際利用光通量相當(dāng)，即兩者光照強(qiáng)度相當(dāng)，而且前者的燈具光效與后者相比有大幅提高。

1.2 能耗比較

根據(jù)表1的計(jì)算公式，驗(yàn)算得光源功率的LED燈與光源功率的高壓鈉燈的實(shí)際利用光通量相當(dāng)，均為左右。在光照強(qiáng)度相同的條件下，LED燈比高壓鈉燈節(jié)約能耗60%左右（見(jiàn)表2）。

1.3 可再利用性比較

LED燈內(nèi)部沒(méi)有松動(dòng)部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉淀、光衰快等缺點(diǎn)[1]，其半導(dǎo)體芯片可回收再利用；相比之下，高壓鈉燈的電弧管內(nèi)填充的是金屬汞和金屬鈉，對(duì)環(huán)境污染較大。

2 軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)改造

2.1 控制功能實(shí)現(xiàn)

將本節(jié)能照明系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)化無(wú)人空箱堆場(chǎng)的矮型軌道吊上。軌道吊的小車(chē)頂部裝有半導(dǎo)體光敏元件，能夠通過(guò)光照強(qiáng)度判斷日間模式和夜間模式。系統(tǒng)原理如圖1所示。

在日間模式下，節(jié)能照明系統(tǒng)關(guān)閉。此時(shí)即使司機(jī)按下燈光啟動(dòng)按鈕，可編程邏輯控制器也不響應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)從夜間模式切換到日間模式時(shí)，LED燈自動(dòng)關(guān)閉，從而避免因司機(jī)忘記關(guān)閉照明設(shè)備而造成能耗浪費(fèi)。

在夜間模式下，節(jié)能照明系統(tǒng)啟動(dòng)。此時(shí)若司機(jī)按下燈光啟動(dòng)按鈕，LED燈常亮；若司機(jī)按下燈光熄滅按鈕，LED燈常暗。在此模式下，當(dāng)軌道吊接到任務(wù)指令或司機(jī)手動(dòng)操作軌道吊的起升機(jī)構(gòu)、大車(chē)機(jī)構(gòu)或小車(chē)機(jī)構(gòu)時(shí)，節(jié)能照明系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，司機(jī)可通過(guò)攝像頭遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場(chǎng)工況和作業(yè)狀況；若軌道吊各動(dòng)作機(jī)構(gòu)在內(nèi)無(wú)動(dòng)作，則系統(tǒng)自動(dòng)切斷照明電路，進(jìn)入休眠模式。

2.2 LED燈選型及布線(xiàn)

LED燈在軌道吊上的布局如圖2所示。原照明系統(tǒng)使用高壓鈉燈，其中：檻梁燈額定功率為，大梁燈和小車(chē)燈的額定功率均為。根據(jù)照明質(zhì)量不變的原則，節(jié)能照明系統(tǒng)中檻梁位置LED燈的額定功率為，其他位置LED燈的額定功率為。

如圖3所示，軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)通過(guò)三相四線(xiàn)制、工頻線(xiàn)電壓的母線(xiàn)供電，分為大梁、小車(chē)和檻梁3條支路，由漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)提供過(guò)載和短路保護(hù)，通過(guò)可編程邏輯控制器輸出信號(hào)來(lái)觸發(fā)支路導(dǎo)通，控制燈光亮暗。以大梁燈為例，R6603、S6603和T6603為三相線(xiàn)，每相與06603之間的電壓為相電壓，分別為2盞LED燈供電。

3 軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)節(jié)能效果

軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝完成后，使用縮微照度計(jì)對(duì)夜間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的光照強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果顯示，LED燈節(jié)能照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度與原高壓鈉燈照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度相當(dāng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。按每臺(tái)軌道吊每天夜間工作計(jì)，軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)每年節(jié)電8 935.2 kW h，節(jié)能效果十分顯著。此外，節(jié)能照明系統(tǒng)在軌道吊各機(jī)構(gòu)無(wú)動(dòng)作后自動(dòng)切斷照明電路，從而進(jìn)一步降低能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹慧. LED照明技術(shù)在試驗(yàn)廠(chǎng)房中的應(yīng)用[J].電氣制造，2014（1）：62-64.

（編輯：張敏 收稿日期：2014-08-28）

上港集團(tuán)振東集裝箱碼頭分公司自動(dòng)化無(wú)人空箱堆場(chǎng)軌道式龍門(mén)起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)軌道吊）采用遠(yuǎn)程操作模式，1位司機(jī)要操作2臺(tái)高型軌道吊和3臺(tái)矮型軌道吊，呈現(xiàn)“機(jī)多人少”的作業(yè)特點(diǎn)。在夜間多機(jī)配合作業(yè)結(jié)束后，司機(jī)往往不會(huì)主動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備；在日間作業(yè)時(shí)，由于司機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)程操作，難以察覺(jué)現(xiàn)場(chǎng)照明設(shè)備開(kāi)關(guān)情況，導(dǎo)致司機(jī)常常忘記關(guān)閉照明設(shè)備。針對(duì)上述能耗浪費(fèi)問(wèn)題，上港集團(tuán)振東集裝箱碼頭分公司在比較半導(dǎo)體發(fā)光二級(jí)管（Light Emitting Diode，LED）燈與高壓鈉燈的光效、能耗和可再利用性的基礎(chǔ)上，對(duì)3臺(tái)矮型軌道吊實(shí)施節(jié)能照明系統(tǒng)改造。

1 LED燈與高壓鈉燈比較

軌道吊原采用由電弧管、燈芯、玻殼、消氣劑和燈頭等構(gòu)成的高壓鈉燈作為照明設(shè)備。軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)采用LED燈，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光實(shí)現(xiàn)照明。

1.1 光效比較

由表1可見(jiàn)，光源功率的LED燈與光源功率250 W的高壓鈉燈的實(shí)際利用光通量相當(dāng)，即兩者光照強(qiáng)度相當(dāng)，而且前者的燈具光效與后者相比有大幅提高。

1.2 能耗比較

根據(jù)表1的計(jì)算公式，驗(yàn)算得光源功率的LED燈與光源功率的高壓鈉燈的實(shí)際利用光通量相當(dāng)，均為左右。在光照強(qiáng)度相同的條件下，LED燈比高壓鈉燈節(jié)約能耗60%左右（見(jiàn)表2）。

1.3 可再利用性比較

LED燈內(nèi)部沒(méi)有松動(dòng)部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉淀、光衰快等缺點(diǎn)[1]，其半導(dǎo)體芯片可回收再利用；相比之下，高壓鈉燈的電弧管內(nèi)填充的是金屬汞和金屬鈉，對(duì)環(huán)境污染較大。

2 軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)改造

2.1 控制功能實(shí)現(xiàn)

將本節(jié)能照明系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)化無(wú)人空箱堆場(chǎng)的矮型軌道吊上。軌道吊的小車(chē)頂部裝有半導(dǎo)體光敏元件，能夠通過(guò)光照強(qiáng)度判斷日間模式和夜間模式。系統(tǒng)原理如圖1所示。

在日間模式下，節(jié)能照明系統(tǒng)關(guān)閉。此時(shí)即使司機(jī)按下燈光啟動(dòng)按鈕，可編程邏輯控制器也不響應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)從夜間模式切換到日間模式時(shí)，LED燈自動(dòng)關(guān)閉，從而避免因司機(jī)忘記關(guān)閉照明設(shè)備而造成能耗浪費(fèi)。

在夜間模式下，節(jié)能照明系統(tǒng)啟動(dòng)。此時(shí)若司機(jī)按下燈光啟動(dòng)按鈕，LED燈常亮；若司機(jī)按下燈光熄滅按鈕，LED燈常暗。在此模式下，當(dāng)軌道吊接到任務(wù)指令或司機(jī)手動(dòng)操作軌道吊的起升機(jī)構(gòu)、大車(chē)機(jī)構(gòu)或小車(chē)機(jī)構(gòu)時(shí)，節(jié)能照明系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，司機(jī)可通過(guò)攝像頭遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場(chǎng)工況和作業(yè)狀況；若軌道吊各動(dòng)作機(jī)構(gòu)在內(nèi)無(wú)動(dòng)作，則系統(tǒng)自動(dòng)切斷照明電路，進(jìn)入休眠模式。

2.2 LED燈選型及布線(xiàn)

LED燈在軌道吊上的布局如圖2所示。原照明系統(tǒng)使用高壓鈉燈，其中：檻梁燈額定功率為，大梁燈和小車(chē)燈的額定功率均為。根據(jù)照明質(zhì)量不變的原則，節(jié)能照明系統(tǒng)中檻梁位置LED燈的額定功率為，其他位置LED燈的額定功率為。

如圖3所示，軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)通過(guò)三相四線(xiàn)制、工頻線(xiàn)電壓的母線(xiàn)供電，分為大梁、小車(chē)和檻梁3條支路，由漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)提供過(guò)載和短路保護(hù)，通過(guò)可編程邏輯控制器輸出信號(hào)來(lái)觸發(fā)支路導(dǎo)通，控制燈光亮暗。以大梁燈為例，R6603、S6603和T6603為三相線(xiàn)，每相與06603之間的電壓為相電壓，分別為2盞LED燈供電。

3 軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)節(jié)能效果

軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝完成后，使用縮微照度計(jì)對(duì)夜間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的光照強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果顯示，LED燈節(jié)能照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度與原高壓鈉燈照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度相當(dāng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。按每臺(tái)軌道吊每天夜間工作計(jì)，軌道吊節(jié)能照明系統(tǒng)每年節(jié)電8 935.2 kW h，節(jié)能效果十分顯著。此外，節(jié)能照明系統(tǒng)在軌道吊各機(jī)構(gòu)無(wú)動(dòng)作后自動(dòng)切斷照明電路，從而進(jìn)一步降低能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹慧. LED照明技術(shù)在試驗(yàn)廠(chǎng)房中的應(yīng)用[J].電氣制造，2014（1）：62-64.

（編輯：張敏 收稿日期：2014-08-28）