郎進(jìn)忠

摘要：對大型集裝箱碼頭來說龍門吊“油改電”是大勢所趨，目前各個碼頭“油改電”取電方式主要有手動拔插式和自動集電小車式;大車轉(zhuǎn)場動力主要采用柴油機(jī)和蓄電池。廈門集裝箱碼頭集團(tuán)海天分公司2015年開始對北區(qū)21臺龍門吊進(jìn)行“油改電”改造，我們采用的方案是保留原柴油發(fā)動機(jī)動力的基礎(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，柴油機(jī)有時會報低油壓及超速故障。

關(guān)鍵詞：速度監(jiān)測器;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裝配設(shè)備，因在碼頭堆場內(nèi)作業(yè)，自身配備有柴油發(fā)電機(jī)組作為動力能源，滿足了作業(yè)的靈活方便性和轉(zhuǎn)場的需要，在堆場內(nèi)不受供電的局限，具有良好的機(jī)動性能，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，不符合國家大力倡導(dǎo)的綠色港口，智能港口的發(fā)展需求。對大型集裝箱碼頭來說龍門吊“油改電”是大勢所趨，目前各個碼頭“油改電”取電方式主要有手動拔插式和自動集電小車式;大車轉(zhuǎn)場動力主要采用柴油機(jī)和蓄電池。廈門集裝箱碼頭集團(tuán)海天分公司2015年開始對北區(qū)21臺龍門吊進(jìn)行“油改電”改造，在保留原柴油發(fā)動機(jī)動力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造。該方案的主要功能特點如下：

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，柴油機(jī)有時會報低油壓及超速故障，而我們一期采用的是手動拔插式取電方式的龍門吊上沒有出現(xiàn)過類似的故障現(xiàn)象，本文主要是針對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)報警的故障概率較高，這幾臺發(fā)動機(jī)的速度控制采用2301A控制器實現(xiàn)，速度監(jiān)測使用的是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)場時，司機(jī)無法遠(yuǎn)程啟動柴油機(jī)，經(jīng)搶修人員到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)是柴油機(jī)報低油壓或超速故障，機(jī)旁復(fù)位即可啟動。

②現(xiàn)場跟蹤發(fā)現(xiàn)在市電作業(yè)時，特別是當(dāng)起升下降或動大車時，上圖中三盞指示燈有時會閃爍，閃爍頻率沒規(guī)律，有時柴油機(jī)就會報低油壓或超速故障。

2.2 故障現(xiàn)象分析

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

②現(xiàn)場跟蹤發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象說明出現(xiàn)這兩個故障的可能性還是存在的，因為柴油機(jī)低油壓及超速信號都是常閉點，當(dāng)指示燈閃爍時代表有發(fā)火轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速信號輸出，就有可能報故障。

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引起的。

3 ?方案探索及處理

技術(shù)攻關(guān)小組針對出現(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法徹底排除該誤報警故障。

③即使把轉(zhuǎn)速傳感器來的信號2、5點拆除，偶爾還會閃爍。

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

①用油時柴油機(jī)的保護(hù)功能必須保留;

②當(dāng)用市電時采集電信號來屏蔽該速度監(jiān)測器的電源負(fù)極（第8點）;

③在電轉(zhuǎn)油進(jìn)行“無縫切換”時，司機(jī)室遠(yuǎn)程啟動按鈕按下時，即恢復(fù)速度監(jiān)測器工作;

④為了達(dá)到上述功能，我們增加了4個中繼，并在程序上做了相應(yīng)修改，詳見圖2。

圖中 KS1中繼主要用來恢復(fù)或屏蔽速度監(jiān)測器的電源;

KS2中繼采集柴油機(jī)啟動信號恢復(fù)監(jiān)測器工作;

KS3中繼采集柴油機(jī)發(fā)火轉(zhuǎn)速信號用來保持監(jiān)測器電源;

KS4中繼采集司機(jī)室遠(yuǎn)程停止信號用來柴油機(jī)熄火時即時切斷監(jiān)測器電源，并保持10s。

改造后電路圖如圖3。

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

②當(dāng)有啟動信號時，KS2中繼得電，常閉觸點（1、9）斷開，PLC輸出一個信號給KS1中繼，使之立即斷電，速度監(jiān)測器恢復(fù)工作。

③當(dāng)有發(fā)火轉(zhuǎn)速信號時，KS3中繼得電，常開觸點（5、9）閉合，給PLC一個信號以保持監(jiān)測器一直工作。

4 ?技改效果

改造前，每天龍門吊需轉(zhuǎn)場時出現(xiàn)上述柴油機(jī)故障現(xiàn)象大概4-5次，改造后，經(jīng)過這幾個月運(yùn)行觀察到目前為止基本沒再出現(xiàn)，通過這一次的小技改對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，但解決了實際問題，基本杜絕了類似故障的發(fā)生。

②減輕搶修人員的勞動強(qiáng)度。

③20多臺龍門吊每天可以減少1小時故障時間，按臺時產(chǎn)量每小時12個自然箱來換算，每天可以為公司增收2千元，一年下來可以為公司多減少近70萬元耗損。

參考文獻(xiàn)：

[1]林志樹.龍門吊“油改電”技改方案分析[J].機(jī)電技術(shù)，2010.

[2]劉宇宏.龍門吊油改電工程對環(huán)境的正面影響[J].科技資訊，2011.

[3]張利光，任鵬飛.鉆井柴油機(jī)故障原因與合理使用探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（03）：159-160.