橋式抓斗卸船機大車行走區域限制改造

于宗章

（廣州港股份有限公司新港港務分公司，廣東廣州 510000）

0 引言

廣州港股份有限公司新港港務分公司西基碼頭是華南地區高自動化程度的專業煤炭裝卸碼頭，也是國家“七五”計劃十大水運工程之一，該碼頭是珠三角地區乃至全省各用煤企業、火力發電廠的燃煤重要供應點。碼頭總面積約30 萬平方米，是華南地區重要的煤炭周轉港口，承擔著恒運電廠、黃埔電廠等企業用煤的接卸任務。碼頭實現自動化流程作業，作業過程中都是采用橋式卸船機完成接卸的。前沿2 個泊位，岸線527 m，有效作業區域400 m，共有6 臺橋式卸船機，規格800 t/h、1000 t/h 和1250 t/h。大船停靠好后，6 臺橋式抓斗卸船機可以通過大車行走機構來實現相互間的移動，完成大船多個艙口的平衡接卸任務。橋式抓斗卸船機主要包括大車行走、起升開閉和小車（三合一）運行、臂架俯仰及卸料系統等機構。其中起升、開閉和小車運行系統是通過2 個差動減速機和4 條牽引鋼絲繩來完成小車行走、抓斗起升下降和抓斗閉合動作的。正常情況下，橋式抓斗卸船機不管行走到哪個區域，小車機構的行走都不會受到限制的，可以往前臂架行走，也可以往后臂架行走，也可以放置在大漏斗內。

1 現存的不足

碼頭設備更新換代，高效大功率的橋式抓斗卸船機受到碼頭建筑布局的影響。碼頭岸線東邊作業區域內，離岸邊第一條路軌27 m 處有一棟辦公大樓，辦公大樓橫跨35 m 作業區域，高25 m。而橋式抓斗卸船機小車作業區域為前臂架32 m，后臂架28.5 m。橋式抓斗卸船機小車在正常作業檔位時，只能前臂架和大漏斗區域內行走。但在維修和吊清倉設備檔位時，小車可以在前后臂架全部行程區域內行走。這樣就會出現小車上的抓斗與辦公大樓干涉的問題。

2 改進方案及實施

2.1 改進方案

針對這一設備性能與碼頭布局間的沖突并結合橋式抓斗卸船機作業情況，提出在橋式抓斗卸船機行走區域范圍內加裝限制裝置的建議。即橋式抓斗卸船機行走到區域限制點時，橋式抓斗卸船機電控系統將限制小車行走功能。只有將后臂架的安全擋塊落下，機械上限制小車后行，才可以通過擋塊上的安全限位信號來恢復小車的行走能力。但在橋式抓斗卸船機的電控程序上，又對小車行走區域進行了限制，雙重限制，徹底避免大車限制區域內小車與辦公大樓的干涉問題。

2.2 方案實施

2.2.1 大車行走機構安裝限制裝置

在大車行走臺車機構安裝一個感應限位，并在卸船機行走區域限制點位置安裝一個感應限位的感應塊。當橋式抓斗卸船機由西向東行走經過此位置時，感應限位第一次觸到感應塊，會傳遞一個信號“1”給PLC 控制程序，此時為進入限制區域。橋式抓斗卸船機由東向西行走再次經過此位置時，感應限位第二次觸到感應塊，傳遞給PLC 控制程序信號會變為“0”，此時為離開限制區域。以此類推，進入和離開區域限制點的時候，傳遞的信號都將在“1”和“0”之間切換，橋式抓斗卸船機現場情況如圖1所示。

圖1 橋式抓斗卸船機現場情況示意

2.2.2 后臂架安裝防撞裝置

（1）在橋式抓斗卸船機后臂架陸側門腿的位置增加兩個電動升降的“L”形防撞鐵塊，兩邊小車路軌上各一個。此防撞塊是通過卷揚機和鋼絲繩來實現升降的，并在升降上下極限安裝安全限位，以此限位來控制卷揚機的停止和位置信號的傳輸。

（2）卷揚機控制系統設為就地控制和遠程控制兩種，現場控制方式是在卷揚機旁安裝一個控制箱，箱內裝有升/降兩個控制按鈕和一個遠程/現場切換旋鈕。首先確認就地還是遠程。就地控制系統，SA2閉合KA2 通電，此時可以通過閉合控制箱內SB6（升）或SB8（降）來升降防撞塊。當防撞塊升或降到極限安全限位時，觸到安全限位SQ3（SQ4），從而斷開控制線路達到停止功能，并且安全限位的信號還會傳到控制PLC 控制系統。同理，遠程控制系統，由司機在駕駛室控制SB5（SB7）來實現升降功能。卷揚機電氣控制原理如圖2 所示。

圖2 卷揚機電氣控制原理

2.2.3 大車行走到限制區域后具體操作及原理

當橋式抓斗卸船機行走至區域限制后，大車機構的感應限位傳遞一個“1”信號到PLC 控制系統。PLC 控制系統內，感應限位是串聯在小車驅動程序鏈上的，收到信號“1”后，將斷開小車驅動程序鏈，使小車向前、向后都無法行走。此時，操作司機須在駕駛室內或后臂架上對防撞裝置進行操作，將防撞塊下降到下極限安全限位位置。在程序內，新增一條小車驅動程序鏈，下極限安全限位串聯在這個程序鏈內。當下極限安全限位傳遞信號給PLC 控制系統后，將連接此條小車行走程序鏈，但憑借小車區域的限定僅恢復小車在前臂架和大漏斗區域內的行走功能。當橋式抓斗卸船機行走出限制區域后，大車機構的感應限位傳遞一個“0”信號到PCL 控制系統。此時恢復正常小車行走程序鏈，同時也屏蔽新增的小車程序鏈。但因為正常小車程序鏈里面串聯了上極限安全限位，所以還需將防撞塊升到上極限安全限位處才能滿足行走功能，真正恢復小車行走全部功能。大車行走到限制區域后PLC 程序如圖3 所示。

圖3 大車行走到限制區域后PLC 程序

3 結語

在完成橋式抓斗卸船機區域限制改造后的一年多時間內，未出現抓斗貼近辦公大樓的現象，徹底解決了設備與建筑的干涉問題，保證了辦公大樓內人員的安全。在制定好具體有關操作和注意事項后，這個改進經驗值得在類似的碼頭設備上推廣使用。