防搖傳感器在自動化橋吊上的應用

許博　丁紹林　王程

隨著科技進步和人工成本上升，越來越多的港口致力于發展自動化碼頭。作為碼頭專業集裝箱裝卸設備，橋吊的自動化運行是碼頭實現自動化的核心內容之一，而解決吊具搖擺問題又是橋吊自動化運行的根本保障。自動化橋吊吊具防搖指吊具在1.5個搖擺周期內的搖擺幅度不超過50 mm，要求小車和起升機構沿規劃路徑安全、平穩、高速、精準地移動至目標位置，并且定位誤差不超過30 mm。在傳統的人工操控小車和吊具運行的模式下，操作人員需要根據吊具擺動預期提前移動小車實現吊具運行穩定性，一般在小車到達目標位置后才實施找鉤操作;而自動化橋吊小車根據實時測算的擺幅角度，通過PID控制系統實時糾正小車運行速度、加速度和減速度。本文介紹法國ARCK TS20防搖傳感器在自動化橋吊上的應用情況。

1 自動化橋吊吊具防搖系統原理

電子防搖指利用各種檢測元件和傳感器，將檢測到的信息傳送至系統控制端，經內部控制軟件處理后，將最優的控制參數傳送至小車調速系統，通過調節小車速度實現對小車運行的控制，從而減小吊具擺幅。與機械防搖相比，電子防搖不僅具有防搖時間短、附加設備少和額外質量基本不變的優點，而且能夠彌補機械防搖無法將小車運行與吊具控制相融合的缺點。自動化橋吊防搖系統硬件裝置包括小車架下方的防搖傳感器和吊具上架上的防搖反射板。防搖傳感器工作原理如下：防搖反射板作為發射端，向防搖傳感器接收端發送信號;信號經傳感器處理后，由傳感器將計算后的吊具擺動角度和反射板狀態信息發送至可編程邏輯控制器。

2 自動化橋吊吊具防搖系統選型與安裝

自動化橋吊常規吊具防搖系統采用“1+1”模式，即1個防搖傳感器加1塊反射板，并且出于節省成本等原因，采用TS19傳感器，只能識別1塊防搖反射板。部分自動化橋吊吊具防搖系統采用可識別多塊反射板的TS20系列傳感器，以便通過反射板的相對位置計算吊具旋轉角度，從而同時實現吊具防搖和防扭功能。本文分析的自動化橋吊吊具防搖系統采用“2+2”模式，其結構部件及數量見表1。

橋吊吊具防搖傳感器和反射板安裝位置如圖1所示。防搖傳感器和反射板需要提供電源回路和通信回路。傳感器和反射板本身可以提供230 V和 110 V交流電源，一般選擇使用230 V交流電源，且內部均配有電源保險裝置。傳感器采用DP通信;因此，有1個傳感器不能使用內部默認地址，需要更改其內部DP地址，建議更改為16。由于1個傳感器需要識別2塊反射板，用連接電纜將2塊反射板連接起來，從而將2塊反射板設置為主從關系。

3 自動化橋吊吊具防搖系統典型故障及

解決方法

橋吊吊具防搖系統傳感器和反射板將測量數據傳送至主可編程邏輯控制器作為分析計算的重要依據。在實際運行中，如果起重機監控管理系統顯示傳感器或反射板1/2通信故障，就會直接導致小車和吊具自動運行失敗。橋吊吊具防搖系統典型故障原因及相應解決方法如下。

（1）反射板上有積塵或油泥，造成接收和反射信號衰減率較大，從而影響數據傳輸。解決方法是：定期清潔反射板表面（見圖2），使反射板保持良好的反射效果。

（2）惡劣天氣（如大雪、大霧、暴雨等）影響信號反射穩定性，造成傳感器和反射板通信故障。解決方法是：在惡劣天氣下，用數據線將反射板與計算機連接，通過事先安裝的軟件程序增加反射板的信號接收和反射功率，提高其抗干擾能力。

（3）吊具上架在吊具著箱時受到沖擊，長期震動導致接線箱內插在端子排上的電源線和信號線的線芯根部因受力而斷開，從而影響反射板工作。解決方法是：定期檢查接線箱內部端子接線以及小車架上傳感器接線和DP通信站點（見圖3），若發現線芯斷開，及時更換新的電源線或信號線。

4 結束語

ARCK防搖傳感器和反射板能夠穩定、準確地向橋吊吊具主控程序中的防搖系統提供計算數據，具有反應速度快、刷新頻率高、運行穩定等優點，能夠適應港口惡劣的作業環境，從而為自動化橋吊穩定運行提供強有力的技術保障。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2022-07-05）