第二篇港口大型裝卸機械控制

1、整理課件1 第二篇 港口大型裝卸機械控制 第一章 集裝箱輪胎吊 第二章 門座起重機 第三章 現(xiàn)代集裝箱岸橋 第四章 裝船機的電氣設(shè)備 n第一章 集裝箱輪胎吊 n第一節(jié) 現(xiàn)代集裝箱輪胎吊概況 n第二節(jié) 集裝箱輪胎吊的主要運行機構(gòu)和裝置 n第三節(jié) 現(xiàn)代集裝箱輪胎吊電控系統(tǒng)分析 整理課件2 第一章第一章 集裝箱輪胎吊集裝箱輪胎吊 第一節(jié)第一節(jié) 現(xiàn)代集裝箱輪胎吊概況現(xiàn)代集裝箱輪胎吊概況 集裝箱輪胎吊，又叫集裝箱場橋或輪胎式集裝箱龍門 吊，主要有四部分組成：起升機構(gòu)、小車機構(gòu)、大車 機構(gòu)和動力裝置，另外還有吊具系統(tǒng)。 起升、小車、大車三大機構(gòu)均采用PLC結(jié)合變頻器 的全數(shù)字交流變頻驅(qū)動控制系統(tǒng)，擁有完善

2、的硬件和 軟件電氣保護，強大的網(wǎng)絡(luò)通信功能，先進的監(jiān)控系 統(tǒng)，能確保輪胎吊工作的安全可靠和高效率。 動力裝置是集裝箱輪胎吊的心臟部分，柴油發(fā)動機組 是集裝箱輪胎吊動力的源泉。 吊具是集裝箱輪胎吊的關(guān)鍵部件。吊具的質(zhì)量與可靠 性，直接影響著輪胎吊的性能。 返回 整理課件3 整理課件4 整理課件5 一、輪胎吊的主體結(jié)構(gòu) 1、大梁 2、腿柱 3、底梁 4、小車行走軌道 整理課件6 二、輪胎吊基本參數(shù)和主要技術(shù)數(shù)據(jù) 起重量起重量 集裝箱輪胎吊的起重量是根據(jù)額定起重量和吊具的 自重來確定的。 輪胎吊的起重量是吊具下允許吊起集裝箱的質(zhì)量, 額 定起重量是輪胎吊允許吊起集裝箱的質(zhì)量和集裝箱 吊具質(zhì)量的總和。

3、 Q=Qe+W 其中：Q - 集裝箱輪胎吊的起重量；Qe - 額定起重量； W - 吊具自重； 額定起重量一般是按所吊集裝箱的最大總重量來確定的。 堆垛集裝箱層數(shù)堆垛集裝箱層數(shù) 指輪胎吊能堆垛集裝箱的最高層數(shù)。通過集裝箱層 數(shù)是輪胎吊吊具下載有集裝箱時，能通過場地上集 裝箱的最高層數(shù)。目前青島港新港區(qū)的輪胎吊的堆 碼層數(shù)均為堆六過五型。 整理課件7 跨距跨距 集裝箱輪胎吊的跨距是指兩側(cè)行走輪中心之間的距離。跨距 的大小取決于所需跨越的集裝箱的列數(shù)和底盤車的通道寬度。 根據(jù)集裝箱堆場的布置，通常按跨六列集裝箱和一條底盤車 道考慮。目前世界許多國家大都按6列集裝箱和 1條底盤車通 道考慮，取跨距為

4、23.5m。 起升高度起升高度 起升高度是集裝箱吊具旋鎖底平面離地的最大垂直距離。它 取決于輪胎吊作業(yè)的堆碼集裝箱層數(shù)。如果堆場的集裝箱層 數(shù)為5層，考慮輪胎吊在作業(yè)時的方便，吊具需跨過集裝箱， 故吊具的最低點應(yīng)大于6層集裝箱的高度。目前前灣新港區(qū) 集裝箱輪胎吊的起升高度一般都在18m左右。 輪壓輪壓 集裝箱輪胎吊的輪壓分為最大工作輪壓和最大非工作輪壓。 最大工作輪壓是指工作風(fēng)速在16m/s的情況下，起吊額定起 重量時，每個輪胎所承受的最大壓力。最大輪壓是設(shè)計輪胎 吊行走路面承載能力的依據(jù)。 整理課件8 工作速度工作速度 輪胎吊的工作速度應(yīng)與碼頭前沿岸邊集裝箱輪胎吊的生產(chǎn) 率相適應(yīng)，工作速度的

5、大小一般根據(jù)裝卸工作周期的要求 確定。速度過低，會影響碼頭堆場的作業(yè)進度，但如果速 度過高，則會使集裝箱擺動幅度過大，影響作業(yè)的安全。 3、 集裝箱輪胎吊環(huán)境條件集裝箱輪胎吊環(huán)境條件 集裝箱輪胎吊工作環(huán)境中應(yīng)當(dāng)具備的硬件環(huán)境條件有：道 路環(huán)境、轉(zhuǎn)向墊板和氣候環(huán)境等。 通道路的鋪裝通道路的鋪裝 集裝箱輪胎吊的輪壓都比較大，如額定起重量30.5t，采用 4個輪胎的情況下，每個車輪的最大輪壓達到4648t；采 用8個輪胎的情況下，每個車輪的最大輪壓達到2324t。 因而，需要根據(jù)具體輪壓情況，對集裝箱輪胎吊的行走通 道路而進行加固和鋪裝。通道路面通常采用混凝土或瀝青 路面。此外，考慮排水的需要，集裝

6、箱碼頭貨場的堆場做 成有一定的坡度。 整理課件9 2） 轉(zhuǎn)向墊扳轉(zhuǎn)向墊扳 集裝箱輪胎吊從一個堆場轉(zhuǎn)移到另一個堆場，在作 90直角轉(zhuǎn)向處，每個車輪下面可鋪設(shè)一塊轉(zhuǎn)向墊 板，以減少地面摩擦，使車輪在作90轉(zhuǎn)向時，輪 胎不致變形損壞。 3） 氣象條件氣象條件 輪胎吊工作環(huán)境溫度為-20C+40C，最大 相對濕度不低于95（有凝結(jié)）,如有特殊要求按 供需方協(xié)議進行，工作時風(fēng)速不大于20m/s；非工 作時風(fēng)速不大于44m/s.遇有大風(fēng)情況下，應(yīng)將集裝 箱輪胎吊緊固，以防止輪胎吊爬行和倒下。 整理課件10 第二節(jié)第二節(jié) 集裝箱輪胎吊的主要運行集裝箱輪胎吊的主要運行 機構(gòu)和裝置機構(gòu)和裝置 一、一、 起升機構(gòu)

7、起升機構(gòu) 采用柴油機電動驅(qū)動方式的集裝箱輪胎吊，起升機構(gòu) 由電動機通過減速器驅(qū)動起升鋼絲繩卷筒，但在布置 方式上卻因具體結(jié)構(gòu)而有所不同。 起升機構(gòu)設(shè)有測速裝置（增量式旋轉(zhuǎn)編碼器）和超速 保護裝置（超速開關(guān)）。他們均設(shè)在電機的尾部，當(dāng) 電機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速115%時，超速保護裝置動作， 使起升機構(gòu)停止工作。限位保護裝置（凸輪限位）裝 在卷筒的另一端，經(jīng)由齒輪傳動，該裝置使起升機構(gòu) 受到下列的保護： 起升上升上終點停止 起升下降下終點停止 上、下終點前減速 起升上升的極限限位 返回 整理課件11 整理課件12 圖4 起升機構(gòu)傳動簡圖 1、 減速器2、 聯(lián)軸器3、電動機4、 電磁制動器5、 限位 開

8、關(guān)6、 鋼絲繩卷筒 整理課件13 集裝箱輪胎吊的起升機構(gòu)如圖4，其電動機 與起升卷筒呈平行布置，由電動機3通過減 速器1驅(qū)動起升卷筒6。當(dāng)電動機驅(qū)動卷筒 逆時針方向回轉(zhuǎn)時，起升機構(gòu)即卷繞鋼絲 繩將吊具上架升起，而當(dāng)電動機驅(qū)動卷筒 順時針方向回轉(zhuǎn)時，則吊具上架下降。在 卷筒一端裝有限位開關(guān)5，以控制其起升最 高位置和下降最低位置。起升機構(gòu)一般應(yīng) 具有恒功率調(diào)速特性，即當(dāng)起吊重量小于 額定起重量時，起升速度成反比例地增加， 以提高輪胎吊的生產(chǎn)效率。 整理課件14 圖5小車行走機構(gòu)傳動簡圖 1、 制動器2、 電動機3、 聯(lián)軸器4、齒輪減速器5、 行走輪 6、 軌道 二、二、 小車機構(gòu)小車機構(gòu) 整理課

9、件15 整理課件16 集裝箱輪胎吊的小車行走機構(gòu)（圖5），系采用一 臺電動機通過減速器帶動兩個行走輪，其結(jié)構(gòu)較 輕。兩個行走輪之間采用一根長軸聯(lián)接。長軸兩 端裝有半齒形聯(lián)軸器，以解決不同心的問題。 在 門架兩根上橫梁的中部鋪設(shè)有兩根軌道，小車在 軌道上行走。 小車行走機構(gòu)由一臺電動機2通過聯(lián)軸器3、齒輪 減速器驅(qū)動行走輪5小車上還設(shè)置有水平輪，水平 輪的設(shè)置是為了保證小車沿小車軌道運行而采取 的強制性手段，水平輪系由支座、偏心軸、水平 輪等組成，共計二套。安裝在相應(yīng)的水平輪支架 上。水平輪與軌道側(cè)面接觸，確保小車在運行過 程中不至于過度跑偏和晃動。 整理課件17 三、司機室三、司機室 通過減震

10、墊用螺栓與小車架伸出的支梁相連接，左側(cè)連著電 纜拖令系統(tǒng)中的牽引小車。小車運行時，帶動司機室、電纜 小車一起運行。司機跟隨小車，可清楚的觀察到集裝箱裝卸 作業(yè)（一般布置參見圖6） 司機室高2.4米，寬2.3米，前后、左右、前下方均設(shè)有寬大 的玻璃窗，前窗下部窗口視野開闊，并裝有安全格柵。司機 室中間正前方是司機座椅，座椅按人體工程學(xué)原理設(shè)計，可 根據(jù)司機的高矮需要做前、后、上、下調(diào)整，調(diào)節(jié)坐椅的高 度和位置,并且可以左右旋轉(zhuǎn)，靠背可以轉(zhuǎn)變角度，座椅柔軟 舒適，以減輕司機疲勞。 司機室左右兩側(cè)設(shè)有聯(lián)動控制臺， 并且各種機構(gòu)的電氣儀表，風(fēng)速表、重量指示表等各種操作 儀表均置于操作室內(nèi)，這樣有利于司

11、機操作。為保證工作人 員舒適和精神地工作，司機室內(nèi)還備有空調(diào)、對講機等設(shè)施。 小車供電可用電纜拖車或懸掛電纜方式，應(yīng)優(yōu)先選用懸掛電 纜方式。二種供電方式都必須保證拖帶電纜時輕便、靈活。 整理課件18 四、電纜拖令系統(tǒng)四、電纜拖令系統(tǒng) 輪胎吊的起升機構(gòu)，小車運行機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的控制 電源以及吊具上的電源等都是由連接司機室與電氣房 之間的電纜拖令小車即電纜拖令系統(tǒng)懸掛的電纜來供 電的。隨著運行小車的運行，電纜小車也跟隨著運行， 帶著電纜伸開或縮攏，電纜小車之間通過鏈條拖引， 使電纜不受拖引力。電纜拖令一端固定于大梁上，另 一端與運行小車固定并將電纜引入到駕駛室上的接線 箱。 電纜拖令小車由四個車輪

12、、四個水平輪、車架和電纜 懸掛架等組成。四個車輪輪緣采用尼龍，可以減小噪 聲，每個車輪都向外偏一角度，這有利于電纜小車運 行時不跑偏。每輛小車的一端設(shè)有緩沖器，以防止各 小車間的碰撞沖擊和損壞。 整理課件19 電纜拖令 整理課件20 五、大車機構(gòu)五、大車機構(gòu) 整理課件21 采用柴油機發(fā)電機組驅(qū)動的輪胎式集裝箱輪胎吊，大車行 走機構(gòu)（見圖8）由兩臺電動機分別通過減速器、小鏈輪、 滾子鏈條和大鏈輪驅(qū)動輪胎吊兩側(cè)車輪中的一個車輪行走。 大鏈輪固定在車輪上，車輪隨大鏈輪一道轉(zhuǎn)動。集裝箱輪 胎吊的行走方向，隨電動機的回轉(zhuǎn)方向而變化。采用螺栓 調(diào)整減速器的位置以張緊鏈輪。 此外，在大車行走機構(gòu)中還應(yīng)裝有保

13、證輪胎吊直線行走、 90直角轉(zhuǎn)向和定軸轉(zhuǎn)向的裝置。 集裝箱輪胎吊由于行走路面狀況、輪胎充氣壓力、行走小 車位置和輪胎吊所受風(fēng)力等因素，使輪胎上分布的載荷不 均勻，因而輪胎吊兩側(cè)的輪胎變形量不盡一致，導(dǎo)致行駛 走偏或產(chǎn)生蛇行，容易發(fā)生碰箱事故。為此，在輪胎式集 裝箱輪胎吊行走機構(gòu)中需裝設(shè)保證直線行走的裝置，并采 用相應(yīng)的糾偏措施，以提高集裝箱輪胎吊的自動化程度。 整理課件22 當(dāng)集裝箱輪胎吊在堆場上作直線走時，司機操 縱鎖銷液壓缸將鎖銷固定在直線行走位置。大 車行走時，司機應(yīng)隨時注意裝設(shè)在輪胎吊一側(cè) 的指示桿是否超越在堆場上所劃出的行走線， 如發(fā)現(xiàn)超出行車線，即在司機室內(nèi)扳動控制手 柄，調(diào)整兩行

14、走電機的轉(zhuǎn)速。同時，在集裝箱 輪胎吊兩側(cè)應(yīng)裝有行走限位警報裝置，當(dāng)輪胎 吊的警報接觸器碰到堆場上的集裝箱或相鄰的 輪胎吊時，即向司機發(fā)出警報，提醒司機調(diào)整 行走位置 整理課件23 圖8 大車行走機構(gòu)傳動圖 1、電動機2、 減速器3、 小鏈輪 4、滾子鏈條5、 大鏈輪 6、 車輪7、 螺栓 整理課件24 為了使集裝箱輪胎吊能從一個堆場轉(zhuǎn)移到另一個堆場上工 作，需要裝設(shè)轉(zhuǎn)向裝置。由于集裝箱輪胎吊跨距大，如按 照一般車輛轉(zhuǎn)向方式進行任意轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)彎半徑很大，需占 用相當(dāng)大的場地面積，因而在國際集裝箱專用碼頭和中轉(zhuǎn) 站，均采用90直角轉(zhuǎn)向方式，僅在貨場相當(dāng)寬敞的內(nèi)陸 集裝箱中轉(zhuǎn)站采用定軸轉(zhuǎn)向方式。對于跨

15、距小的集裝箱輪 胎吊（跨距10m以下），在貨場條件容許的情況下，亦采 用自由轉(zhuǎn)向方式。在堆場兩頭轉(zhuǎn)問處，可鋪設(shè)轉(zhuǎn)向墊板以 防止轉(zhuǎn)向時車輪變形和磨損。 當(dāng)輪胎吊開到堆場一頭需要轉(zhuǎn)向時，可將車輪轉(zhuǎn)動90， 然后橫行到另一堆場，再轉(zhuǎn)向90，即可在另一堆場進行 裝卸作業(yè)，轉(zhuǎn)向裝置如圖9所示。 車輪處于實線位置表示輪胎吊直線運行狀態(tài)，在這種情況 下，鎖銷6銷在轉(zhuǎn)向板的鎖口位置A上，當(dāng)需要作90轉(zhuǎn)向 時，先將鎖銷6 退出，液壓缸1推動轉(zhuǎn)向板7回轉(zhuǎn)，并借助 于拉桿4使車輪圍繞轉(zhuǎn)向銷2回轉(zhuǎn)90。此時，車輪處于虛 線位置，鎖口 B轉(zhuǎn)到原來鎖口A的位置，再用鎖銷液壓缸5 將鎖銷6鎖在鎖口B中。整個操作在司機室內(nèi)進

16、行。 整理課件25 圖9轉(zhuǎn)向裝置 1、轉(zhuǎn)向液壓桿 2、轉(zhuǎn)向銷 3、車輪 4、拉桿 5、鎖銷液壓缸 6、鎖銷；7轉(zhuǎn)向板 8、限位開關(guān) 整理課件26 大車運行機構(gòu)與大車轉(zhuǎn)向機構(gòu)裝設(shè)有聯(lián)鎖保護。 如車輪鎖銷全部退出方可轉(zhuǎn)向；車輪鎖銷全部 進銷后，方可允許大車運行等。當(dāng)輪胎泄氣或 爆破后輪胎吊應(yīng)有防止失穩(wěn)的裝置。輪胎吊 應(yīng)設(shè)大車運行防碰裝置，當(dāng)輪胎吊與集裝箱碰 撞之前，應(yīng)能發(fā)出訊號報警并立即切斷繼續(xù) 向前運行電源，但可倒退行駛。 在門腿上裝有大風(fēng)緊固裝置。用來防止大風(fēng)時 輪胎吊爬行和倒下。 整理課件27 六、六、 動力裝置動力裝置 集裝箱輪胎吊的驅(qū)動方式有兩種： 1、柴油機電動方式：、柴油機電動方式：

17、 由柴油機帶動發(fā)電機，發(fā)電機帶動電動機，再驅(qū)動各個機 構(gòu)。 柴油機電動方式的特點是：操作性能較好，受氣溫影響小， 出現(xiàn)故障比較容易發(fā)現(xiàn)，維護保養(yǎng)較為容易；但動力裝置 重量較大。 2、柴油機液壓方式：、柴油機液壓方式： 由柴油機帶動液壓泵，由液壓泵帶動液壓馬達，再驅(qū)動各 個機構(gòu)。 柴油機液壓方式的特點是：加速性能好；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；動力 裝置重量較輕；但出現(xiàn)故障難以發(fā)現(xiàn)；由于液壓部件多， 容易產(chǎn)生漏油；維修保養(yǎng)較為復(fù)雜；操作性能受氣溫影響 較大。 整理課件28 動力裝置外觀（上） 動力裝置正面 （右上） 動力裝置反面 （右） 整理課件29 目前，世界各國對于集裝箱輪胎吊，采用柴油機 電動方式較為普遍。

18、 以青島港為例，采用的是由一臺康明斯柴油機帶 動一臺STAMFORD交流無刷發(fā)電機供電。 電壓等級及類別： （1）主電源：三相440V，50HZ （2）動力電源：三相440V，50HZ （3）控制電源：直流24V （4）照明電源：三相四線440V230V，50HZ 整理課件30 七、七、 吊吊 具具 整理課件31 在集裝箱輪胎吊全部故障中，吊具的故障幾乎 要占一半。因為隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，輪 胎吊已經(jīng)進入全數(shù)字化驅(qū)動加PLC控制的時代， 各機構(gòu)的機電保護更趨完備，使輪胎吊本身的 故障大幅度下降。而唯有吊具不斷地與集裝箱 碰撞、沖擊，與船舶上的隔箱導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu)磨擦。 因而吊具在整個裝卸過程中，

19、首當(dāng)其沖，故障 更多地表現(xiàn)出來。毫無疑問，如果吊具能在如 此惡劣的工況下少出故障，那么將使輪胎吊的 整體可靠性大大提高。 整理課件32 1、 吊具伸縮及開閉鎖：吊具伸縮及開閉鎖： 吊具上所有動作都采用液壓傳動，吊具伸縮動作 靠油馬達驅(qū)動鏈傳動實現(xiàn)。當(dāng)伸縮梁到20或40位 置時，限位開關(guān)發(fā)出信號并切斷伸縮電磁閥電 源使油馬達停止轉(zhuǎn)動，這時，顯示吊具的伸縮 長度伸縮傳動鏈的兩邊各有一套張緊裝置和緩沖 裝置，能使傳動鏈吸收一部分來自伸縮方向的 沖擊能量。 當(dāng)?shù)蹙咚哪_的鎖頭準(zhǔn)確插入集裝箱的四個鎖孔時， 把旋鎖開關(guān)打到閉鎖位置，可以使鎖頭旋轉(zhuǎn)扣住 集裝箱鎖孔；旋鎖開關(guān)打到開鎖位置，可以使鎖 頭旋轉(zhuǎn)，使吊

20、具鎖頭能離開集裝箱鎖孔。 整理課件33 2、吊具回轉(zhuǎn)機構(gòu)和減搖裝置、吊具回轉(zhuǎn)機構(gòu)和減搖裝置 1） 回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)機構(gòu) 回轉(zhuǎn)裝置設(shè)在小車司機室一側(cè)，由一臺XDT500045-M型電 動推桿，四連桿機構(gòu)、拉力傳感器等組成。通過電動推桿 前后運動實現(xiàn)吊具的水平旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)功能通過司機在駕駛 室內(nèi)操作按鈕執(zhí)行。 回轉(zhuǎn)動作是為了方便司機操作吊具與集裝箱半掛車上的集 裝箱或碼頭上的集裝箱對位。該機構(gòu)可以使吊具在離地面 四米進行在水平面內(nèi)作5的回轉(zhuǎn)。 當(dāng)需要吊具在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定的角度時，按動左、右旋 轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，則電動推桿前后運動，以實現(xiàn)吊具的水平回 轉(zhuǎn)。當(dāng)作完回轉(zhuǎn)動作后請按動“復(fù)位”開關(guān)使原傾轉(zhuǎn)或回 轉(zhuǎn)的位

21、置還原。 整理課件34 3）減搖裝置）減搖裝置 減搖裝置安裝在小車架下，它包括減搖鋼絲繩、卷筒和力矩 馬達。本裝置能減緩由于小車加速、減速而引起的搖擺從而 提高工作效率。當(dāng)集裝箱離地4.5m時，小車以額定速度運 行停止5秒后，本裝置能使吊具搖擺控在10cm內(nèi)。 為減少吊具的搖擺，除采用車架上起升滑輪與吊具上牽引滑 輪在同一平面內(nèi)偏離成一定角度的鋼絲繩纏繞方式外，還裝 有由力矩馬達擺線針輪減速箱，傳動鏈及帶單向軸承的卷筒 和制動器組成。單向軸承的作用是使卷筒只能向鋼絲繩收繩 方向旋轉(zhuǎn)，放繩方向則與傳動軸相互鎖合。輪胎吊作業(yè)時， 力矩馬達持續(xù)通電，始終給減搖鋼絲繩一個張力（最大為 39 公斤），足

22、以卷起松散的減搖鋼絲繩，在吊具搖擺狀態(tài) 下，連接卷筒的軸上的液壓輪毅式制動器給予張緊繩一定的 力（最大為5700N）起到阻止吊具搖擺作用，阻力的大小可 以通過設(shè)定彈簧力而輕易地調(diào)整，力矩馬達卷起松散的鋼絲 繩，重復(fù)以上動作數(shù)次，使集裝箱與吊具搖擺幅度不斷的減 小，起到減搖效果。 整理課件35 第三節(jié) 現(xiàn)代集裝箱輪胎吊電控 系統(tǒng)分析 輪胎吊所有操作由PLC（可編程控制器）控制，同 時還有一套輪胎吊管理系統(tǒng)，以幫助故障處理。 其電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成如下（以青島港RTG為例， 采用安川PLC和變頻器）： 一、供電系統(tǒng)一、供電系統(tǒng) 1、電源：、電源： 本機由一臺柴油機-交流發(fā)電機組供給電源。輔助 機構(gòu)及照

23、明維修電源由輔助變壓器變換提供。交 流發(fā)電機采用STAMFORD無刷型交流發(fā)電機，型 號為 HCI534F2，540KVA，440V，50Hz，1500轉(zhuǎn)/ 分。 返回 整理課件36 整理課件37 2、電壓等級及類別：、電壓等級及類別： 1）主電源： 三相440VAC,50Hz； 2）起升、小車、大車電機電源： 380VAC, 50Hz； 3）輔助動力電源： 380VAC, 50Hz； 4）控制電源： 220VAC、110VAC、24VDC； 5）維修照明電源： 380/220VAC,50Hz。 3、供電方式：、供電方式： 1）機組主電源：用船用電纜經(jīng)非拖令側(cè)門框接至電氣房控制屏； 2）岸電電

24、源：(380V/220V,50Hz，三相四線),通過電氣房側(cè)岸電 箱引至電氣房控制屏，供維修、照明、 空調(diào)用電； 3）小車及吊具上的驅(qū)動與控制電源及通訊線均通過電纜拖令裝 置與電氣房控制屏相連； 4）吊具電纜垂掛在小車下,運行中繞進吊具上架的貯纜筒中。 4、電源保護、電源保護 1）電器房控制屏設(shè)有過電壓繼電器和欠電壓繼電器，當(dāng)電源電 壓出現(xiàn)異常時可以將全部電路斷開。 2）接地保護: 輔助變壓器/Y型連接,中點通過接地電阻（21.3） 接地,當(dāng)此電阻上電流(通過單相電流互感器測得)大于500mA并維 持0.2秒就作為接地故障。 整理課件38 二、起升機構(gòu)控制二、起升機構(gòu)控制 1 1、 概述（圖概

25、述（圖1111） 起升機構(gòu)由一臺SST4-4170XKAX 170KW 交流永磁變頻電動機驅(qū)動，起升電機與大 車1#電機共用一套變頻調(diào)速裝置日本 安川 686CR5港機專用變頻器，功率為 220KW，采取先到先服務(wù)先到先服務(wù)的控制方式（聯(lián)動 臺上起升和大車共用一個十字手柄）, 可 分別不同時地運行起升或大車機構(gòu)。起升 機構(gòu)為帶PG矢量控制。 整理課件39 整理課件40 2 2、起升控制過程、起升控制過程 起升控制邏輯建立變頻器速度給定，加減速給定信 號、運行信號，終點旁路信號及緊停信號等，起升 機構(gòu)通過司機室聯(lián)動臺上的起升手柄手動操作，手 柄的方向觸點觸發(fā)運行方向命令，手柄動作時，數(shù) 字式主令

26、手柄通過絕對值光電編碼器發(fā)送一個格雷 碼至PLC遠程輸入輸出摸塊。此信號通過PLC軟件 運算，被校準(zhǔn)為對應(yīng)手柄零位為0、手柄最大為 10000的數(shù)，此數(shù)值范圍為-10000到+10000，與手柄 編碼器發(fā)送的格雷碼數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，經(jīng)過勻加減速 運算（加減速時間在程序中設(shè)定）后送到起升變頻 器。起升和下降各有4至5個檔位，當(dāng)手柄在不同檔 位間變化時，手柄給PLC的數(shù)據(jù)是連續(xù)變化的。（如 圖12） 整理課件41 整理課件42 起升電機通過通過旋轉(zhuǎn)編碼器將電機轉(zhuǎn)速反饋給起 升變頻器，而將轉(zhuǎn)速、電流、轉(zhuǎn)矩等信號發(fā)送至PLC， 在PLC中進行運算，再反過來控制電機，以達到更好 的控制效果。例如在滿載時，輸

27、出最大恒轉(zhuǎn)矩，可 達到額定轉(zhuǎn)矩的170%甚至更高；而在空載或輕載時， 為了提高工作效率，充分發(fā)揮電機功率，在PLC中利 用起升變頻器送來的轉(zhuǎn)速、電流、轉(zhuǎn)矩等信號進行 運算，模擬恒功率控制，實現(xiàn)基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制， 基速以上恒功率控制。 起升許可邏輯允許起升時，起升機構(gòu)按照手柄命令 的方向運行，許可邏輯不成立時，一個停止命令將 送到變頻器，從而起升機構(gòu)產(chǎn)生正常的再生停止。 當(dāng)起升機構(gòu)碰到上升極限限位時，要想退出極限位 置，必須在按旁路按鈕的同時反向打手柄方可退出 極限位置。 整理課件43 3 3、 硬件保護硬件保護： 在出現(xiàn)設(shè)備錯誤或輪胎吊處于危險狀況時，安全措施 確保輪胎吊馬上停止錯誤動作，并

28、報警提示。因為這 種保護一般是使用保護電器的觸點來切斷PLC外部的 硬件回路，因此叫做硬件保護。如： （1）緊停保護： 當(dāng)輪胎吊處于緊急狀況，按此按鈕。控制立即斷開， 所有制動器立即制動。緊停按鈕安裝在電氣房側(cè)、柴 油機側(cè)大梁，小車架以及司機室聯(lián)動臺上。緊停后， 必須按復(fù)位按鈕一次，起升變頻器才能重新啟動運行。 （2）起升超速開關(guān)： 起升卷筒裝有一個超速開關(guān)，起升、下降轉(zhuǎn)速超過額 定轉(zhuǎn)速的115%時，超速開關(guān)動作，切斷電路。同時， 控制合指示燈閃爍。必須按復(fù)位按鈕一次，起升變頻 器才能重新啟動運行。 整理課件44 （3）超高保護：主要指起升超高限位（又叫重錘或上 極限），極限限位動作將切斷起升

29、電路，停止當(dāng)前動作， 制動器抱閘，必須按旁路按鈕才能退出。 （4）起升過載保護：輪胎吊裝有一套重量傳感裝置。 包括小車架上四個插銷式重量傳感器，右聯(lián)動臺上的液 晶顯示屏可以顯示起升重量。另外，司機室的聯(lián)動臺上 有一個超重指示燈，當(dāng)負載超過額定負載100%，但不到 110%時，該指示燈亮，并且蜂鳴器報警，但能慢速上升； 當(dāng)負載超過110%時，延時1.5秒停止上升，超重指示燈 亮，同時蜂鳴器報警，起升只能下降，不能上升，小車 和大車也不能動作，必須將故障復(fù)位后方可動作。 （5）變頻器過熱保護: 當(dāng)驅(qū)動柜內(nèi)部溫度超過允許值 時停止機構(gòu)的運行。 此外，任何一個變頻器跳閘故障將通過打開變頻器故障 觸點，

30、切斷電路并停止當(dāng)前動作，可通過按故障復(fù)位按 鈕來復(fù)位清除掉產(chǎn)生故障的變頻器。 整理課件45 4 4、 軟件保護軟件保護 按鈕、限位開關(guān)、繼電器和接觸器以及空氣開關(guān)的 輔助觸點等輸入設(shè)備接到PLC的輸入模塊上，在PLC 程序中利用這些輸入信號對各種輸出進行相關(guān)的連 鎖條件設(shè)置。當(dāng)PLC監(jiān)控到輸入設(shè)備的各種異常變 化時，切斷相關(guān)電路，這叫做軟件保護。如： （1） 起升電機制動器接觸器檢查，如果檢查到制 動器命令和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒， 起升主控接觸器失電。 （2）起升電機制動器釋放檢查，如果檢查到制動 器釋放限位輸入和制動器接觸器觸點輸入不一致達 1.5秒、起升主控接觸器失電。 整

31、理課件46 （3）起升電機制動器抱閘檢查，如果檢到馬達制 動器釋放限位輸入和制動器命令輸出不一致達1.5 秒，起升主控接觸器失電。 （4）轉(zhuǎn)矩驗證功能: 當(dāng)出現(xiàn)一個運行命令時,通 過檢測變頻器輸出力矩，達到滿載輸出轉(zhuǎn)距的50% 時，才送出信號使制動器打開。如果驗證失敗,產(chǎn) 生一個故障信息,關(guān)閉變頻器,并停止釋放制動器。 可以防止出現(xiàn)“溜鉤”現(xiàn)象。 （5）起升著箱及松繩保護:當(dāng)PLC檢測到著箱,將 不允許繼續(xù)下降,而只能慢速起升, 直到該狀態(tài)解 除。 整理課件47 5 5、 起升附屬機構(gòu)控制起升附屬機構(gòu)控制 （1）起升馬達風(fēng)機控制：當(dāng)起升控制合時，起升馬 達風(fēng)機啟動，只要控制電源保持通電，風(fēng)機就

32、一直 運行。如果2分鐘內(nèi)沒有手柄指令信號，風(fēng)機將自動 停止。如果風(fēng)機命令與接觸器輔助觸點反饋輸入不 一致達1.5秒，風(fēng)機接觸器將失電，此時起升運行允 許不滿足，起升動作將被禁止直至此狀態(tài)被改正。 （2）起升變頻器風(fēng)機控制，當(dāng)起升控制合時，起升 變頻器風(fēng)機啟動，只要控制電源保持通電，風(fēng)機就 一直運行，如果變頻器風(fēng)機命今與風(fēng)機接觸器輔助 觸點輸入不一致達1.5秒。風(fēng)機接觸器將失電，此時 起升運行允許不滿足，起升動作將被禁止直至此狀 態(tài)被改正。 整理課件48 三、大車機構(gòu)控制三、大車機構(gòu)控制 1 1、概述（圖、概述（圖1313） 大車行走機構(gòu)由2臺55KW交流鼠籠式變頻電機驅(qū)動。 1#大車電機與起升

33、機構(gòu)合用一個變頻器（686 CR5）,由二個交流接觸器分別選擇起升和1#大車的 運行。二機構(gòu)各有獨立的速度調(diào)節(jié)器,電流調(diào)節(jié)器, 電流限制值,過流脫扣保護及磁場控制參數(shù)等。為 防止二個機構(gòu)在同一時刻運行,采用先到先服務(wù)的 方法,即先操作的機構(gòu)先運行, 只有當(dāng)一個退出運 行后, 另一個機構(gòu)才能運行。2#大車電機由另一個 變頻器(G7)驅(qū)動。大車機構(gòu)為帶PG的矢量控制。大 車直線行駛 由司機手動操作糾偏開關(guān)實現(xiàn)。糾偏 開關(guān)通過控制二大車變頻器輸出頻率差來調(diào)節(jié)電機 速度以達到直線行駛目的。 整理課件49 整理課件50 2 2、大車控制過程、大車控制過程 大車控制邏輯建立變頻器速度給定，加減速給定信 號

34、、運行信號，終點旁路信號及緊停信號等，大車 機構(gòu)通過司機室聯(lián)動臺上的大車手柄手動操作，手 柄的方向觸點觸發(fā)運行方向命令，手柄動作時，數(shù) 字式主令手柄通過絕對值光電編碼器發(fā)送一個格雷 碼至PLC遠程輸入輸出摸塊。此信號通過PLC軟件 運算，被校準(zhǔn)為對應(yīng)手柄零位為0、手柄最大為 10000的數(shù)，此數(shù)值范圍為-10000到+10000，與手 柄編碼器發(fā)送的格雷碼數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，經(jīng)過勻加減 速運算（加減速時間在程序中設(shè)定）后送到大車變 頻器。因為大車有兩個變頻器共同控制大車動作， 故命令都復(fù)制給兩個變頻器。（圖14） 因為大車機構(gòu)承擔(dān)著輪胎吊的全部重量，機械慣量 比較大，為了防止機械沖擊對設(shè)備造成損害，

35、其夾 減速時間要設(shè)的稍長一些。 整理課件51 整理課件52 大車電機通過通過旋轉(zhuǎn)編碼器將電機轉(zhuǎn)速反饋給 大車變頻器，而將轉(zhuǎn)速、電流、轉(zhuǎn)矩等信號發(fā)送 至PLC，在PLC中進行運算，再反過來控制電機， 構(gòu)成閉環(huán)全數(shù)字交流變頻控制系統(tǒng)，以達到更好 的控制效果。 大車控制系統(tǒng)和起升控制系統(tǒng)原理相似，也是由 邏輯控制和一系列保護組成，但也有自己不同之 處。 大車許可邏輯允許起升時，大車機構(gòu)按照手柄命 令的方向運行，許可邏輯不成立時，一個停止命 令將送到變頻器，從而大車機構(gòu)產(chǎn)生正常的再生 停止。 整理課件53 3 3、 大車硬件保護大車硬件保護： （1）大車設(shè)有四套觸箱檢測裝置，分裝于行走機構(gòu) 四角，觸箱

36、時報警（三叉戟式），停止當(dāng)前動作， 行走制動器抱閘。 （2）大車設(shè)有四套大車行走回轉(zhuǎn)警燈和警報器，分 裝于門架四角。大車行走時報警。 （3）驅(qū)動器過熱保護: 當(dāng)驅(qū)動柜內(nèi)溫度超過允許值 時,停止大車機構(gòu)運行。 硬件保護動作時，必須排除相關(guān)故障，然后按故障 復(fù)位按鈕，重新啟動機構(gòu)。 4 4、 大車軟件保護大車軟件保護 PLC內(nèi)部控制邏輯監(jiān)控大車運行的異常狀態(tài)，發(fā)生異 常時，切斷大車運行電路。如： （1）大車電機制動器接觸器檢查，如果檢查到制動 器命令和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒，大 車主控接觸器失電。 整理課件54 （2）大車電機制動器釋放檢查，如果檢查到 制動器釋放限位輸入和制動器接觸

37、器觸點輸入 不一致達1.5秒，大車主控接觸器失電。 （3）大車電機制動器抱閘檢查，如果檢查到 馬達制動器釋放限位輸入和制動器命令輸出不 一致達1.5秒，大車主控接觸器失電。 整理課件55 5 5、 其它大車功能其它大車功能 1）大車動作報警設(shè)備： 當(dāng)啟動大車動作時，大車間斷報警器和紅色報警燈接 觸器吸合。當(dāng)大車動作停止，大車報警接觸器斷電。 2）大車糾偏： 聯(lián)動臺上有大車糾偏小手柄，通過把大車糾偏命今送 到任意一個變頻器來降低某一臺行走電機的速度，是 兩臺行走電機速度不一致，從而實現(xiàn)大車的向左或向 右糾偏。大車向右糾偏將使一個糾偏命令送到1大 車，降低此馬達的速度.降速的大小在變頻器里調(diào)整，

38、這樣降低的速度越大糾偏越明顯；大車向左糾偏將使 一個糾偏命令送到2大車，降低此馬達的速度。只 有在要降低速度的馬達的速度超過20額定速度時才 能進行糾偏。一旦要求糾偏后，糾偏能保持，只要被 降速的變頻器速度不低于15。 整理課件56 3）大車轉(zhuǎn)向： 大車轉(zhuǎn)向有兩種模式可供司機選擇，即自動轉(zhuǎn)向或地面 轉(zhuǎn)向。選擇是通過司機室的選擇開關(guān)“大車轉(zhuǎn)向司機室 地面”進行的。當(dāng)選擇司機室，自動轉(zhuǎn)向被選擇；當(dāng) 選擇地面，地面轉(zhuǎn)向被選擇。 A. 自動轉(zhuǎn)向：自動轉(zhuǎn)向許可邏輯成立時，允許車輪根 據(jù)命令自動進行轉(zhuǎn)向。一旦啟動車輪轉(zhuǎn)向，起升及大車 被禁止運行。只有在所有車輪達到正確位置并進銷后才 能進行動作。下列條件必

39、須滿足才能進行轉(zhuǎn)向： 控制電源合；車輪選擇自動轉(zhuǎn)向；吊具未閉鎖； 起升未運行；大車未運行；轉(zhuǎn)向泵無故障； 自動轉(zhuǎn)向步驟如下： 等待轉(zhuǎn)向命令，這個步驟等待司機轉(zhuǎn)向命令油泵得 電啟動油泵油缸頂升至頂升信號到位車輪 鎖銷退銷限位信號傳回PLC車輪轉(zhuǎn)90鎖銷進 銷油缸復(fù)位。 整理課件57 轉(zhuǎn)0度即轉(zhuǎn)90度的相反過程。 手動轉(zhuǎn)向：如果司機把聯(lián)動臺上的轉(zhuǎn)向選 擇開關(guān)放在“地面”位置，且地面液壓站 選擇“手動”就能手動操作前后液壓站的 左右車輪。當(dāng)打開轉(zhuǎn)向泵時，液壓泵啟動。 首先必須把進退銷開關(guān)放在退銷位置，最 后可以按下對應(yīng)的按鈕來進行左右輪的轉(zhuǎn) 向一直到車輪轉(zhuǎn)到要求的位置，此后，必 須將進退銷放在鎖銷位

40、置，最后關(guān)斷轉(zhuǎn)向 泵。 整理課件58 四、小車機構(gòu)控制四、小車機構(gòu)控制 1 1、 概述（圖概述（圖1515） 小車機構(gòu)由一臺30KW的交流鼠籠式變頻電機驅(qū)動。 小車電機由一套變頻器控制（G7），為帶PG的矢量 控制。 整理課件59 2 2、小車控制過程、小車控制過程 小車控制邏輯建立變頻器速度給定，加減速給定信號、 運行信號，終點旁路信號及緊停信號等，小車機構(gòu)通過 司機室聯(lián)動臺上的小車手柄手動操作，手柄的方向觸點 觸發(fā)運行方向命令，手柄動作時，數(shù)字式主令手柄通過 絕對值光電編碼器發(fā)送一個格雷碼至PLC遠程輸入輸 出摸塊。此信號通過PLC軟件運算，被校準(zhǔn)為對應(yīng)手柄 零位為0、手柄最大為10000

41、的數(shù)，此數(shù)值范圍為-10000 到+10000，與手柄編碼器發(fā)送的格雷碼數(shù)據(jù)一一對應(yīng)， 經(jīng)過勻加減速運算（加減速時間在程序中設(shè)定）后送到 小車變頻器。（圖16） 小車控制系統(tǒng)和起升控制系統(tǒng)原理基本相似。 小車許可邏輯允許起升時，小車機構(gòu)按照手柄命令的方 向運行，許可邏輯不成立時，一個停止命令將送到變頻 器，從而小車機構(gòu)產(chǎn)生正常的再生停止。 當(dāng)小車機構(gòu)碰到極限限位時，要想退出極限位置，必須 在按旁路按鈕的同時反向打手柄方可退出極限位置。 整理課件60 整理課件61 3 3、小車保護、小車保護： （1）超程保護: 在大梁前后各裝有一個機械擺桿限位作為前 后極限限位,當(dāng)任一個限位斷開時,會產(chǎn)生小車緊

42、停，停止當(dāng)前 動作，制動器抱閘，需按住極限旁路按鈕邊操作手柄方可退出。 （2）驅(qū)動器過熱保護: 當(dāng)驅(qū)動柜內(nèi)溫度超過允許值時,停止小 車機構(gòu)運行。排除故障后按故障復(fù)位按鈕，然后可以重新啟動 小車機構(gòu)。 4 4、軟件保護、軟件保護 PLC內(nèi)部程序控制邏輯監(jiān)控小車運行的異常狀態(tài)，小車運行出 現(xiàn)異常狀況時切斷小車運行電路。 （1）運行計時器，運行計時器用來檢查當(dāng)停止命今發(fā)出后變 頻器是否在一定時間完全停止，當(dāng)運行命令被取消，計時器啟 動，當(dāng)制動器抱閘或新的運行命令發(fā)出，計時器復(fù)位.如果計 時器超時，將關(guān)斷停止繼電器，故障自鎖直至被復(fù)位.計時器 設(shè)定大約比馬達從高速到停止的時間大半秒。 整理課件62 （

43、2）小車電機制動器接觸器檢查，如果檢查到制 動器命令和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒， 停止繼電器失電。 （3）小車電機制動器釋放檢查，如果檢查到制動 器釋放限位輸入和制動器接觸器觸點輸入不一致達 1.5秒、停止繼電器失電。 （4）小車電機制動器抱閘檢查，如果檢到馬達制 動器釋放限位輸入和制動器命令輸出不一致達1.5 秒，停止繼電器失電。 （5）前后終點保護: 前后極限位置之前分別裝有 機械擺桿限位,作為小車前后終點停止用。 （6）終點前減速保護: 在前后終點前位置,分別裝 有磁性接近限位開關(guān),當(dāng)小車以全速通過此減速限 位后, 立即減速至20% 額定轉(zhuǎn)速。 整理課件63 集裝箱吊具是裝卸

44、集裝箱的專用吊具，它通過其端部橫梁四角 的旋鎖與集裝箱的頂角配件連接，由司機操作控制旋鎖的開閉作 業(yè)。 1、 吊具伸縮及開閉鎖： 吊具上所有動作都采用液壓傳動，吊具伸縮動作靠油馬達驅(qū) 動鏈傳動實現(xiàn)。當(dāng)伸縮梁到20或40位置時，限位開關(guān)發(fā)出信號 并切斷伸縮電磁閥電源使油馬達停止轉(zhuǎn)動，這時，顯示吊具的 伸縮長度伸縮傳動鏈的兩邊各有一套張緊裝置和緩沖裝置，能 使傳動鏈吸收一部分來自伸縮方向的沖擊能量。 當(dāng)?shù)蹙咚哪_的鎖頭準(zhǔn)確插入集裝箱的四個鎖孔時，把旋鎖開關(guān)打 到閉鎖位置，可以使鎖頭旋轉(zhuǎn)扣住集裝箱鎖孔；旋鎖開關(guān)打到開 鎖位置，可以使鎖頭旋轉(zhuǎn)，使吊具鎖頭能離開集裝箱鎖孔。 五、吊具的控制和保護 整理課件

45、64 2 2、吊具回轉(zhuǎn)機構(gòu)和減搖裝置、吊具回轉(zhuǎn)機構(gòu)和減搖裝置 1 1） 回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)機構(gòu) 回轉(zhuǎn)裝置設(shè)在小車司機室一側(cè)，由一臺XDT500045-M型電動 推桿，四連桿機構(gòu)、拉力傳感器等組成。通過電動推桿前后運動 實現(xiàn)吊具的水平旋轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)功能通過司機在駕駛室內(nèi)操作按鈕執(zhí) 行。 回轉(zhuǎn)動作是為了方便司機操作吊具與集裝箱半掛車上的集裝 箱或碼頭上的集裝箱對位。該機構(gòu)可以使吊具在離地面四米進行 在水平面內(nèi)作5的回轉(zhuǎn)。 當(dāng)需要吊具在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定的角度時，按動左、右旋轉(zhuǎn)選擇 開關(guān)，則電動推桿前后運動，以實現(xiàn)吊具的水平回轉(zhuǎn)。當(dāng)作完回 轉(zhuǎn)動作后請按動“復(fù)位”開關(guān)使原傾轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)的位置還原。 2）減搖裝置 減搖

46、裝置安裝在小車架下，它包括減搖鋼絲繩、卷筒和力矩 馬達。本裝置能減緩由于小車加速、減速而引起的搖擺從而提高 工作效率。當(dāng)集裝箱離地4.5m時，小車以額定速度運行停止5秒 后，本裝置能使吊具搖擺控在10cm內(nèi)。 整理課件65 整理課件66 吊具動作由液壓泵控制，在正常條件下，首先可用聯(lián)動臺 上的選擇開關(guān)“吊具泵開關(guān)”手動啟動液壓泵，在其邊上的 “吊具泵開”指示燈指示是否泵在運行。在控制電源合情況下， 可把選擇開關(guān)放到“關(guān)”的位置關(guān)斷吊具泵，但是，當(dāng)下列條 件發(fā)生時，吊具泵將自動被關(guān)斷： （1）控制電源關(guān)斷； （2）吊具泵馬達空氣開關(guān)斷開； （3）吊具電纜未連接； （4）吊具上架未連接； （5）司機室聯(lián)動臺上吊具泵開關(guān)未打到“開”的位置； 吊具四個角上都裝有限位（現(xiàn)在一般都裝接近式感應(yīng)限 位），包括著箱限位用來檢測吊具是否正確放在集裝箱上、 開閉鎖限位用來檢測旋鎖的開閉。吊具伸縮鏈條附近裝有 20、 40限位，用來檢測是否伸縮到所需的位置。吊具上還