岸边集装箱起重机机构在线实时监测系统研究
郭文生 许 力
上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司
各运转机构的运行状态正常与否至关重要。该系统通过增加各个传动部位的振动、温度与转速等传感器,接入在
摘 要:岸边集装箱起重机无故障持续作业时间的长短,直接决定单台设备的生产能力,作业中整台岸桥上
关键词:岸边集装箱起重机;振动传感器;在线监测;故障预测
线监测平台,可方便快捷及时地监测到异常状态,并根据历史数据进行计算,预测故障发生的可能性。
ResearchonOn-lineandRealTimeMonitoringSystemof
QuaysideContainerCraneMechanism
ShanghaiInternationalPort(Group)Co.,Ltd.ShangdongContainerTerminalBranch
GuoWensheng XuLi
tionofthequaysidecontainercrane.Therefore,thenormaloperationofthecrane’soperatingmechanismsisofvitalimpor- Abstract:Theproductioncapacityofasingleequipmentisdirectlydeterminedbythedurationoffailure-freeopera-tance.Byincreasingthenumberofsensorssuchasvibration,temperatureandspeedineachtransmissionpartandconnect-ingthemtotheon-linemonitoringplatform,abnormalstatecanbedetectedconveniently,quicklyandtimelybyon-linemoni-toringsystemofquaysidecontainercranemechanism.Thepossibilityoffailurecanalsobepredictedbasedonhistoricaldata.
Keywords:quaysidecontainercrane;vibrationsensor;onlinemonitoring;failureprediction
1 引言
岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)是港口装卸集装箱的主要机械设备。随着自动化码头的岸桥自动化程度大幅提升,传统的计划维保方式已经无法满足自动化岸桥的状态监测需求,对其进行实时状态的监测显得尤为重要。
为了提高起重机工作的安全可靠性,减少起重机故障的发生,港口企业迫切需要一种能够对岸桥进行状态检测与诊断的系统,来实时反映起重机的状态。系统应能通过软件对设备故障进行分析,对起重机关键部件的状态、剩余寿命以及起重机健康状态进行准确的评估及预测,通过对外接口,对起重品种和数量做出合理规划[1-2]。
机的维修保养计划提出科学的建议,对备品备件的
岸桥的状态监测主要分为机构监测和结构监
2 岸边集装箱起重机机构监测方案
为岸桥设备增加监测用振动传感器,记录历史振动速度及加速度数据,采集6个月时间内的曲线记录进行筛选及趋势建模,以形成各个机构的振动感器灵敏度为(±10%)100mv/g,频率范围为0.5~
“习性”,从而对异常振动情况进行报警。检测用传
2.1 起升机构监测点
起升机构布置8个测点位置,分别位于2个起升电机输出轴、减速箱输入和输出轴以及轴承座,共需配置10个径向振动传感单元,1个液温传感单元和1个液位传感器。2套电机输出轴各有1个垂直径向振动与温度一体式传感单元,1个水平径向振动传感器;减速机输入和输出轴的两端各安装1个径向振动传感单元,箱体内安装1个温度传感单元和1个液位传感器;轴承座上各安装1个径向振动传感单元。另外,在联轴节旁布置1个速度计,用于触发振动和温度传感器采集信号。起升机构传感器具体信息见表1,起升机构传感器布置方案见图1。
45
8000Hz。
测。本文针对已实施进行测试性开展的岸桥机构的监测方案进行总结,对传感器的作业和配置方案进行梳理,为全面实现整个码头起重设备的状态监测系统功能的上线奠定基础。
PortOperation 2019.No.2(SerialNo.245)
表1 起升机构传感器具体信息
QHL0201编号QHR0201左电机输出轴位置
QHL0201Y右电机输出轴垂直径向振动传感器类型
QHR0201Y左电机输出轴垂直径向振动传感器QHL0202右电机输出轴水平径向振动传感器QHR0202左电机输入轴水平径向振动传感器垂直径向振动传感器QHL0205垂直径向振动传感器QHR0205左减速箱输出轴右电机输入轴垂直径向振动传感器QHL03右减速箱输出轴
垂直径向振动传感器
QHL04减速箱液位传感器QHL0207YQHR0207Y
左轴承座减速箱右轴承座
水平径向振动传感器液温传感器
水平径向振动传感器
图1 起升机构传感器布置方案
2.2 小车机构监测点
小车牵引机构布置6个测点,分别位于小车电6机输出轴、减速箱输入和输出轴以及轴承座,共配置
传感器个单向振动传感单元。小车电机配有,11个液温传感器和个径向振动与温度一体式1个液位传感单元;减速机输入和输出轴的两端各安装1个径向振动传感单元,箱体内安装1个温度传感单元和1个液位传感器;轴承座上安装1个径向振动传感单元。另外,在联轴节旁布置1个速度计,用于触发振动和温度传感器采集信号。小车机构传感器具体信息见表2,小车机构传感器布置见图2。
表2 小车机构传感器具体信息
XCQ0201编号垂直径向振动传感器类型
XCQ0202XCQ0203减速箱左输入轴电机输出轴位置垂直径向振动传感器XCQ0204减速箱右输入轴垂直径向振动传感器XCQ0205减速箱左输出轴垂直径向振动传感器XCQ03减速箱右输出轴
垂直径向振动传感器
XCQ04减速箱液位传感器XCQ0207减速箱XCQ01
轴承座联轴节
水平径向振动传感器
液温传感器
2.3 俯仰机构监测点
转速传感器
俯仰机构(室内)布置6个测点位置,分别位于俯仰电机输出轴、减速箱各级轴和轴承座,共配置6个单向振动传感单元,1个温度传感器和和1个液位传感器46
。俯仰电机配有1个径向振动与温度一体图2 小车机构传感器布置方案
式传感器;减速机输入和输出轴两端各安装1个径1向振动传感单元个液位传感器;,轴承座上安装箱体内安装1个温度传感单元和单元。另外,在联轴节旁布置1个速度计1个径向振动传感,用于触发
振动和温度传感器采集信号。机房内部布置1个8通道数据采集卡,负责检测信号采集与传输。俯仰机构传感器具体信息见表3,俯仰机构机构传感器布置见图3。
表3 俯仰机构传感器具体信息
FY0201编号FY0202减速箱左输入轴电机输出轴位置垂直径向振动传感器类型
FY0203FY0204减速箱右输入轴垂直径向振动传感器FY0205减速箱左输出轴水平径向振动传感器FY03减速箱右输出轴
水平径向振动传感器FY04减速箱垂直径向振动传感器
FY0207减速箱液位传感器FY01
轴承座联轴节
水平径向振动传感器
液温传感器
转速传感器
图3 俯仰机构传感器布置方案
3 岸边集装箱起重机机构监测相关配置
除了配置以上的传感器外,还需配置机构采集仪等设备,相关配置见表4。
4 结语
该系统可提高起重机的使用寿命和利用率,从起重机的历史数据中找到起重机运行的客观规律[3]生的故障并生成预警,以此为基础建立算法模型来预测机构可能发,为自动化集装箱码头的自动
化岸桥状态监测提供了新的方案。
港口装卸 2019年第2期(总第245期)
远程自动化岸边集装箱起重机仿真
培训系统研究
俞雪丰
上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司
统的功能需求,形成了仿真培训系统的架构,研发了仿真培训软件,为仿真培训系统的开发奠定基础。该培训系统已在洋山深水港四期投入使用,运行结果表明,该培训系统架构合理有效,系统对远程操作员熟练掌握各类装卸业务及异常情况处理起到了重要作用。
摘 要:以洋山深水港四期远程自动化岸边集装箱起重机为对象,对其操作特点进行分析,确定仿真培训系
关键词:远程自动化岸桥;仿真培训系统;系统架构
ResearchonSimulationTrainingSystemofRemoteAutomated
QuaysideContainerCrane
ShanghaiInternationalPort(Group)Co.,Ltd.ShangdongContainerTerminalBranch
YuXuefeng
frameworkofthesimulationtrainingsystemanddevelopsthesimulationtrainingsoftwaretolaythefoundationforthedevel-characteristicsareanalyzedandfunctionrequirementsofthesimulationtrainingsystemaredetermined,whichformsthe
Abstract:TakingremoteautomatedquaysidecontainercraneofYangshanPortPhaseIVastheobject,itsoperation
abnormalsituationsforremoteoperators.Thetrainingsystemarchitectureisreasonableandeffective.
resultsshowthatthesystemplaysanimportantroleinhandlingskillfullyallkindsofloadingandunloadingoperationsand
opmentofthesimulationtrainingsystem.ThetrainingsystemhasbeenusedinYangshanPortPhaseIVandtheoperation
Keywords:remoteautomatedquaycrane;simulationtrainingsystem;systemarchitecture
表4 其他相关配置信息
序号12
采集系统控制器cRIO-9035
名称
电气房/主控制器,数据汇集预处理
位置/功能/规格
数量31
89
7
6
5
4
3
6通道,±5~±24V的数字输入模块NI9411
3通道,IEPE模块NI9230
8通道,IEPE模块NI9149
4槽以太网RIO扩展机箱NI91474通道,IEPE模块NI9234
参考文献
4通道,PT10温度输入模块NI9217
8通道,转速传感器模块NI9422
NI993515pinD-Subconnectorkit
[3] 王志欣,胡雄,陈兆能.集装箱起重机机械状态监测信
(12):2075-2080.
室外/振动信号采集
扩展机箱
电气房/温度信号采集
电气房/转速信号采集
用于扩展
电气房/数字量信号采集
电气房/低速振动信号采集
电气房/高速振动信号采集模块
111
1
1
1
1
息的关联规则挖掘[J].上海交通大学学报,2006
[1] 丁高耀,李爱华,曹雄鹰,等.岸边集装箱起重机安全
评价指标体系研究[J].武汉理工大学学报(信息与管[2] 王毅.岸边集装箱起重机状态监测[J].集装箱化,
2007(6):8-11.
理工程版),2017,39(3):286-289.
郭文生:201306,上海市浦东新区同汇路1号收稿日期:2018-12-21
DOI:10.3963/j.issn.1000-8969.2019.02.016
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