談談wika壓力變送器超載作業的危害及改進方法

　　針對wika壓力變送器在接卸作業(ye) 過程中會(hui) 因計重誤差等原因造成超載作業(ye) ，存在安全隱患，對專(zhuan) 業(ye) 散貨泊位造成一定安全風險。通過對壓力變送器超載作業(ye) 的危 害、影響因素進行分析，基於(yu) 提高稱重係統快速性、精準性等技術措施，提出超載保護方 法，為(wei) wika壓力變送器安全運行提供技術保障。

　　1、超載作業(ye) 危害：

　　超載保護始終是港機設備安全管理領域中的重要研究課題，超載作業(ye) 通常有以下危害：

　　(1)、影響鋼絲(si) 繩及其連接件的使用壽命。起升 開閉鋼絲(si) 繩分別自起升、開閉 4 個(ge) 卷筒，經機房 滑輪組、海陸側(ce) 改向滑輪組、主小車滑輪組後，分 別在抓鬥上固定。以唐山港卸船機為(wei) 例，其主繩 采用直徑 53 mm 鋼絲(si) 繩，海側(ce) 開閉為(wei) 左旋 260 m， 海側(ce) 起升為(wei) 右旋 260 m，陸側(ce) 開閉為(wei) 右旋 230 m，陸側(ce) 起升為(wei) 左旋 230 m。抓鬥繩為(wei) 海側(ce) 35.5 m，陸 側(ce) 34 m，梨形頭和 C 型扣采用配套的 # 17 產(chan) 品。卸船機鋼絲(si) 繩及其連接件頻繁超負荷承重，會(hui) 導 致鋼絲(si) 繩斷絲(si) 、斷股，連接件異常磨損甚至斷裂， 極易造成機損船損事故。

　　(2)、造成鋼結構疲勞損傷(shang) 。卸船機前大梁長期處於(yu) 過負荷工作狀態時，會(hui) 導致鋼結構變形開裂， 嚴(yan) 重影響運行安全。

　　(3)、加大傳(chuan) 動機構的工作負荷。變頻器長期處於(yu) 過負荷高溫工作狀態，加大電氣房散熱難度，易 報過溫故障，且嚴(yan) 重時會(hui) 導致 IGBT 板等關(guan) 鍵配件 損壞，導致設備停機。

　　(4)、降低生產(chan) 效率。以唐山港卸船機為(wei) 例，艙內(nei) 抓料平均高度為(wei) -8 m，按照目前的超載程序設 計，每次讀取稱重值均在 10 m 高度。-8 m 至起升 高度 10 m 的距離為(wei) 18 m。按照卸船機抓鬥滿載下降速度為(wei) 200 m/min，即3.3 m/s，單程下降時間為(wei) 5.5 s;卸船機抓鬥滿載上升速度為(wei) 160 m/min，即 2.7 m/s，單程上升時間為(wei) 6.7 s;開鬥、放料、閉 鬥的平均時間為(wei) 8 s。按此計算每當超載達到125%時，抓鬥回程放料的往返時間為(wei) 20 s。按照卸船機作業(ye) 55 s 單鬥循環計算，抓鬥超載時回艙卸 載的時間占抓鬥循環時間的 36%，嚴(yan) 重影響作業(ye) 效率。

　　2、超載原因：

　　2.1、貨種原因 接卸貨物比重大。2016 年，唐山港接卸礦石船舶 262 艘次，卸船吞吐量 3 839 萬(wan) t，其中南非粉、巴西粉、秘魯精粉、智利精粉、南非塊等品位63.3%以上的大比重貨物為(wei) 696 萬(wan) t，占全部卸船量的 18.13%，該情況尤其在船舶開艙作業(ye) 時更為(wei) 突出，貨麵平整容易抓取，加之貨物比重較大，作業(ye) 過程中易出現超載現象。
 

　　2.2、設置原因：

　　抓鬥抓取量設置不合理。唐山港現有的變鬥容礦石抓鬥適用的物料比重為(wei) 2.0/2.5，抓鬥鬥容為(wei) 19.5/15.6 m3。卸船作業(ye) 時，卸船機司機根據貨種特 性和作業(ye) 階段對抓取量進行設置，實現滿鬥抓料的 同時避免抓鬥超載，抓取量通過控製起升鋼絲(si) 繩鬆繩補償(chang) 的張緊力，實現自動調整內(nei) 部挖掘深度。若抓取量設置偏大，達到 110%超載時，抓鬥在起升階段會(hui) 報出超載報警，達到 125%超載時，抓鬥會(hui) 報出 超載故障，程序禁止抓鬥向卸料係統放料，司機需將抓鬥返回艙內(nei) 進行減載;若輕載抓取物料，貨物 淨重明顯小於(yu) 卸船機作業(ye) 能力時，浪費卸船機性能，延長船舶在港停時，加大電能消耗。

　　3、基於(yu) 稱重技術的超載保護問題：

　　3.1、超載保護形式：

　　目前，變送器超載保護方式包括硬 件超載保護和軟件超載保護 2 種方式。

　　(1)、硬件超載保護一般將傳(chuan) 感器連接在前後 大梁起升改向滑輪的傾(qing) 轉裝置上，傳(chuan) 感器將輸出 信號送至重量變送器，重量變送器將傳(chuan) 感器上的 負荷電壓信號轉換成電流信號，#終傳(chuan) 送到司機室顯示控製儀(yi) 表。該保護方式需要購置安裝硬件、 定期校準零點、需要安排日常點檢維護，而且存在故障報出緩慢，影響作業(ye) 效率等問題。

　　(2)、軟件超載保護一般分為(wei) 超載報警判斷和 超載故障判斷 2 部分。其中：超載報警判斷是在 超載高於(yu) 110%的情況下，僅(jin) 作聲光報警，不作設 備急停，減載至 90%後報警解除;超載故障判斷是在超載高於(yu) 125%的情況下，上升過程且起升10 m 高度以下時設備急停，複位後將抓鬥移回艙內(nei) 減載。

　　3.2、超載保護問題：

　　wika壓力變送器利用現有技術稱重時計重誤 差較大，且超載報警存在漏報現象，對卸船機司機操作技術和經驗有較高要求，主要造成以下後果：

　　(1)、因超載報警存在誤報、漏報現象，易加劇設備疲勞損傷(shang) ，造成機損、船損事故。

　　(2)、超載報警和故障的判斷需要在 10 m 等較高的高度完成，判斷遲緩。

　　(3)、由於(yu) 程序原因，稱重數值可能取在力矩曲線的波峰或波穀位置，造成稱重數值不準確。

　　綜合上述情況，為(wei) 保障設備安全運行、稱重快 捷精準，須研製新的控製程序，達到降低硬件維護 成本，同時快速精準地判斷超載的目的。

　　4、超載保護改進方法：

　　卸船機的動態稱重，可選取變頻器起升開閉 力矩曲線作為(wei) 計算變量。每個(ge) 作業(ye) 循環內(nei) 的力矩 曲線，隻針對當前特定的一鬥貨物。因此，通過分 析曲線的波動情況找到波動規律，是分析和改進軟件稱重的重要方法。