針對wika壓力變送器在接卸作業(yè)過程中會因計重誤差等原因造成超載作業(yè)，存在安全隱患，對專業(yè)散貨泊位造成一定安全風(fēng)險。通過對壓力變送器超載作業(yè)的危 害、影響因素進(jìn)行分析，基于提高稱重系統(tǒng)快速性、精準(zhǔn)性等技術(shù)措施，提出超載保護(hù)方 法，為wika壓力變送器安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。

　　1、超載作業(yè)危害：

　　超載保護(hù)始終是港機(jī)設(shè)備安全管理領(lǐng)域中的重要研究課題，超載作業(yè)通常有以下危害：

　　(1)、影響鋼絲繩及其連接件的使用壽命。起升 開閉鋼絲繩分別自起升、開閉 4 個卷筒，經(jīng)機(jī)房 滑輪組、海陸側(cè)改向滑輪組、主小車滑輪組后，分 別在抓斗上固定。以唐山港卸船機(jī)為例，其主繩 采用直徑 53 mm 鋼絲繩，海側(cè)開閉為左旋 260 m， 海側(cè)起升為右旋 260 m，陸側(cè)開閉為右旋 230 m，陸側(cè)起升為左旋 230 m。抓斗繩為海側(cè) 35.5 m，陸 側(cè) 34 m，梨形頭和 C 型扣采用配套的 # 17 產(chǎn)品。卸船機(jī)鋼絲繩及其連接件頻繁超負(fù)荷承重，會導(dǎo) 致鋼絲繩斷絲、斷股，連接件異常磨損甚至斷裂， 極易造成機(jī)損船損事故。

　　(2)、造成鋼結(jié)構(gòu)疲勞損傷。卸船機(jī)前大梁長期處于過負(fù)荷工作狀態(tài)時，會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)變形開裂， 嚴(yán)重影響運(yùn)行安全。

　　(3)、加大傳動機(jī)構(gòu)的工作負(fù)荷。變頻器長期處于過負(fù)荷高溫工作狀態(tài)，加大電氣房散熱難度，易 報過溫故障，且嚴(yán)重時會導(dǎo)致 IGBT 板等關(guān)鍵配件 損壞，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。

　　(4)、降低生產(chǎn)效率。以唐山港卸船機(jī)為例，艙內(nèi)抓料平均高度為 -8 m，按照目前的超載程序設(shè) 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18 m。按照卸船機(jī)抓斗滿載下降速度為 200 m/min，即3.3 m/s，單程下降時間為5.5 s;卸船機(jī)抓斗滿載上升速度為160 m/min，即 2.7 m/s，單程上升時間為 6.7 s;開斗、放料、閉 斗的平均時間為8 s。按此計算每當(dāng)超載達(dá)到125%時，抓斗回程放料的往返時間為 20 s。按照卸船機(jī)作業(yè) 55 s 單斗循環(huán)計算，抓斗超載時回艙卸 載的時間占抓斗循環(huán)時間的 36%，嚴(yán)重影響作業(yè)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 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 696 萬 t，占全部卸船量的 18.13%，該情況尤其在船舶開艙作業(yè)時更為 突出，貨面平整容易抓取，加之貨物比重較大，作業(yè)過程中易出現(xiàn)超載現(xiàn)象。
 

　　2.2、設(shè)置原因：

　　抓斗抓取量設(shè)置不合理。唐山港現(xiàn)有的變斗容礦石抓斗適用的物料比重為 2.0/2.5，抓斗斗容為19.5/15.6 m3。卸船作業(yè)時，卸船機(jī)司機(jī)根據(jù)貨種特 性和作業(yè)階段對抓取量進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)滿斗抓料的 同時避免抓斗超載，抓取量通過控制起升鋼絲繩松繩補(bǔ)償?shù)膹埦o力，實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整內(nèi)部挖掘深度。若抓取量設(shè)置偏大，達(dá)到 110%超載時，抓斗在起升階段會報出超載報警，達(dá)到 125%超載時，抓斗會報出 超載故障，程序禁止抓斗向卸料系統(tǒng)放料，司機(jī)需將抓斗返回艙內(nèi)進(jìn)行減載;若輕載抓取物料，貨物 凈重明顯小于卸船機(jī)作業(yè)能力時，浪費(fèi)卸船機(jī)性能，延長船舶在港停時，加大電能消耗。

　　3、基于稱重技術(shù)的超載保護(hù)問題：

　　3.1、超載保護(hù)形式：

　　目前，變送器超載保護(hù)方式包括硬 件超載保護(hù)和軟件超載保護(hù) 2 種方式。

　　(1)、硬件超載保護(hù)一般將傳感器連接在前后 大梁起升改向滑輪的傾轉(zhuǎn)裝置上，傳感器將輸出 信號送至重量變送器，重量變送器將傳感器上的 負(fù)荷電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號，#終傳送到司機(jī)室顯示控制儀表。該保護(hù)方式需要購置安裝硬件、 定期校準(zhǔn)零點(diǎn)、需要安排日常點(diǎn)檢維護(hù)，而且存在故障報出緩慢，影響作業(yè)效率等問題。

　　(2)、軟件超載保護(hù)一般分為超載報警判斷和 超載故障判斷 2 部分。其中：超載報警判斷是在 超載高于 110%的情況下，僅作聲光報警，不作設(shè) 備急停，減載至 90%后報警解除;超載故障判斷是在超載高于 125%的情況下，上升過程且起升10 m 高度以下時設(shè)備急停，復(fù)位后將抓斗移回艙內(nèi)減載。

　　3.2、超載保護(hù)問題：

　　wika壓力變送器利用現(xiàn)有技術(shù)稱重時計重誤 差較大，且超載報警存在漏報現(xiàn)象，對卸船機(jī)司機(jī)操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)有較高要求，主要造成以下后果：

　　(1)、因超載報警存在誤報、漏報現(xiàn)象，易加劇設(shè)備疲勞損傷，造成機(jī)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)、由于程序原因，稱重數(shù)值可能取在力矩曲線的波峰或波谷位置，造成稱重數(shù)值不準(zhǔn)確。

　　綜合上述情況，為保障設(shè)備安全運(yùn)行、稱重快 捷精準(zhǔn)，須研制新的控制程序，達(dá)到降低硬件維護(hù) 成本，同時快速精準(zhǔn)地判斷超載的目的。

　　4、超載保護(hù)改進(jìn)方法：

　　卸船機(jī)的動態(tài)稱重，可選取變頻器起升開閉 力矩曲線作為計算變量。每個作業(yè)循環(huán)內(nèi)的力矩 曲線，只針對當(dāng)前特定的一斗貨物。因此，通過分 析曲線的波動情況找到波動規(guī)律，是分析和改進(jìn)軟件稱重的重要方法。