0引言

隨著全球貿易的蓬勃發(fā)展和物流行業(yè)的快速進步,港口作為連接海陸交通的樞紐,其作業(yè)效率與成本控制成為行業(yè)競爭的關鍵。橋式抓斗卸船機作為大型散貨碼頭的主力卸船工具,其健康狀態(tài)對于追求卸船效率的大型散貨港口有著重要意義。卸船機不僅長期處于海港碼頭前沿多鹽霧等易受侵蝕的環(huán)境中,各工作機構還經常面臨高速、重載等惡劣的工況,工作機構的重要軸承、關節(jié)鉸軸的健康狀態(tài)面臨巨大挑戰(zhàn),對設備的運行造成額外的負擔。根據實踐經驗,橋式抓斗卸船機運轉過程中60%以上的機械故障源于潤滑不良^[1]。為了使卸船機整機工作機構潤滑點得到及時、科學的潤滑,降低人工維護成本,提升設備管理效率,湄洲灣港羅嶼作業(yè)區(qū)在4臺3000 t/h橋式抓斗卸船機上應用了分布式智能集中潤滑系統。

1傳統潤滑模式的局限性

橋式抓斗卸船機的工作機構多,對應在單臺設備上一般有數百個潤滑點位,且比較分散,給巡檢維護帶來了極大的困難,勞動強度大。傳統的潤滑方式有采用人工手動潤滑及半自動潤滑,其存在的缺點主要有以下幾方面^[2]:

1)效率較低,需要多人配合,安全性低。以鋼絲繩潤滑為例,為保證安全,需要降低設備的運行速度,在一人手動潤滑鋼絲繩的同時需要其他人員監(jiān)護并配合,人力資源需求大,同時也存在安全風險。

2)存在潤滑盲點。為確保潤滑到位及效果,理論上應在機構運轉時進行潤滑,但機構運行時潤滑難以保證潤滑人員的人身安全,因此以實際效果而論,傳統的潤滑方式會存在盲點及效果不佳的情況。

3)潤滑效果受潤滑維護人員的水平影響。傳統的人工潤滑及半自動潤滑是靠維護人員進行操作,而維護人員的操作水平、熟練度、責任心各不相同,最終潤滑的效果也無法有效保證。

4)與生產沖突。設備的潤滑周期根據設備的使用率來調整,生產繁忙時往往是設備故障的頻發(fā)期,而為了保證設備各主要功能正常,受人力影響,潤滑工作往往無法繼續(xù),從而導致潤滑工作滯后,開始“拼設備”。

5)人工成本提高。人工成本的提高也進一步迫使管理人員探索新的潤滑方式。

2羅嶼作業(yè)區(qū)卸船機智能集中潤滑方案及原理

為解決傳統潤滑模式存在的問題,湄洲灣港羅嶼作業(yè)區(qū)在1#~4#橋式抓斗卸船機上引入了分布式智能集中潤滑系統,并取得了顯著成效。所謂分布式智能集中潤滑系統即控制臺集中控制端部泵站給油,通過智能化終端控制系統集中管理各工作機構的自動給油維護工作,給油端通過管路、分配器分布在卸船機單機上各潤滑保養(yǎng)點,該系統大大減少了人工巡檢和維護的工作量,提高了潤滑效率^[3]。同時,系統能夠確保潤滑點的及時、準確潤滑,避免了因潤滑不良導致的設備故障,降低維護成本。

根據卸船機的結構特點及各機構運動部件的潤滑要求,卸船機整機潤滑架構設計共設置3套獨立的智能潤滑系統,每套系統采用工業(yè)控制平板電腦和485總線采集控制模塊實現分布式采集和控制,能夠實現直接對潤滑點以及潤滑點組分配器定時定量加油,同時檢測重要潤滑點的工作狀況,產生詳細的日志記錄;司機室設置故障與低油位顯示、聲光報警及急停操作開關,操作司機可以第一時間操控系統和處理出現的問題。

單臺卸船機上設置3套智能潤滑系統,具體排布方案按工作機構分類如下:

1)大車行走機構智能潤滑系統:包括海陸兩側行走機構的車輪軸承、平衡梁鉸點軸承,每側48個潤滑點,前后接料板起落滑輪軸承等28個潤滑點,共計124個潤滑點。潤滑泵站安裝于大車行走機構陸側平衡梁處。

2)大梁塔架智能潤滑系統:包括機器房內的起升、開閉、小車、俯仰機構的潤滑及各托繩小車、肩梁、前大梁、塔架等處滑輪、托輥的潤滑,共計133個潤滑點。潤滑泵站安裝于后大梁左側處。

3)主小車智能潤滑系統:包括主小車架上起升、開閉4個大滑輪、4個水平輪、4個車輪、鋼絲繩托繩軸承等潤滑,共24個潤滑點。潤滑泵站安裝于主小車處。

上述單機潤滑點按接入方式統計如表1所示。

全套系統包含電控子系統和潤滑油脂供給子系統,電控子系統包含主控制柜和電磁閥箱,潤滑油脂供給子系統包含供油泵、供油管道、潤滑油控閥模組及少量分配器。主控制柜內主要包含高可靠性工業(yè)控制平板電腦、485總線采集控制模塊和油泵電機保護與控制系統以及蓄電系統。潤滑油控閥模組由電 磁閥組、電磁閥動作感應限位、I/O模塊組成。電氣柜 與電磁閥箱的I/O模塊通過485通信線進行通信,控制電磁閥的輸出,并通過電磁閥限位進行信號反饋。電磁閥動作,將油脂送至各分配器,在分配器上設有感應限位,用于對分配器狀態(tài)進行監(jiān)視。在油路上設有溢流閥及壓力傳感器,溢流閥用于卸荷、溢流,壓力傳感器采用模擬量信號,用于對油路的油壓進行監(jiān)視,并將信號傳送至I/O模塊,避免系統過壓,從而對系統進行電氣和機械的雙重保護。如果潤滑點堵塞導致壓力異常,或者分配器工作異常,異常信號將立即反饋至控制系統并發(fā)出報警信號。系統主要參數如表2所示。

以大車行走機構部分為例,系統原理示意如圖1所示。

3 智能集中潤滑系統操作方法

整個智能潤滑系統分為三種模式:Auto模式、 Manual模式及維修模式。Auto模式為系統的默認工作模式,任何時候系統啟動首先進入Auto模式。 Manual模式及維修模式為輔助模式,Manual模式是對Auto模式的補充,允許根據現場加油情況對指定加油點進行人工干預加油。維修模式用于手動排除故障時使用。同時,Auto模式下包含修復模式,能夠自動修復的故障在Auto模式下空閑時間自動修復。

3.1 Auto模式

智能潤滑系統默認狀態(tài)下為Auto模式,系統根據設備工況設定好默認參數后,無須人為干預,根據預設參數自動為各潤滑點往復注油。每個潤滑點的智能分配器均可單獨設置加油量。每個潤滑點的智能分配器潤滑周期與相對應的機構實現聯鎖控制,設備每個工作機構正常工作時,系統可以同步進行潤滑。另外,系統還針對南方季節(jié)溫差的特點,為潤滑工作設計了兩套參數,預設了夏季和冬季模式,當環(huán)境溫度過低時,系統可自動切換冬季模式。

Auto模式下所有主要的加油信息均在控制臺畫面顯示,顯示內容包括當前選擇需要加油的點、閥限位信息、分配器限位信息、加油狀態(tài)信息、系統油壓信息及主要系統狀態(tài)信息。具體說明如圖2所示。

1:顯示當前工作狀態(tài)。沒有加油點時閃爍顯示“[系統]等待加油”,顏色白色;有加油點正在加油時閃爍顯示“[加油點名稱]正在加油”,顏色黃色;正在維修時閃爍顯示“[系統]正在修復中”,可在底部狀態(tài)窗口查詢修復點位情況。

2:指示閥限位的接通狀態(tài)。

3:以圖形方式顯示當前加油點的狀態(tài)信息,加油時相應的加油點閃爍顯示,加油成功顯示為白色,加油失敗顯示為黃色,如果當前加油點禁止加油顯示為青色。

4:指示分配器限位的接通狀態(tài)。

5:顯示當前在加油隊列中的加油點。

6:顯示當前系統的主要信息,正常綠色,不正常時紅色閃爍顯示;“油位正?！碧幍陀臀粫r顯示“低油位”,紅色閃爍;“電機正常”處電機過載時顯示“電機故障”,紅色閃爍;“壓力正?！碧幭到y壓力高時顯示“系統差壓”,系統壓力低時顯示“系統低壓”,紅色閃爍;“打油正常”處存在長期未打油的點時顯示“長期未打油”,紅色閃爍,具體未打油的點在維修模式窗口中查詢。

7:指示泵運行的狀態(tài)。

8:顯示當前系統壓力。

9:點擊相應的模塊區(qū)域,彈出當前模塊的加油點信息,Auto模式下只用于顯示。

3.2ManuaI模式

Manual模式為自動模式的補充,可以在操作界面中 從Auto 模 式 窗口切 換 至Manual 模式窗口 。 Manual模式主要是手動操控潤滑控制系統進行注油,Manual模式下任意潤滑點的智能分配器可單獨選擇,并手動設置任意潤滑點的智能分配器加油量及工作壓力,任意選擇單個或多個潤滑點的智能分配器進行潤滑。系統可對所有潤滑點的智能潤滑分配器進行一鍵選擇,全部潤滑點完成潤滑工作后自動返回到Auto模式。

3.3維修模式

系統發(fā)生故障時,可在維修模式下查詢具體故障信息,并由維保人員對系統進行初步故障復位,如修復失敗,可能存在硬件方面的故障,需要人為介入維修。

4結束語

以往港機設備采用傳統的人工手動潤滑模式,而本系統的應用,不僅大大節(jié)省了每年需投入的維護人工成本(約20萬元),同時也可以確保港機設備在作業(yè)的狀態(tài)下同步進行潤滑,既節(jié)省了保養(yǎng)時間,也提高了潤滑保養(yǎng)的實際效果。另外,因減少了手動操作,也提高了潤滑工作的安全性。

但從現場實踐經驗來看,本系統相對整機控制系統來說是一個獨立的系統,主機系統讀取潤滑系統的實時狀態(tài)存在困難,為港區(qū)設備的一體化監(jiān)控、維護、人機交互界面設置帶來些許不便。未來,隨著物聯網、大數據和人工智能等技術的不斷發(fā)展,智能集中潤滑系統有望實現更加精準、高效的潤滑管理,為港口物流行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

[參考文獻]

[1]梁作學.智能潤滑系統在港口設備中的應用[J].中國水運(下半月),2016,16(1):141-143.

[2]周虹伯.港口智能潤滑設備健康管理系統[J].港口裝卸,2019(2):50-51.

[3]李巍偉,丁炳乙.智能潤滑系統在港口門座起重機中的應用[J].港口裝卸,2017(1):25-27.

2024年第20期第11篇