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，对起重机的维修保养计划提出科学的建议，对备品备件的品种和数量做出合理规划[1-2]。
设计单位对装配式的方案策划、过程实施予以技术支持，需从设计角度复核装配式方案，对原结构安全性、外观、功能等因素进行把控，尽力配合预制构件标准化设计的要求。同时，配合装配式方案对设计文件和概预算进行相应的调整。
岸桥的状态监测主要分为机构监测和结构监测。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。
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“习性”，从而对异常振动情况进行报警。检测用传感器灵敏度为(±10%)100 mv/g，频率范围为0.5～8 000 Hz。
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。
表1 起升机构传感器具体信息
编号位置类型QHL0201左电机输出轴垂直径向振动传感器QHR0201右电机输出轴垂直径向振动传感器QHL0201Y左电机输出轴水平径向振动传感器QHR0201Y右电机输出轴水平径向振动传感器QHL0202左电机输入轴垂直径向振动传感器QHR0202右电机输入轴垂直径向振动传感器QHL0205左减速箱输出轴垂直径向振动传感器QHR0205右减速箱输出轴垂直径向振动传感器QHL03减速箱液位传感器QHL04减速箱液温传感器QHL0207Y左轴承座水平径向振动传感器QHR0207Y右轴承座水平径向振动传感器
图1 起升机构传感器布置方案
小车牵引机构布置6个测点，分别位于小车电机输出轴、减速箱输入和输出轴以及轴承座，共配置6个单向振动传感单元，1个液温传感器和1个液位传感器。小车电机配有1个径向振动与温度一体式传感单元；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。
我也学着奶奶的样子，先把火打开，锅烧热了放少许的油，结果油点不小心溅到了手上，我急忙用水冲洗，结果还是烫红了。奶奶给我擦了一点药。但是，我并没有放弃这次学煮面条的机会。过了一会儿，我又回到了厨房里，按照奶奶教给我的方法煮了一碗鸡蛋面条。
表2 小车机构传感器具体信息
编号位置类型XCQ0201电机输出轴垂直径向振动传感器XCQ0202减速箱左输入轴垂直径向振动传感器XCQ0203减速箱右输入轴垂直径向振动传感器XCQ0204减速箱左输出轴垂直径向振动传感器XCQ0205减速箱右输出轴垂直径向振动传感器XCQ03减速箱液位传感器XCQ04减速箱液温传感器XCQ0207轴承座水平径向振动传感器XCQ01联轴节转速传感器
图2 小车机构传感器布置方案
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。俯仰电机配有1个径向振动与温度一体式传感器；减速机输入和输出轴两端各安装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。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。
随着“一带一路”的战略的实施，越来越多的沿线国家派遣留学生来到中国学习。我国也明确提出，高职院校“要配合‘一带一路’国家战略，扩大与‘一带一路’沿线国家的职业教育合作”，高职院校的留学生教育进入了快速发展时期。常州纺织服装职业技术学院(简称：常州纺院)作为江苏省3所国家教育体制改革试点项目“扩大来华留学生规模”试点高职院之一，已有来自16国数百名的留学生来校学习，其中部分留学生选择了计算机网络专业，这些留学生大多没有汉语基础。因此，开设双语课程不仅是教学要求所必需的，也能推动高职院校国际化发展。
表3 俯仰机构传感器具体信息
编号位置类型FY0201电机输出轴垂直径向振动传感器FY0202减速箱左输入轴垂直径向振动传感器FY0203减速箱右输入轴水平径向振动传感器FY0204减速箱左输出轴水平径向振动传感器FY0205减速箱右输出轴垂直径向振动传感器FY03减速箱液位传感器FY04减速箱液温传感器FY0207轴承座水平径向振动传感器FY01联轴节转速传感器
图3 俯仰机构传感器布置方案
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。
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]，以此为基础建立算法模型来预测机构可能发生的故障并生成预警，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。
表4 其他相关配置信息
序号名称位置/功能/规格数量1采集系统控制器cRIO-9035电气房/主控制器,数据汇集预处理128通道,IEPE模块NI9149电气房/高速振动信号采集模块333通道,IEPE模块NI9230电气房/低速振动信号采集146通道,±5～±24 V的数字输入模块NI9411电气房/数字量信号采集15NI 9935 15pin D-Sub connector kit用于扩展168通道,转速传感器模块NI9422电气房/转速信号采集174通道,PT10温度输入模块NI9217电气房/温度信号采集184槽以太网RIO扩展机箱NI9147扩展机箱194通道,IEPE模块NI9234室外/振动信号采集1
参 考 文 献
[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(信息与管理工程版),2017,39(3):286-289.
[2] 王毅.岸边集装箱起重机状态监测[J].集装箱化,2007(6):8-11.
[3] 王志欣,胡雄,陈兆能.集装箱起重机机械状态监测信息的关联规则挖掘[J].上海交通大学学报,2006(12):2 075-2 080.
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