谈谈wika压力变送器超载作业的危害及改进方法

　　针对wika压力变送器在接卸作业过程中会因计重误差等原因造成超载作业，存在安全隐患，对专业散货泊位造成一定安全风险。通过对压力变送器超载作业的危 害、影响因素进行分析，基于提高称重系统快速性、精准性等技术措施，提出超载保护方 法，为wika压力变送器安全运行提供技术保障。

　　1、超载作业危害：

　　超载保护始终是港机设备安全管理领域中的重要研究课题，超载作业通常有以下危害：

　　(1)、影响钢丝绳及其连接件的使用寿命。起升 开闭钢丝绳分别自起升、开闭 4 个卷筒，经机房 滑轮组、海陆侧改向滑轮组、主小车滑轮组后，分 别在抓斗上固定。以唐山港卸船机为例，其主绳 采用直径 53 mm 钢丝绳，海侧开闭为左旋 260 m， 海侧起升为右旋 260 m，陆侧开闭为右旋 230 m，陆侧起升为左旋 230 m。抓斗绳为海侧 35.5 m，陆 侧 34 m，梨形头和 C 型扣采用配套的 # 17 产品。卸船机钢丝绳及其连接件频繁超负荷承重，会导 致钢丝绳断丝、断股，连接件异常磨损甚至断裂， 极易造成机损船损事故。

　　(2)、造成钢结构疲劳损伤。卸船机前大梁长期处于过负荷工作状态时，会导致钢结构变形开裂， 严重影响运行安全。

　　(3)、加大传动机构的工作负荷。变频器长期处于过负荷高温工作状态，加大电气房散热难度，易 报过温故障，且严重时会导致 IGBT 板等关键配件 损坏，导致设备停机。

　　(4)、降低生产效率。以唐山港卸船机为例，舱内抓料平均高度为 -8 m，按照目前的超载程序设 计，每次读取称重值均在 10 m 高度。-8 m 至起升 高度 10 m 的距离为18 m。按照卸船机抓斗满载下降速度为 200 m/min，即3.3 m/s，单程下降时间为5.5 s;卸船机抓斗满载上升速度为160 m/min，即 2.7 m/s，单程上升时间为 6.7 s;开斗、放料、闭 斗的平均时间为8 s。按此计算每当超载达到125%时，抓斗回程放料的往返时间为 20 s。按照卸船机作业 55 s 单斗循环计算，抓斗超载时回舱卸 载的时间占抓斗循环时间的 36%，严重影响作业效率。

　　2、超载原因：

　　2.1、货种原因 接卸货物比重大。2016 年，唐山港接卸矿石船舶 262 艘次，卸船吞吐量 3 839 万 t，其中南非粉、巴西粉、秘鲁精粉、智利精粉、南非块等品位63.3%以上的大比重货物为 696 万 t，占全部卸船量的 18.13%，该情况尤其在船舶开舱作业时更为 突出，货面平整容易抓取，加之货物比重较大，作业过程中易出现超载现象。
 

　　2.2、设置原因：

　　抓斗抓取量设置不合理。唐山港现有的变斗容矿石抓斗适用的物料比重为 2.0/2.5，抓斗斗容为19.5/15.6 m3。卸船作业时，卸船机司机根据货种特 性和作业阶段对抓取量进行设置，实现满斗抓料的 同时避免抓斗超载，抓取量通过控制起升钢丝绳松绳补偿的张紧力，实现自动调整内部挖掘深度。若抓取量设置偏大，达到 110%超载时，抓斗在起升阶段会报出超载报警，达到 125%超载时，抓斗会报出 超载故障，程序禁止抓斗向卸料系统放料，司机需将抓斗返回舱内进行减载;若轻载抓取物料，货物 净重明显小于卸船机作业能力时，浪费卸船机性能，延长船舶在港停时，加大电能消耗。

　　3、基于称重技术的超载保护问题：

　　3.1、超载保护形式：

　　目前，变送器超载保护方式包括硬 件超载保护和软件超载保护 2 种方式。

　　(1)、硬件超载保护一般将传感器连接在前后 大梁起升改向滑轮的倾转装置上，传感器将输出 信号送至重量变送器，重量变送器将传感器上的 负荷电压信号转换成电流信号，#终传送到司机室显示控制仪表。该保护方式需要购置安装硬件、 定期校准零点、需要安排日常点检维护，而且存在故障报出缓慢，影响作业效率等问题。

　　(2)、软件超载保护一般分为超载报警判断和 超载故障判断 2 部分。其中：超载报警判断是在 超载高于 110%的情况下，仅作声光报警，不作设 备急停，减载至 90%后报警解除;超载故障判断是在超载高于 125%的情况下，上升过程且起升10 m 高度以下时设备急停，复位后将抓斗移回舱内减载。

　　3.2、超载保护问题：

　　wika压力变送器利用现有技术称重时计重误 差较大，且超载报警存在漏报现象，对卸船机司机操作技术和经验有较高要求，主要造成以下后果：

　　(1)、因超载报警存在误报、漏报现象，易加剧设备疲劳损伤，造成机损、船损事故。

　　(2)、超载报警和故障的判断需要在 10 m 等较高的高度完成，判断迟缓。

　　(3)、由于程序原因，称重数值可能取在力矩曲线的波峰或波谷位置，造成称重数值不准确。

　　综合上述情况，为保障设备安全运行、称重快 捷精准，须研制新的控制程序，达到降低硬件维护 成本，同时快速精准地判断超载的目的。

　　4、超载保护改进方法：

　　卸船机的动态称重，可选取变频器起升开闭 力矩曲线作为计算变量。每个作业循环内的力矩 曲线，只针对当前特定的一斗货物。因此，通过分 析曲线的波动情况找到波动规律，是分析和改进软件称重的重要方法。