发动机变速控制改造在轮胎吊上的应用

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面对国际能源 日趋紧张，世界油价不断升高 ，各港口码头的燃油成本逐年攀升的现实问题，码头技术人员需要利用科技创新手段，采用系统集成的方式来实现-种可行的 RTG 节能的方案，来响应国家节能减排的号召，并同时为了企业自身发展的需要，降低码头的 油成本，提高能源利用率 ，减轻环境污染。

二、发动机变速的理论依据现在我们看-张关于柴油发动机燃油消耗以及与速度和负载的量比关系曲线图。

Consumption VS Speed and Load1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800EnEine Speed㈤ 图1 油耗与速度、负载量比曲线图从这个图示中，我们可以看到负载、转速和油耗三个参数之间的相互关系，不难发现：1.不同负载对应 降低的发 动机转速是-定的当负载-定时，油耗随着发动机转速的降低而成线性比例下降。由此我们可以如此设想，当轮胎吊在作业时，在相同的负载情况下，适当的降低发动机转速，则可以达到节约燃油消耗的目的。同时，我们也可以看到，不同负载对应降低的发动机转速是-定的，也就是说，在负载-定时，转速越低 ，节能效果越明显，但是转速不是无限制的降低 ，转速的降低限制是根据负载的功 率来限定的。不同的柴油发动机在不同的负载和不同的转速对应的燃油消耗也是不同的，但是三者的逻辑关系却是相同的。

2 节能的可能性从以上的分析中，我们得出的是-个理论上的大概节能可能性。但要实现这个可能性，在发动机调速方面还要解决这样三个问题。

(2)转速到底调到最低极限既能满足工况的需要，也最大程度降低油耗。

以上，目前通过-定的技术手段都能很容易地实现，这样也就为发动机变速控制提供了理论依据。

三、电控系统需要解决的两个问题解决了发动机如何变速、变多少以及转速如何逻辑控制的三个主要问题，我们的设备在变速的情况下还是不能工作的。

因为我们电控系统还有两个核心技术需要解决，那就是我们逆变器需要-个恒定的650V直流 电并且我们辅助回路需要-个频率及电压稳定的380V交流电♀决了这两个问题，就使我们整个变速节能方案从理论变为现实可行。

四、轮胎吊发动机变速节能方案的简单介绍及改造施工过程中遇到的问题和解决办法方案的基本原理为当轮胎吊在作业过程中，PLC通过对工况和负载的分析，来实时地控制发动机的转速，在满足负载功率要求的前提下，使发动机工作在旧能低的转速状态，做到小负载 低转速，大负载高转速，做到负载转速快速响应，在保证生产效率的前提下从而达到我们节省燃油的目的。设备的改造可以 分为这样几个部分，首先是根据原来电气房的布局，在电气房-侧或者上部增加-个小型电气房，用来安装整流柜TMdrive-P10和变压变频电源的辅助柜，我们在主回路中采用TMEIC GE 的TMdrive-P10 CoNv ER来代替原来富士变频器 的C0NvERⅡ .TMD GE-TP10采用大功率 IGBT 以及GE领先的DcBus技术，允许输入的交流电源在电压和频率上有 50%的波动，而输出到直流母排上的直流电压恒定不变 ，这个技术完全解决了我们由于发动机变速而引起的逆变器输入端直流母线排上的电压变化。

为了保证整流柜的正常使用以及提高发电 机电源质量，在整流柜的前面加装电抗器。拆除原来发电机输出到 FUJI整流单元的接线，用双95平方三相电缆重新连接发电机输出到电抗器 ，再由电抗器输出到 TMdrive-P10。辅助回路拆除 原来发电机输出到辅助变压器的动力电缆，由三根35平方电缆连接发电机输出到变压变频辅助柜，再由辅助柜连接到原来的辅助变压器。见下图2。 (下转第98页)收稿 日期：2O13-06-14作者简介：潘元兵 (1970-)，男，镇江港务集团有限公司集装箱分公司总经理。

毛柳挪l毫l暑 垂暑 Ⅲ亳暑- l鼍 -g p膏nlⅡo3中 国 水 运 第 13卷(3)高度传感器经历了从定制光电码盘到旋转编码器的演变，传动装置则为链轮链条传动机构，简单可靠。

(4)能在低水头船闸正常使用的诸如码盘式、管式等水位及水位差计在工作水头达 27m 得船闸都不适用。

4.控制工艺流程随着计算机控制技术应用的不断深入，船闸控制工艺流程也随之由简入繁，涵盖的各种精细化 自动控制需求越发广泛，同时船闸运行在线监测及故障监控等功能更加丰富和完善。

表 2 船闸运行控制工艺流程优化与完善-览表序号 主要 内容 特点及应用简述增加 动水关阀”程序步。

5 增加了故障分级报警与管理功能6 增加 了干油泵自动运行工艺7 增加了I业电视的控制功能8 增加 了 间歇开阀”运行工艺。

增加了人字门推拉杆压缩量激光检测功能11 增加 了闸门门缝对中检测传感装置。

- 号船闸真正实现 了船闸程序运行。摆脱了人I观察水位，手动单机操作高强度、高风险的运行方式。

提高了启闭机运行的安全性实现 了故障的分级报警和保护功能，提高了故障处理的准确性和灵活性。n实现 了闸阀门门体 自动随机注油润滑功能，大大改善 了润滑效果。

改善 了闸阀门开关终信号的继电特性，提高了人工调整人字门关终对位的工作效率。

实现 了人字门反向水头及机械过载过程量的检 测与 保护 功能 。

(上接第95页)彗监臣[ 区 ]二：>[ 区7--7匡[ E图2 发动机机组流程图其次，在原来富士PLCJKR底板上增加-块16点继电器输出拈，做好相应的地址配置，在拈下方增加五个中间继 电器及相应电位器用来调节发动机速度控制器，并做好相应接线。

发电机方面，为了减少由于发动机转速变化而引起的冲击，在发电机端部增加安装接地环。同时为了更好的配合发动机转速的变化并改善 电源质量 ，更换发电机 电压调节器 AVR，由MX32 l型改为342型。在调试大车转向动作时，发现由于两个转向泵启动电流过大，引起辅助柜故障，需要为两台22KW转向泵电机加装软启动器，并串行启动，减少由于启动电流过大产生对辅助柜的冲击。

五、总结与展望1.技术进步成果及 经验 总结三十年来，通过技术攻关与技术改造，研制开发新的装置，解决了遗留下来的重大船闸工程问题，完成了电气控制技术由分立式向集成式的转变和换代。改造后的电气控制系统远不是原有系统的简单换代，其技术性能，控制与检测功能都大为扩展、延伸和提高，其可靠性、安全性和可维修性都是原有系统不能比拟的。

船闸技术改造，以消除缺陷、提高性能为基本出发点，以使用效益为追求 目标，比较好地注意了技术先进性和实用性、可维修性的联系与结合；技术改造实行滚动计划，分步实施，小规模，不问断，同类多台套改造，先实验后推广 ，确保成功率；实施技术攻关与技术改造，立足 自我、充分发挥 自身优势，同时，实行多种形式的内外合作，使船闸管理的经验优势与先进的社会技术有机地结合起来，在改造设备的同时，促进管理人员技术素质和技术水平的提高。

2.未来展望船闸自动化技术进步有着显著的时代特征，它即被工业控制技术的发展所推动，又被现实的技术水平所限制。随着三闸-控”工程的顺利实施，葛洲坝船闸自动化控制技术也将达到-个前所未有的高度，未来的-个时期 ，仅靠对船闸控制工艺进行优化和完善来提高船闸通航效能的效果将越来越有限，需要在船闸管理功能等方面寻求新的突破。未来需要深入研究信息化技术在船闸通航管理中的应用，依托先进的计算机检测等综合性技术应用，在船闸自动巡检、船闸设备诊断维修、船闸设备计算机辅助管理等方面开展深入研究和反复实践，寻找从整体上改善船闸设备设施运转性能和提高通航效率有效方法和途径。

五、改造后的使用情况及节能效果对8台3456卡特发动机进行了初步的降速改造，从1，800转降低到1，500转，司机连续作业时，无任何延迟感觉，在做第 -个箱子时，大概有三秒左右的延时时间。该系统的优点在于整个待机和全速的运行过程中，无需人为的干预和操作，完全是程序根据现场作业的实际情况自动控制，达到旧能的节约目的。避免了中控和司机对于待机和工作状态的逻辑判断，在节约的同时，提高了设备的反应速度。

现将设备的运行时间及加油情况统计如下并与1，800转及降速的1，500转进行每小时耗油比较。经相比，每小时可节约5.52L柴油，节约比例为29.22%。该设备在未进行降速改造前的月平均燃油消耗在8，779L，-年消耗燃油超过十万升。按改造后节约比例计算，每年可以为企业节约相当可观的燃油费用。

综合上述数据我们可以知道，在作业繁忙的集装箱码头，我们通过技术创新手段可以在-定程度上降低码头的燃油成本，提高能源的利用率，并可以减轻集装箱装卸设备对大气及环境的污染，对企业、社会以及我们的自然环境都做了-定的贡献。