当前我国各主要港口相继对以柴油机为动力的轮胎式集装箱门式起重机进行了滑触线供电改造使该类起重机可以使用市电作为主要供电电源，取得了很好的节能减排效果。改造后的轮胎式集装箱门式起重机 （以下简称 ＥＲＴＧ）由于侧面滑触线和钢结构的存在，当大车行走时，如果偏离了正常轨
迹，可能会对滑触线及其小车、堆场设备以及地面设施造成损坏，严重时影响生产。 因此ＥＲＴＧ大车行走的防撞纠偏保护非常重要，虽然有一些措施可以实现此类保护但效果并不理想。 我们基于防撞和纠偏理念，针对 ＥＲＴＧ研发出了带显示、语音功能的 “一体化大车防撞纠偏智能保护装置 ” （见图 1），为 ＥＲＴＧ大车安全运行提供了一个性能优异、稳定可靠、安装简单的解决方案。
该装置可以独立于原电气控制系统安装，使其特别适用于现有 ＥＲＴＧ。由于大多数 ＥＲＴＧ受原有电气控制系统的 ＰＬＣ槽位、备用点不足的制约，不可能将模拟量信号直接接入原 ＰＬＣ加之不同 ＥＲＴＧＰＬＣ在品牌、模块配置、控制程序上各不相同，针对不同 ＥＲＴＧ不同 ＰＬＣ增加配置和程序都需要额外进行设计和调试使成本上升，现场调试周期加长。独立安装装置可以解决这些问题，从而使现场安装调试简易、灵活；日常维护也更加方便。该装置已经申请了国家**。
1 结构实现
该装置通过检测 ＥＲＴＧ大车行走时大车外侧面与滑触线之间的距离，判断大车行走状态。该装置可以根据计算结果，给出大车具有走偏趋势或已经走偏两种状态，即分别是预警状态和报警状态。该装置将滑触线钢结构上的金属反射板作为检测目标，带模拟量输出的激光测距传感器安装在 ＥＲＴＧ门腿平衡梁两端，高度与反射板保持一致。分别在电气房和司机室安装一体化控制器，其中电气房一体化控制器作为数据采集控制器司机室一体化控制器作为显示控制器。
1．1 数据采集控制器
数据采集控制器采用目前工控行业*新 ＯＣＳ控制产品－－－美国 ＨＯＲＮＥＲ公司的一体化控制器ＸＬＥ102。此新型控制器的特点是将逻辑控制、人机界面、内置 Ｉ／Ｏ与网络集成于一体内置 ＣｓＣＡＮ现场总线网络和 2个串口 （ＲＳ232、485均可 ）并有可选的以太网接口或 ＭＯＤＥＭ口，人机界面程序和ＰＬＣ控制程序使用同一套免费编程软件 Ｃｓｃａｐｅ编程无需太多培训即可轻松掌握。该控制器集成3．5英寸单色触摸式显示屏，带有多个按键，内置 10路开关量输入、2路高速计数器、6路继电器输出和 4路模拟量输入。该控制器安装在电气房内，实时采集如下数据：
（1）大车外侧面与滑触线之间的距离。信号来自激光测距仪，大车两侧每一端各安装 1个共计 4个为 4～20ｍＡ电流型信号。
（2）开关量信号包括柴油机供电、滑触线供电、整机运行、起升运行、小车运行、大车运行开闭锁等状态信号。
（3）电量显示仪表数据。ＥＲＴＧ若装有带通讯功能的电力参数测量仪该控制器可以通过专用通讯口读取电量显示仪表的相关数据并存储在显示控制的存储卡内通过对这些数据的统计、分析可以准确得到 ＥＲＴＧ在给定的时间段内的作业耗电量。
该控制器内写有专用纠偏处理程序使控制器通过分析、处理接入的信号检测大车是否走偏或是否有走偏趋势根据计算结果再以开关量或通讯方式输出给电气房主控 ＰＬＣ通过电气房主控 ＰＬＣ间接控制大车两侧驱动器输出实现纠偏。报警数据和画面数据则以通讯方式输出给司机室控制器。
1．2 显示控制器
为方便龙门吊司机了解大车行走的数据状态在司机室另外增加了显示控制器。该控制器采用美国 ＨＯＲＮＥＲ公司的 ＸＬ6控制器与数据采集控制器类似内置 10路开关量输入、2路高速计数器、6路继电器输出和 4路模拟量输入。
显示控制器内写有大车行走状态监测画面和报警画面同时带有语音报警输出当大车走偏或当大车有走偏趋势时除进行画面报警外还可以给出语音提示提示司机进行相应的纠偏操作。
显示控制器和数据采集控制器之间通过 ＣＡＮ总线或 ＲＳ485连接。对于干扰较小的 ＥＲＴＧ可以直接使用任意 3根备用线实现通讯，而不需要通过拖令进行复杂的布线工作。
2 功能实现
2．1 画面和报警
为便于司机和维修人员查看大车参数和状态我们设计了大车状态实时显示画面和报警画面，所有的画面全部安装在显示控制器内。大车状态实时显示画面以俯视形式，显示大车外侧离开滑触线反射板的距离。根据现场实际情况，分别设定预警和报警两种状态。当大车有走偏趋势，或大车已经走偏到某一预警距离时，即为预警状态，画面中对应区域会出现黄色闪烁条予以提示，同时语音报警提示走偏预警；当大车已经走偏时即为报警状态，画面中对应区域会出现红色闪烁条予以提示，同时语音报警提示走偏报警。
2．2 参数可调
为适应不同的 ＥＲＴＧ和不同的堆场滑触线该装置的参数可以手动调整。如大车走偏预警距离近端、大车走偏预警距离远端、大车走偏报警距离近端、大车走偏报警距离远端、语音报警时间间隔以及用户密码等。用户可以针对不同 ＥＲＴＧ的情况随时调整使现场调试工作量大为减少提高了对不同
ＥＲＴＧ不同堆场的广泛适应性。
2．3 报警历史
当出现预警或报警时，实时故障显示画面可以显示预警或报警内容，与此同时所有预警或报警信息会写入报警历史，供以后查阅。报警历史可以记录报警日期、报警时间、报警内容、报警时各传感器的当前数据、各状态点的状态非常便于将来的事故跟踪。
根据需要，在非预警或非报警状态下，同样可以一定的频率记录大车行走的状态数据，如各传感器数据、各状态点的值，以及记录数据时的日期、时间等信息。这些数据全部记录在显示控制器或数据采集控制器的存储卡内。
2．4 电量分析
作为扩展使用，电气房控制器具有备用通讯口，支持 Ｍｏｄｂｕｓ协议可以与具有 Ｍｏｄｂｕｓ接口的电量显示仪表实时通讯，读取相关电力参数，如电压、电流、有功功率、无功功率、电能等，并作为历史存储在控制器存储卡中。
这些数据连同历史状态数据一起在控制器存储卡中以标准的文本格式存储用户可以使用电子表格软件如 Ｅｘｃｅｌ对它们进行分析。这些数据对司
机驾驶水平评测，ＥＥＲＴＧ维护保养等工作都有一定的参考价值。
2．5 接入 ＣＣＭＳ
作为扩展功能对于已经具备 ＣＣＭＳ的 ＥＲＴＧ报警画面和历史数据可以融入 ＣＣＭＳ系统。具备了该扩展功能的 ＣＣＭＳ可以获取并分析大车轨迹历史获取控制器历史数据并分析 ＥＲＴＧ分别在油电状态下的电压、电流、有功功率、无功功率、电能等历史数据。
3 结语
该装置根据 ＥＲＴＧ实际需要，采用一体化控制器，实现了大车行走的智能纠偏并带有显示、报警、语音、数据历史等功能，可以独立安装、调试。将纠偏控制逻辑分离，减少了电气房 ＰＬＣ负担，可以实现复杂的计算。对电气房 ＰＬＣ程序改动少，增加的小型控制器体积小，便于安装。该方案的总成本较低。对于实现了油改电改造的 ＥＲＴＧ该小型 ＰＬＣ有专门通讯口可以直接读取电量显示仪表的电压、电流、功率、电能、功率因素等数据。并作历史数据处理，存储在控制器附带的存储卡中，方便工程师读取分析。
目前，该装置已成功应用在厦门港 “油改电 ”ＥＲＴＧ上。
