码头起重机防撞雷达应用:行走方向人员预警,解决雨天强光下的误报漏报

码头起重机防撞雷达应用:行走方向人员预警,解决雨天强光下的误报漏报
港口起重机侧面安装的防撞雷达传感器

一、客户背景:码头装卸区,起重机行走通道与人员通行区重叠

某大型煤炭码头的装卸作业区,起重机沿轨道行走,单条轨道长度约1000米,日均装卸500吨。

行走通道同时也是人员通道。装卸工需要在舱口挂钩、理货员要沿线抄号、集卡司机在车道上等待装货,三类人员和起重机的行走路径重叠在同一区域。

码头是露天环境,常年受盐雾、雨水和强光照射。夏季正午阳光直射地面,冬季雨雾天能见度下降,这两个时段人员的可视距离最短。

港机大车行走机构上的防撞雷达与安全检测装置
码头轮胎吊,安装雷达传感器,用于人员其他障碍的防碰撞。

二、原方案问题:光电传感器雨天误报,机械限位撞上才起作用

改造前,人员和设备的隔离靠三道措施:红外对射、机械限位和人工瞭望。

  • 光电传感器:水汽和扬尘会散射红外光束,接收端收不到足够光强就报警;正午强光直射接收端时又会漏报。雨天一天误报十几次,司机最后把报警直接旁路掉。
  • 机械限位与缓冲器:属于事后保护。只有设备已经接触到或接近接触到障碍物时才动作,能减轻撞击,不能避免撞击。
  • 人工瞭望:操作室视角有限,行走方向存在视觉死角;夜间和雨雾天更明显。

三个问题叠加后出现连锁反应:误报次数多到报警被屏蔽,真正有人员进入时反而没有提示。

码头吊车以前使用光电传感器做防撞,经常失效
原来的光电传感器,失效已经弃用。

三、改造方案:车体前方装防撞雷达,120° 覆盖行走方向

安装方式:行走方向安装一台防撞雷达

在车体行走方向安装 1 台雷达,安装高度约0.8米,向行走方向水平安装,覆盖轨道两侧各3米的人员通行通道。人员在 20 米处被识别后先触发声光预警,进入8米范围时接入减速,进入3米范围时停机。

覆盖角度 120°*30° 覆盖行走通道
探测距离 20米 按行走速度【行走速度】m/s 与制动距离反推,留出预警余量
响应时间 ≤100ms 从识别到触发停机必须在制动距离内完成
工作温度 -40℃ ~ +85℃ 夏季阳光直射下车体表面温度高,冬季低
输出接口 2路安全继电器 接入原有控制系统的停机回路
防护等级 IP68 码头的盐雾、雨水和定期冲洗

四、实施效果:误报从每月【当前误报次数】次降到 0

2台起重机完成改造并投运2个月,运行数据如下:

  • 误报次数:由每月20次降到 0 次
  • 人员识别距离:进入 8米范围触发预警,3米范围触发停机
  • 响应时间:实测 <100ms
  • 漏报次数:投运2个月无漏报
  • 维护:每1个月清洁一次探头表面,无其他维护动作

五、适用范围:哪些码头设备适用,哪些工况雷达也做不到

适合的场合:露天或半露天码头、堆场的轨道行走式起重机(门座式起重机、门机、龙门吊、行车);人员通行区与设备行走区重叠;光电、激光、限位开关受雨雾粉尘影响频繁误报的现场。

这套方案做不到的三种情况:

  • 需要区分”进入的是人还是货物”的场合。雷达输出的是”有目标进入”,不做身份判断。
  • 需要逐个跟踪多个高速交叉目标的场合。
  • 需要毫米级精确定位的场合,雷达用于区域判断,不用于精确测位。

常见问题

Q1:下雨、起雾、扬尘的时候会不会照旧误报?

雷达受雨雾的影响远小于光电。雨滴和粉尘对 电磁波的回波强度低于人体目标,设备按目标回波强度设阈值后可以区分。本项目实测【降雨与雾天条件】下误报为 0。极端暴雨会衰减,需要做遮罩,避免雷达完全处于暴雨中。

Q2:需要改动起重机原有的控制系统吗?

需要接入停机回路,但不需要改动原有逻辑。如果起重机已有急停或安全回路,雷达的继电器输出直接接入即可;没有独立安全回路时,加装一个继电器回路。全过程不改动 PLC 原有的行走控制程序。

Q3:一台起重机要装几个,装在什么位置,谁来装?

按行走方向计,一般只需1台。安装位置在车体行走方向前方,高度一般为1米-0.8米。支架可定制,现场安装单台约1小时,可在生产间隙完成。

Q4:一套多少钱,交期多久?

价格取决于起重机的行走速度、需要覆盖的通道长度和接入方式,按现场条件报价。常规配置 2-3 天交付。把行走速度、人员经常出现的位置提供给我们,可以先给出安装方案和选型建议。

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