自动化无人空箱堆场轨道式龙门起重机节能照明系统改造

严俊+陈振宇

上港集团振东集装箱码头分公司自动化无人空箱堆场轨道式龙门起重机（以下简称轨道吊）采用远程操作模式，1位司机要操作2台高型轨道吊和3台矮型轨道吊，呈现“机多人少”的作业特点。在夜间多机配合作业结束后，司机往往不会主动关闭照明设备；在日间作业时，由于司机执行远程操作，难以察觉现场照明设备开关情况，导致司机常常忘记关闭照明设备。针对上述能耗浪费问题，上港集团振东集装箱码头分公司在比较半导体发光二级管（Light Emitting Diode，LED）灯与高压钠灯的光效、能耗和可再利用性的基础上，对3台矮型轨道吊实施节能照明系统改造。

1 LED灯与高压钠灯比较

轨道吊原采用由电弧管、灯芯、玻壳、消气剂和灯头等构成的高压钠灯作为照明设备。轨道吊节能照明系统采用LED灯，通过将电能转化为可见光实现照明。

1.1 光效比较

由表1可见，光源功率的LED灯与光源功率250 W的高压钠灯的实际利用光通量相当，即两者光照强度相当，而且前者的灯具光效与后者相比有大幅提高。

1.2 能耗比较

根据表1的计算公式，验算得光源功率的LED灯与光源功率的高压钠灯的实际利用光通量相当，均为左右。在光照强度相同的条件下，LED灯比高压钠灯节约能耗60%左右（见表2）。

1.3 可再利用性比较

LED灯内部没有松动部分，不存在灯丝发光易烧、热沉淀、光衰快等缺点[1]，其半导体芯片可回收再利用；相比之下，高压钠灯的电弧管内填充的是金属汞和金属钠，对环境污染较大。

2 轨道吊节能照明系统改造

2.1 控制功能实现

将本节能照明系统应用于自动化无人空箱堆场的矮型轨道吊上。轨道吊的小车顶部装有半导体光敏元件，能够通过光照强度判断日间模式和夜间模式。系统原理如图1所示。

在日间模式下，节能照明系统关闭。此时即使司机按下灯光启动按钮，可编程逻辑控制器也不响应。当系统从夜间模式切换到日间模式时，LED灯自动关闭，从而避免因司机忘记关闭照明设备而造成能耗浪费。

在夜间模式下，节能照明系统启动。此时若司机按下灯光启动按钮，LED灯常亮；若司机按下灯光熄灭按钮，LED灯常暗。在此模式下，当轨道吊接到任务指令或司机手动操作轨道吊的起升机构、大车机构或小车机构时，节能照明系统自动启动，司机可通过摄像头远程查看现场工况和作业状况；若轨道吊各动作机构在内无动作，则系统自动切断照明电路，进入休眠模式。

2.2 LED灯选型及布线

LED灯在轨道吊上的布局如图2所示。原照明系统使用高压钠灯，其中：槛梁灯额定功率为，大梁灯和小车灯的额定功率均为。根据照明质量不变的原则，节能照明系统中槛梁位置LED灯的额定功率为，其他位置LED灯的额定功率为。

如图3所示，轨道吊节能照明系统通过三相四线制、工频线电压的母线供电，分为大梁、小车和槛梁3条支路，由漏电保护开关提供过载和短路保护，通过可编程逻辑控制器输出信号来触发支路导通，控制灯光亮暗。以大梁灯为例，R6603、S6603和T6603为三相线，每相与06603之间的电压为相电压，分别为2盏LED灯供电。

3 轨道吊节能照明系统节能效果

轨道吊节能照明系统设计安装完成后，使用缩微照度计对夜间作业现场的光照强度进行测量。结果显示，LED灯节能照明系统的光照强度与原高压钠灯照明系统的光照强度相当，达到设计要求。按每台轨道吊每天夜间工作计，轨道吊节能照明系统每年节电8 935.2 kW h，节能效果十分显著。此外，节能照明系统在轨道吊各机构无动作后自动切断照明电路，从而进一步降低能耗。

参考文献：

[1] 曹慧. LED照明技术在试验厂房中的应用[J].电气制造，2014（1）：62-64.

（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-28）

上港集团振东集装箱码头分公司自动化无人空箱堆场轨道式龙门起重机（以下简称轨道吊）采用远程操作模式，1位司机要操作2台高型轨道吊和3台矮型轨道吊，呈现“机多人少”的作业特点。在夜间多机配合作业结束后，司机往往不会主动关闭照明设备；在日间作业时，由于司机执行远程操作，难以察觉现场照明设备开关情况，导致司机常常忘记关闭照明设备。针对上述能耗浪费问题，上港集团振东集装箱码头分公司在比较半导体发光二级管（Light Emitting Diode，LED）灯与高压钠灯的光效、能耗和可再利用性的基础上，对3台矮型轨道吊实施节能照明系统改造。

1 LED灯与高压钠灯比较

轨道吊原采用由电弧管、灯芯、玻壳、消气剂和灯头等构成的高压钠灯作为照明设备。轨道吊节能照明系统采用LED灯，通过将电能转化为可见光实现照明。

1.1 光效比较

由表1可见，光源功率的LED灯与光源功率250 W的高压钠灯的实际利用光通量相当，即两者光照强度相当，而且前者的灯具光效与后者相比有大幅提高。

1.2 能耗比较

根据表1的计算公式，验算得光源功率的LED灯与光源功率的高压钠灯的实际利用光通量相当，均为左右。在光照强度相同的条件下，LED灯比高压钠灯节约能耗60%左右（见表2）。

1.3 可再利用性比较

LED灯内部没有松动部分，不存在灯丝发光易烧、热沉淀、光衰快等缺点[1]，其半导体芯片可回收再利用；相比之下，高压钠灯的电弧管内填充的是金属汞和金属钠，对环境污染较大。

2 轨道吊节能照明系统改造

2.1 控制功能实现

将本节能照明系统应用于自动化无人空箱堆场的矮型轨道吊上。轨道吊的小车顶部装有半导体光敏元件，能够通过光照强度判断日间模式和夜间模式。系统原理如图1所示。

在日间模式下，节能照明系统关闭。此时即使司机按下灯光启动按钮，可编程逻辑控制器也不响应。当系统从夜间模式切换到日间模式时，LED灯自动关闭，从而避免因司机忘记关闭照明设备而造成能耗浪费。

在夜间模式下，节能照明系统启动。此时若司机按下灯光启动按钮，LED灯常亮；若司机按下灯光熄灭按钮，LED灯常暗。在此模式下，当轨道吊接到任务指令或司机手动操作轨道吊的起升机构、大车机构或小车机构时，节能照明系统自动启动，司机可通过摄像头远程查看现场工况和作业状况；若轨道吊各动作机构在内无动作，则系统自动切断照明电路，进入休眠模式。

2.2 LED灯选型及布线

LED灯在轨道吊上的布局如图2所示。原照明系统使用高压钠灯，其中：槛梁灯额定功率为，大梁灯和小车灯的额定功率均为。根据照明质量不变的原则，节能照明系统中槛梁位置LED灯的额定功率为，其他位置LED灯的额定功率为。

如图3所示，轨道吊节能照明系统通过三相四线制、工频线电压的母线供电，分为大梁、小车和槛梁3条支路，由漏电保护开关提供过载和短路保护，通过可编程逻辑控制器输出信号来触发支路导通，控制灯光亮暗。以大梁灯为例，R6603、S6603和T6603为三相线，每相与06603之间的电压为相电压，分别为2盏LED灯供电。

3 轨道吊节能照明系统节能效果

轨道吊节能照明系统设计安装完成后，使用缩微照度计对夜间作业现场的光照强度进行测量。结果显示，LED灯节能照明系统的光照强度与原高压钠灯照明系统的光照强度相当，达到设计要求。按每台轨道吊每天夜间工作计，轨道吊节能照明系统每年节电8 935.2 kW h，节能效果十分显著。此外，节能照明系统在轨道吊各机构无动作后自动切断照明电路，从而进一步降低能耗。

参考文献：

[1] 曹慧. LED照明技术在试验厂房中的应用[J].电气制造，2014（1）：62-64.

（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-28）

上港集团振东集装箱码头分公司自动化无人空箱堆场轨道式龙门起重机（以下简称轨道吊）采用远程操作模式，1位司机要操作2台高型轨道吊和3台矮型轨道吊，呈现“机多人少”的作业特点。在夜间多机配合作业结束后，司机往往不会主动关闭照明设备；在日间作业时，由于司机执行远程操作，难以察觉现场照明设备开关情况，导致司机常常忘记关闭照明设备。针对上述能耗浪费问题，上港集团振东集装箱码头分公司在比较半导体发光二级管（Light Emitting Diode，LED）灯与高压钠灯的光效、能耗和可再利用性的基础上，对3台矮型轨道吊实施节能照明系统改造。

1 LED灯与高压钠灯比较

轨道吊原采用由电弧管、灯芯、玻壳、消气剂和灯头等构成的高压钠灯作为照明设备。轨道吊节能照明系统采用LED灯，通过将电能转化为可见光实现照明。

1.1 光效比较

由表1可见，光源功率的LED灯与光源功率250 W的高压钠灯的实际利用光通量相当，即两者光照强度相当，而且前者的灯具光效与后者相比有大幅提高。

1.2 能耗比较

根据表1的计算公式，验算得光源功率的LED灯与光源功率的高压钠灯的实际利用光通量相当，均为左右。在光照强度相同的条件下，LED灯比高压钠灯节约能耗60%左右（见表2）。

1.3 可再利用性比较

LED灯内部没有松动部分，不存在灯丝发光易烧、热沉淀、光衰快等缺点[1]，其半导体芯片可回收再利用；相比之下，高压钠灯的电弧管内填充的是金属汞和金属钠，对环境污染较大。

2 轨道吊节能照明系统改造

2.1 控制功能实现

将本节能照明系统应用于自动化无人空箱堆场的矮型轨道吊上。轨道吊的小车顶部装有半导体光敏元件，能够通过光照强度判断日间模式和夜间模式。系统原理如图1所示。

在日间模式下，节能照明系统关闭。此时即使司机按下灯光启动按钮，可编程逻辑控制器也不响应。当系统从夜间模式切换到日间模式时，LED灯自动关闭，从而避免因司机忘记关闭照明设备而造成能耗浪费。

在夜间模式下，节能照明系统启动。此时若司机按下灯光启动按钮，LED灯常亮；若司机按下灯光熄灭按钮，LED灯常暗。在此模式下，当轨道吊接到任务指令或司机手动操作轨道吊的起升机构、大车机构或小车机构时，节能照明系统自动启动，司机可通过摄像头远程查看现场工况和作业状况；若轨道吊各动作机构在内无动作，则系统自动切断照明电路，进入休眠模式。

2.2 LED灯选型及布线

LED灯在轨道吊上的布局如图2所示。原照明系统使用高压钠灯，其中：槛梁灯额定功率为，大梁灯和小车灯的额定功率均为。根据照明质量不变的原则，节能照明系统中槛梁位置LED灯的额定功率为，其他位置LED灯的额定功率为。

如图3所示，轨道吊节能照明系统通过三相四线制、工频线电压的母线供电，分为大梁、小车和槛梁3条支路，由漏电保护开关提供过载和短路保护，通过可编程逻辑控制器输出信号来触发支路导通，控制灯光亮暗。以大梁灯为例，R6603、S6603和T6603为三相线，每相与06603之间的电压为相电压，分别为2盏LED灯供电。

3 轨道吊节能照明系统节能效果

轨道吊节能照明系统设计安装完成后，使用缩微照度计对夜间作业现场的光照强度进行测量。结果显示，LED灯节能照明系统的光照强度与原高压钠灯照明系统的光照强度相当，达到设计要求。按每台轨道吊每天夜间工作计，轨道吊节能照明系统每年节电8 935.2 kW h，节能效果十分显著。此外，节能照明系统在轨道吊各机构无动作后自动切断照明电路，从而进一步降低能耗。

参考文献：

[1] 曹慧. LED照明技术在试验厂房中的应用[J].电气制造，2014（1）：62-64.

（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-28）