GIẢI PHÁP CẢM BIẾN IFM CHO SPREADER TRONG TỰ ĐỘNG HÓA CẢNG BIỂN

GIẢI PHÁP CẢM BIẾN IFM CHO SPREADER TRONG TỰ ĐỘNG HÓA CẢNG BIỂN (IFM SENSOR SOLUTIONS FOR SPREADERS IN PORT AUTOMATION)

Trong tự động hóa cảng biển (port automation), spreader là thiết bị quan trọng để kẹp, nâng và định vị container trong quá trình bốc dỡ. Tuy nhiên, spreader thường đối mặt với nhiều thách thức như:

• Duy trì độ chính xác khi định vị (precise positioning)
• Ngăn ngừa hư hại trong các cú hạ tốc độ cao (preventing damage during high-speed landings)
• Đảm bảo cơ cấu khóa (locking mechanisms) luôn an toàn
• Kiểm soát rung lắc và dao động (managing sway and vibration)

Cảm biến IFM (IFM sensors) – bao gồm cảm biến tiệm cận từ (inductive sensors), cảm biến siêu âm (ultrasonic sensors), cảm biến laser, cảm biến áp suất (pressure sensors) và cảm biến góc nghiêng (inclination sensors) – cung cấp dữ liệu thời gian thực, giúp tự động hóa quá trình giám sát. Những giải pháp này giúp cải thiện an toàn, nâng cao độ tin cậy, giảm thời gian dừng máy và tối ưu hiệu suất vận hành spreader.

1. Đảm bảo vị trí chính xác của flipper bằng cảm biến từ IFM (Ensuring precise flipper positioning with IFM inductive sensors)

Ngăn ngừa sai lệch flipper gây gián đoạn (Preventing disruptions and delays from flipper misalignment)

Flipper đóng vai trò then chốt trong việc căn chỉnh và hạ spreader đúng vị trí trên container. Nếu flipper bị lệch, quá trình bốc dỡ có thể bị gián đoạn, gây trễ tiến độ, giảm hiệu suất và có nguy cơ làm hư hại thiết bị. Vì vậy, flipper cần phải quay về đúng vị trí 180° trong 5 giây để đảm bảo hoạt động trơn tru.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến tiệm cận IIS260 IFM (IFM IIS260 inductive sensor): Thiết kế bền chắc, cấp bảo vệ cao, tầm phát hiện lớn, hoạt động chính xác ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
• Cảm biến analog IM514x IFM (IFM IM514x inductive analogue sensors with IO-Link): Đo không tiếp xúc với khoảng cách lên tới 26 mm, có hiển thị LED giúp giám sát phạm vi hoạt động theo thời gian thực.

2. Duy trì an toàn với kiểm soát khóa twist-lock (Maintaining safety and efficiency with twist-lock control)

Giảm thiểu rủi ro từ cơ cấu khóa không chắc chắn (Minimizing risks from unsecured locking)

Cơ cấu twist-lock trên spreader giữ vai trò quan trọng để cố định container khi nâng hạ. Nếu khóa không được giám sát chính xác, có thể dẫn đến tai nạn, hư hại container hoặc gián đoạn nghiêm trọng trong vận hành.

👉 Giải pháp:

IFM cung cấp bộ cảm biến chuyên dụng:

• Cảm biến IIS260 IFM
• Cảm biến II59 series IFM
• Cảm biến từ tính MGS204 IFM (magnetic sensor)

Các cảm biến này được bố trí tại 4 góc của spreader:

• 2 cảm biến theo dõi góc quay 90° của twist-lock, đảm bảo khóa/mở chính xác.
• 1 cảm biến giám sát chốt hạ (landing pin), xác nhận spreader đã thẳng hàng với container trước khi nâng.

Nhờ đó, người vận hành có thể chắc chắn rằng container được khóa chặt ở cả 4 góc, giảm thiểu rủi ro và tăng độ tin cậy vận hành.

✅ Với giải pháp cảm biến IFM cho spreader, cảng biển không chỉ tối ưu hóa hiệu quả bốc dỡ container mà còn nâng cao mức độ an toàn, giảm downtime và chi phí bảo trì dài hạn.

3. Đảm bảo hạ cánh êm ái và an toàn với giám sát chiều cao (Achieving safe and smooth container handling with height monitoring)

Ngăn ngừa hư hại và rủi ro từ cú hạ tốc độ cao (Preventing damage, noise and safety risks from high-speed landings)

Khi spreader tiếp cận container, các cú hạ tốc độ cao có thể gây va đập lên tới 600g, dẫn đến hư hỏng container, hàng hóa và gây tiếng ồn lớn ảnh hưởng đến môi trường xung quanh cũng như người vận hành. Đây là yếu tố rủi ro trong cả vận hành thủ công và điều khiển từ xa.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến laser O1D series IFM (IFM O1D laser distance sensors): Đo khoảng cách chính xác, cung cấp dữ liệu thời gian thực để người vận hành điều chỉnh tốc độ hạ.
• Cảm biến siêu âm UGT series IFM (IFM UGT ultrasonic sensors): Hoạt động ổn định trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
• Cảm biến siêu âm UIT series IFM (IFM UIT ultrasonic sensors): Tích hợp phạm vi đo mở rộng tới 5 m, 6 m và 8 m, phù hợp cho yêu cầu giám sát tầm xa.

4. Đảm bảo an toàn với giám sát khe hở container (Achieving safe container handling with gap monitoring)

Ngăn ngừa rủi ro từ khe hở giữa hai container 20″ (Preventing safety risks and damage caused by unmonitored gaps)

Trong điều kiện thời tiết xấu hoặc ban đêm, người vận hành có thể nhầm lẫn hai container 20″ thành một container 40″ do khe hở không được giám sát. Nếu spreader điều chỉnh sai kích thước, việc nâng có thể khiến container sụp đổ giữa, gây rủi ro lớn cho nhân sự, thiết bị và xe vận tải.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến quang O5D159 IFM (IFM O5D159 photoelectric sensor):
  • Phát hiện chính xác sự hiện diện của container và khe hở với tầm đo tới 2 m.
  • Công nghệ độc quyền PMD của IFM (IFM pmd technology) giúp cảm biến hoạt động ổn định bất kể màu sắc hay bề mặt container (kể cả gỉ sét), vượt trội hơn so với cảm biến quang thông thường.

5. Tối ưu độ tin cậy hệ thống thủy lực với giám sát áp suất (Optimising hydraulic system reliability with pressure monitoring)

Giảm thiểu sự cố từ biến động áp suất piston pump (Minimising failures or inefficiencies in the piston pump due to pressure fluctuations)

Bộ nguồn thủy lực (hydraulic power unit) của spreader, đặc biệt là piston pump, cần vận hành ổn định để đảm bảo hệ thống thủy lực trơn tru. Biến động áp suất có thể dẫn đến sự cố, trì hoãn hoặc hư hỏng nghiêm trọng.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến áp suất PT55 IFM (IFM PT55 pressure sensor):
  • Theo dõi liên tục áp suất của bơm.
  • Phát hiện kịp thời áp suất cao/thấp bất thường.
  • Cung cấp dữ liệu thời gian thực để duy trì hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống thủy lực, đảm bảo xy-lanh trong cơ cấu twist-lock vận hành mượt mà, không gián đoạn.

✅ Với giải pháp cảm biến IFM cho spreader: từ giám sát hạ cánh, phát hiện khe hở container đến kiểm soát áp suất thủy lực – các cảng biển sẽ đạt được hiệu quả vận hành cao hơn, giảm thiểu rủi ro và nâng tầm độ tin cậy trong quá trình bốc dỡ container.

6. Nâng cao độ chính xác hệ thống telescopic bằng encoder (Enhancing telescopic system positioning with encoders)

Ngăn ngừa trễ và sai lệch từ phát hiện vị trí kém (Avoiding delays and inaccuracies caused by poor position detection)

Trong spreader thủy lực (hydraulic spreader), hệ thống telescopic hoạt động nhờ hộp số và mô-tơ thủy lực, cho phép điều chỉnh kích thước linh hoạt theo nhu cầu. Tuy nhiên, việc giám sát chính xác vị trí của hệ telescopic là điều kiện tiên quyết để đảm bảo điều chỉnh nhanh và chính xác.

👉 Giải pháp:

• Encoder dây kéo RMS005 IFM (IFM RMS005 draw wire encoder): Giám sát chính xác vị trí hệ telescopic.
• Hỗ trợ giao diện CAN, thiết kế phù hợp ứng dụng di động, dễ dàng tích hợp vào hệ thống spreader.
• Tùy chọn encoder an toàn (safety encoders) cho độ tin cậy vượt trội.

7. Căn chỉnh chính xác khi xếp chồng container (Aligning containers accurately during stacking operations)

Ngăn ngừa downtime và rủi ro từ xếp chồng sai lệch (Preventing downtime and safety risks caused by misaligned stacking)

Khi xếp chồng container, độ chính xác quyết định sự ổn định. Nếu sai lệch, không chỉ làm gián đoạn mà còn gây ra sự cố mất an toàn.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến laser O1D105 IFM (IFM O1D105 laser distance sensor):
  • Ứng dụng công nghệ PMD – Photonic Mixer Device.
  • Đo chính xác dựa trên nguyên lý Time-of-Flight (TOF).
  • Chống nhiễu ánh sáng môi trường lên tới 100 klx, đảm bảo hoạt động ngoài trời.
  • Tầm phát hiện đến 10 m, duy trì khả năng căn chỉnh chính xác ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.

8. Nâng cao an toàn nhân sự quanh spreader (Improving personnel safety around container spreaders)

Ngăn ngừa tai nạn bằng hệ thống an toàn chủ động (Preventing accidents with proactive automated safety systems)

Khu vực cảng biển tiềm ẩn nhiều nguy hiểm, đặc biệt với nhân sự làm việc gần thiết bị đang hoạt động. Đảm bảo không có công nhân ở bên dưới hoặc gần spreader trong lúc vận hành là yếu tố sống còn để phòng tránh tai nạn.

👉 Giải pháp:

• Hệ thống an toàn tích hợp thẻ ID gắn trên mũ bảo hộ (ID tags in safety helmets).
• Kết hợp với ăng-ten gắn trên spreader, hệ thống sẽ nhận diện vị trí nhân sự.
• Nếu phát hiện công nhân bên dưới hoặc ở gần khu vực nguy hiểm, spreader sẽ tự động dừng vận hành, bảo vệ an toàn tuyệt đối.

✅ Với giải pháp cảm biến IFM cho spreader – từ encoder định vị, cảm biến laser căn chỉnh container cho đến hệ thống an toàn chủ động cho nhân sự – các cảng biển có thể tối ưu hiệu suất, giảm downtime và đạt chuẩn an toàn quốc tế.

9. Bảo vệ kết cấu spreader bằng giám sát rung chấn (Protecting spreader integrity with shock monitoring)

Giảm chi phí bảo trì nhờ kiểm soát rung lắc (Reducing maintenance costs with shock monitoring)

Việc vận hành spreader thô bạo có thể gây hư hỏng kết cấu và container, dẫn đến chi phí bảo trì cao và gián đoạn hoạt động.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến rung và chấn động IFM (IFM shock and vibration sensors) được lắp tại vị trí bảo vệ, giữa tủ điều khiển chính (main control cabinet) và I/O gear plate.
• Cảm biến giám sát rung động, đưa ra tín hiệu cảnh báo và lỗi, giúp người vận hành điều chỉnh thao tác để giảm va đập.
• Dữ liệu cảm biến được kết nối với mô-đun AS-i AC24 IFM, sau đó truyền về PLC kèm ghi dấu thời gian, đồng bộ với video giám sát.
• Hệ thống này giúp đánh giá sự cố, nâng cao trách nhiệm vận hành và bảo trì chủ động, bảo vệ độ bền của spreader.

10. Đơn giản hóa truyền thông và chẩn đoán với AS-i và CAN Bus (Simplifying communication and diagnostics with AS-i and CAN Bus)

Giải quyết phức tạp của hệ dây song song (Addressing wiring complexity and interference issues)

Hệ thống dây song song truyền thống thường phức tạp, khó bảo trì và dễ bị lỗi trong môi trường nhiễu điện từ mạnh.

👉 Giải pháp:

• Mạng AS-i IFM (IFM AS-i wiring system):
  • Thay thế dây song song bằng cáp phẳng 2 lõi AS-i (two-wire flat cable).
  • Sử dụng mô-đun AS-i AC14 IFM làm gateway, kết nối với các bus phổ biến như Profibus, Profinet, Ethernet IP.
  • Tích hợp sẵn chức năng chẩn đoán lỗi nhanh, giúp giảm downtime.
• Hệ thống CAN Bus IFM (IFM CAN bus system):
  • Sử dụng dây truyền thông đơn, giảm số lượng cáp.
  • Truyền dữ liệu thời gian thực giữa cảm biến và cơ cấu chấp hành.
  • Sản phẩm IFM ecomatmobile gồm cảm biến, cáp, màn hình và bộ điều khiển, thiết kế chuyên cho ứng dụng di động, chịu được môi trường khắc nghiệt.

11. Kiểm soát dao động spreader bằng cảm biến nghiêng (Controlling sway movements with inclination sensors)

Ngăn ngừa mất ổn định và rủi ro vận hành (Preventing instability and safety hazards)

Dao động ngang trong quá trình nâng hạ container làm giảm hiệu suất và tăng nguy cơ mất an toàn.

👉 Giải pháp:

• Cảm biến nghiêng IFM JN/JD series (IFM inclination sensors JN or JD series):
  • Giám sát theo 3 trục nghiêng, cung cấp dữ liệu thời gian thực.
  • Hỗ trợ ổn định chuyển động spreader, giảm tối đa lắc ngang.
• Với hệ thống chuẩn AS-i, cảm biến nghiêng kết nối thông qua mô-đun AC3216 IFM đặt trong tủ điều khiển, truyền trực tiếp dữ liệu về PLC.
• Nhờ đó, việc giám sát tập trung và điều chỉnh tự động trở nên dễ dàng, đảm bảo quá trình nâng hạ chính xác và an toàn.

✅ Với giải pháp cảm biến IFM: từ giám sát rung chấn, mạng AS-i và CAN Bus đến cảm biến nghiêng, cảng biển có thể bảo vệ kết cấu spreader, tối ưu hiệu suất và duy trì an toàn vận hành lâu dài.

• Trích nguồn: https://www.ifm.com/vn/en/shared/machine/port-automation/spreader
• Xem thêm: Sản phẩm của IFM