GIẢI PHÁP CẢM BIẾN SICK CHO TRÁNH VA CHẠM CẦN CẨU TẠI CẢNG BIỂN

GIẢI PHÁP CẢM BIẾN SICK CHO TRÁNH VA CHẠM CẦN CẨU TẠI CẢNG BIỂN

Tổng quan về nhu cầu và thách thức trong hoạt động của cần cẩu cảng

Hoạt động vận hành tại cảng biển hiện nay đặt ra rất nhiều áp lực về an toàn, hiệu suất và khả năng hoạt động liên tục. Khi các cần cẩu như loại “ship-to-shore (STS)” hay “gantry crane” hoạt động, phần cần cẩu (boom/giàn) có thể tiếp xúc với tàu, container, cấu trúc cảng hoặc thiết bị khác nếu không được kiểm soát chính xác. Theo báo cáo, va chạm phần boom là một trong những nguyên nhân lớn nhất gây tổn thất chi phí bảo hiểm cho cảng.

Trong môi trường cảng, ngoài thách thức va chạm cần cẩu, còn có: điều kiện thời tiết khắc nghiệt (mưa, sương mù, bụi), môi trường hoạt động 24/24, cần hoạt động với độ tin cậy cao. Vì vậy, giải pháp cảm biến an toàn và tránh va chạm phải đáp ứng khả năng hoạt động liên tục, khả năng phát hiện chính xác, và tương thích với hệ thống điều khiển của cần cẩu.

Giải pháp “Collision Avoidance on Booms of Harbor Cranes” của SICK

Thương hiệu SICK đã phát triển các gói giải pháp đặc biệt cho việc tránh va chạm phần cần cẩu của cảng. Gói này được thiết kế để lắp trên cần cẩu, tạo ra vùng giám sát (survey field) dưới cần khi cần cẩu di chuyển hoặc xoay, và khi phát hiện nguy cơ va chạm sẽ cảnh báo hoặc tự động dừng máy.

Giải pháp này sử dụng các cảm biến laser (2D, 3D) để quét vùng dưới phần boom, phát hiện các vật thể hoặc cấu trúc bất thường. Ví dụ, tài liệu hướng dẫn của SICK về “LMPxxx-S01 Laser Measurement Package – Reliable Boom Anti-Collision Kit for Port Cranes” cho thấy: bộ kit gồm các scanner đã tiền cấu hình, sẵn sàng lắp đặt trên cần cẩu cảng, giúp giảm thời gian cài đặt và tối ưu hiệu suất.

Các điểm nổi bật của giải pháp SICK bao gồm:

• Tầm quét lớn, góc quét rộng, có thể lên tới 270° hoặc hơn, đảm bảo bao phủ vùng nguy hiểm dưới cần.
• Hệ thống vùng cảnh báo đa mức: cảnh báo sớm → giảm tốc → dừng khẩn cấp. Ví dụ: gói LMP-LRS có tới 4 vùng/quadrants, mỗi vùng có chức năng riêng (chậm lại hoặc dừng) khi vật/ cấu trúc xâm nhập vùng nguy hiểm.
• Khả năng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt: mưa, sương, bụi, môi trường cảng biển. SICK trang bị các tính năng như lọc nhiễu, đa hồi âm (multiple echo) để đảm bảo độ tin cậy.
• Tích hợp dễ dàng với hệ thống điều khiển của cần cẩu: đầu ra tín hiệu có thể dùng để điều khiển PLC hoặc hệ thống an toàn để thực hiện giảm tốc/dừng.

Lợi ích khi sử dụng giải pháp của SICK

An toàn được nâng cao

Việc lắp đặt giải pháp cảm biến SICK giúp giảm nguy cơ va chạm giữa phần cần cẩu và tàu/container hay cấu trúc cảng, từ đó giảm thiệt hại thiết bị và ngăn chặn các tai nạn nghiêm trọng. Ví dụ, tại cảng DP World Jebel Ali, việc ứng dụng hệ thống chống va chạm SICK đã được lựa chọn vì rủi ro va chạm boom chiếm tới 31% chi phí bảo hiểm cần cẩu.

Tăng hiệu suất vận hành

Khi cần cẩu ít bị gián đoạn bởi va chạm hoặc phải dừng khẩn cấp, thời gian hoạt động tăng lên, giảm downtime. Hệ thống cảnh báo sớm giúp giàn vận hành với tốc độ tối ưu mà vẫn đảm bảo an toàn.

Bảo vệ tài sản và giảm chi phí sửa chữa

Va chạm cần cẩu thường gây thiệt hại lớn: sửa chữa cần, thay thế thiết bị, phải dừng hoạt động, bồi thường tàu/container. Hệ thống cảm biến SICK giúp ngăn chặn trước khi sự cố xảy ra, giảm chi phí ngoài dự kiến.

Dễ dàng lắp đặt và bảo trì

Các gói cảm biến của SICK được tiền cấu hình, kèm theo phần mềm (ví dụ SOPAS) để điều chỉnh tham số theo thực tế lắp đặt. Việc bảo trì cũng được đơn giản hóa nhờ thiết kế hướng tới môi trường cảng khắc nghiệt.

Hướng dẫn triển khai và lưu ý khi vận hành

Vị trí lắp đặt cảm biến

• Thường đặt scanner trên phần giữa hoặc đầu cần (boom) để quét vùng dưới boom.
• Cần xem xét chiều dài boom, tốc độ di chuyển, khoảng cách tới tàu/ cấu trúc… để chọn loại phù hợp (2D hay 3D) và thiết lập các vùng cảnh báo.

Thiết lập vùng cảnh báo (fields)

• Tạo nhiều vùng: vùng cảnh báo (slow down), vùng nguy hiểm (stop).
• Cần điều chỉnh tham số theo tốc độ di chuyển, môi trường, loại cần cẩu. Ví dụ: giảm phân giải để tăng tần số quét nếu cần cẩu di chuyển nhanh.

Kết nối với hệ thống điều khiển

• Đầu ra từ cảm biến cần được kết nối với PLC hoặc hệ thống an toàn để chuyển sang lệnh giảm tốc hoặc dừng thiết bị.
• Cần đảm bảo rằng hệ thống phản ứng trong thời gian đủ nhanh để tránh va chạm và lắp đặt bảo vệ nhiễu (lọc bụi, sương).

Kết luận

Trong bối cảnh cảng biển ngày càng hiện đại hóa, tốc độ vận hành cao và yêu cầu an toàn nghiêm ngặt, việc trang bị một giải pháp cảm biến chuyên biệt như của SICK là bước đi chiến lược. Với giải pháp Collision Avoidance on Booms of Harbor Cranes từ SICK, doanh nghiệp cảng có thể nâng cao an toàn, giảm thiệt hại thiết bị, tăng hiệu suất vận hành và tối ưu chi phí.

Nguồn: https://www.sick.com/sg/en/

Xem thêm các sản phẩm của Sick tại đây.