馬旭俠

銀川科安特起重機(jī)制造有限公司 寧夏 銀川 750001

正文：

1 設(shè)計考慮因素

起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的主要目標(biāo)就是使起重機(jī)中的各個組成部分可以按照預(yù)定的控制程序來運行，從而實現(xiàn)對重物的吊起，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的合理與否直接影響著整個起重機(jī)設(shè)備的運行質(zhì)量，更直接關(guān)系著起重機(jī)是否能夠順利投產(chǎn)，所以，起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計在起重機(jī)制造中是至關(guān)重要的。在對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，需要充分考慮控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性：（1）控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，其直接決定著起重機(jī)運行狀態(tài)是否穩(wěn)定，影響著起重機(jī)的運行效率。（2）控制系統(tǒng)的安全性。電氣控制系統(tǒng)的安全性直接影響著起重機(jī)運行的安全性，如果電氣控制系統(tǒng)的安全性不高，那么起重機(jī)在實際運行的時候，很可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問題。所以，在對起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，必須要加強(qiáng)對起重機(jī)安全性的重視。

2 大型門式起重機(jī)兩機(jī)聯(lián)合抬吊作業(yè)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1 PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使操作程序中具有較為穩(wěn)定的電源，操作程序在實際運行過程中，需要對程序進(jìn)行反復(fù)的掃描，掃描過程主要包括有：輸入采樣、用戶程序執(zhí)行以及輸入刷新，這些掃描內(nèi)容屬于一個掃描周期。由于造船龍門起重機(jī)對控制系統(tǒng)安全性及穩(wěn)定性的要求比較高，且其內(nèi)部各個組件需要具備互相通訊功能，所以，在對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，需要對CPU功能進(jìn)行升級，確保CPU的功能齊全，然后再將其應(yīng)用到龍門起重機(jī)控制系統(tǒng)中，從而使PLC控制系統(tǒng)的作用得到更加充分的發(fā)揮，為龍門起重機(jī)的安全、穩(wěn)定運行提供有效的保障，進(jìn)一步提高龍門起重機(jī)運行的自動化水平。此外，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)定中，相關(guān)工作人員還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定的重視，根據(jù)控制系統(tǒng)的實際情況，設(shè)定出最合適的監(jiān)控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)各個部件的有效監(jiān)控，并實時監(jiān)控起重機(jī)的運行狀態(tài)、運行參數(shù)，確保起重機(jī)能夠時刻保持良好的運行狀態(tài)。

2.2 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)

目前，很多大型造船廠所使用的龍門起重機(jī)在實際設(shè)計的時候，往往都會采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)以及可編程序控制器所組成的電氣控制系統(tǒng)。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)本身具有著體積小、通用性以及穩(wěn)定性強(qiáng)等特點，通過對該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使各機(jī)構(gòu)運行的穩(wěn)定性得到有效提高，同時，還能使制動沖擊得到大幅減弱，能夠有效減少能源消耗量。在交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器起著至關(guān)重要的作用，在系統(tǒng)運行過程中，變頻器可以將交流電的恒定頻率轉(zhuǎn)化為可變頻率，能夠?qū)⒔涣鳟惒诫妱訖C(jī)作為電源，且能夠?qū)崿F(xiàn)對電動機(jī)的交流調(diào)速控制。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主要包括以下兩部分：主回路以及控制回路，系統(tǒng)主回路主要包括有逆變器、制動單元、整流器以及平波回路等。而系統(tǒng)的控制回路則主要包括電流檢測回路、電壓檢測回路、轉(zhuǎn)速檢測回路、驅(qū)動回路、保護(hù)回路以及運算回路等。變頻器本身具有參數(shù)自動識別功能，可以實現(xiàn)對電動機(jī)參數(shù)的自動識別。在對變頻器進(jìn)行安裝與調(diào)試的時候，需要獲取變頻器的空載運行數(shù)據(jù)，然后在根據(jù)此數(shù)據(jù)，來對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)試，從而保障電動機(jī)能夠時刻保持良好的運行狀態(tài)。此外，變頻器還具有著自我保護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對電動機(jī)故障的自我監(jiān)控，在實際運行中，如果發(fā)現(xiàn)有異常故障，那么變頻器會自動停止運行，并顯示出故障原因。

2.3 電氣控制設(shè)計

首先是設(shè)計思路。在對龍門起重機(jī)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置的時候，設(shè)計人員必須要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范，確保龍門起重機(jī)參數(shù)設(shè)定的合理性及可行性，同時，還需要根據(jù)電動機(jī)的運行情況，來計算出電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速以及電流等，為下一步的選型計算提供可靠依據(jù)。在選型計算中，需要對電動機(jī)進(jìn)行選擇，電動機(jī)的選擇則分為以下兩部分：電動機(jī)選擇以及電動機(jī)校驗。需要根據(jù)電動機(jī)的參數(shù)要求，來對電動機(jī)進(jìn)行合理的選擇，然后需要對電動機(jī)參數(shù)進(jìn)行校驗，檢查其不同運行速度下的運行功率、扭轉(zhuǎn)力矩是否符合起重機(jī)的運行要求，確保所有參數(shù)都符合要求后，才能進(jìn)行下一步的設(shè)計。其次是供電系統(tǒng)方案設(shè)計。在設(shè)計過程中，應(yīng)對設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行深入的分析，并以此為基礎(chǔ)，來對電力系統(tǒng)的供電方式進(jìn)行選擇，確保電力系統(tǒng)供電方式選擇的合理性，供電方式選擇完成后，應(yīng)對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行組合，主回路應(yīng)采用IT形式供電。通過對這一供電形式的應(yīng)用，能夠使供電系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性得到有效提高。大型造船龍門起重機(jī)在輔助回路供電形式選擇時，往往都會選擇TN-S供電方式，這一供電方式中所采用的PE保護(hù)性電線在同時工作的時候，兩者必須要保持分開，通過對這一供電方式的使用，也能有效保障供電系統(tǒng)運行的安全性及穩(wěn)定性。

2.4 利用位移傳感器或限位開關(guān)

如果剛性腿側(cè)與柔性腿側(cè)的大車在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)斜歪問題，那么主要模塊和柔性腿夾腳就會出現(xiàn)一定的變化。在設(shè)計中，將位移傳感器或者限位開關(guān)設(shè)置在柔性腿上方，則能夠使大車的偏差得到有效控制，從而防止大車在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)斜歪問題。大車運轉(zhuǎn)偏差的糾正方法主要有兩種，一種是自動糾正偏差法，另一種是手動糾正偏差法。自動糾正偏差法主要是通過PLC程序來實現(xiàn)，手動糾正偏差法則需要由司機(jī)進(jìn)行手動糾正。在手動糾正時，需要對柔腿編碼器的數(shù)值進(jìn)行采集，并對編碼器數(shù)值進(jìn)行分析，分析其是否存在異常，如果存在異常的話，則代表柔腿編碼器發(fā)生故障。

在大型造船龍門起重機(jī)設(shè)備中，電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的合理與否直接影響著起重機(jī)的安全、穩(wěn)定運行。實踐證明，本文雖然完成了對大型造船龍門起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，不過系統(tǒng)設(shè)計中還存在著諸多的不足之處，在未來的工作中仍然需要進(jìn)行深入的研究，需要對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。