馮健紅

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430062）

門式起重機的起升機構(gòu)由電動機、制動器、減速器、卷筒及滑輪組等設(shè)備構(gòu)成，可以分為以下內(nèi)容：一是卷繞系統(tǒng)，二是驅(qū)動裝置，三是安全保護裝置，四是取物裝置。與之相關(guān)的安全保護裝置可分為超負荷限制器及起升高度限位器等設(shè)備。在門式起重機運行過程中，電動機可以帶動卷筒運行，讓鋼絲繩繞上卷筒，或讓鋼絲繩從卷筒放下，以完成重物的升降。隨著社會的不斷發(fā)展，起重機的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出了定制化、大型化、智能化與輕量化的特點。門式起重機起升機構(gòu)控制改造的研究工作的開展，有助于提升門式起重機起升機構(gòu)設(shè)計效率與設(shè)計水平的提升。

1 電控系統(tǒng)的改造與應(yīng)用

繼電器邏輯控制體系在門式起重機起升機構(gòu)運行過程中發(fā)揮著較為重要的作用。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，可編程邏輯控制器（PLC）可以在門式起重機起升機構(gòu)的電控系統(tǒng)改造過程中得到應(yīng)用。PLC可編程控制器具有可靠性與多接口等特點。在應(yīng)用于門式起重機的起升機構(gòu)以后，相關(guān)人員需要從門式起重機的運行需求入手，驅(qū)動起升機構(gòu)，起重設(shè)備可以利用循環(huán)掃描的方式，執(zhí)行起升機構(gòu)程序。一般情況下，門式起重機起升機構(gòu)的程序分為以下內(nèi)容：一是輸入狀態(tài)的讀取，二是緩沖區(qū)刷新輸入，三是用戶程序掃描，四是緩沖區(qū)刷新輸出。刷新輸出由輸出接口輸出，輸入狀態(tài)可循環(huán)讀取。

在起升機構(gòu)電控系統(tǒng)改造過程中，PLC可以與變頻調(diào)速器相結(jié)合，讓起升機構(gòu)實現(xiàn)自動化控制?；赑LC計數(shù)的起升機構(gòu)及配套控制軟件也可以為起升機構(gòu)監(jiān)控報警機制及管理方法地方優(yōu)化提供保障，可以讓PLC在門式起重機起升機構(gòu)中的控制過程得到簡化。建立在PLC計數(shù)基礎(chǔ)上的電控系統(tǒng)也可以讓起升機構(gòu)的精確性得到提升，可以在彌補電控系統(tǒng)在起升控制方面存在的缺陷的基礎(chǔ)上，避免過載起升問題的出現(xiàn)，并讓起升機構(gòu)的故障發(fā)生率得到降低。

與PLC技術(shù)有關(guān)的起升機構(gòu)改造工作的實施，可以讓門式起重機的輕載速度與重載速度得到有效控制，也可以為門式起重機起升機構(gòu)的功率參數(shù)與運行效率提供保障。應(yīng)用于門式起重機的PLC在改造后可包含有多個接口，相關(guān)人員可以根據(jù)通訊協(xié)議，擴充起升機構(gòu)的外部設(shè)備，也可以通過接入優(yōu)化軟件的方式，為電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性提供保障。在PLC計數(shù)應(yīng)用于門式起重機起升機構(gòu)以后，相關(guān)人員也可以將起升機構(gòu)的運行狀態(tài)介入操作位置的人機界面中，以獲取精確化的起升機構(gòu)運行參數(shù)。因此，PLC計數(shù)在門式起重機提升機構(gòu)改造中的應(yīng)用，具有一定的使用價值。

2 CAD系統(tǒng)的應(yīng)用

CAD技術(shù)也在門式起重機起升機構(gòu)改造過程中發(fā)揮著較為重要的作用。CAD計數(shù)是多種學(xué)科技術(shù)融合的產(chǎn)物，與計算機圖形技術(shù)、人機交互技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)等技術(shù)之間具有一定的聯(lián)系。為利用CAD系統(tǒng)對門式起重機的起升結(jié)構(gòu)進行改造，相關(guān)人員可以根據(jù)門式起重機起升機構(gòu)改造工作的實際需要，確定設(shè)計方法，以提升起升機構(gòu)的運行效率。就門式起重機起升機構(gòu)改造過程而言，CAD技術(shù)可以讓整個改造過程呈現(xiàn)出可視化的特點?；贑AD技術(shù)的人機界面可以對起升機構(gòu)的運行過程進行模擬，并讓相關(guān)人員在模擬狀態(tài)下完成起升機構(gòu)評估。

在CAD系統(tǒng)應(yīng)用于門式起重機起升結(jié)構(gòu)控制改造以后，起升結(jié)構(gòu)的控制改造過程可分為以下環(huán)節(jié)，一是系統(tǒng)中主參數(shù)的錄入，二是改造案例分析，三是確定起升機構(gòu)改造方式，四是改造后的零部件的參數(shù)信息的計算，五是非標(biāo)零件3D建模。就門式起重機起升機構(gòu)方案設(shè)計的內(nèi)容而言，相關(guān)人員需要在主界面系統(tǒng)中輸入與起重設(shè)備起升機構(gòu)改造設(shè)計有關(guān)的參數(shù)信息，也可以借助計算機系統(tǒng)，查找相關(guān)案例，在參考案例中的起升結(jié)構(gòu)改造方法的基礎(chǔ)上，明確起重設(shè)備的改造方案。在起升結(jié)構(gòu)的布置方法及各類零部件參數(shù)確定以后，相關(guān)人需利用CAD系統(tǒng)完成起升機構(gòu)設(shè)計計算，并要在計算界面中，對設(shè)計原理進行解釋，保證各項文件內(nèi)容的清晰度。在起升機構(gòu)傳動軸設(shè)計方面，相關(guān)人員在設(shè)計參數(shù)確定以后，需要對傳動軸的初選軸徑進行合理計算。為保證軸徑計算結(jié)果的精確度，相關(guān)人員可以調(diào)用CAD數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用數(shù)據(jù)，進行參考，以便對軸徑進行合理確定。

3 變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

就門式起重機提升機構(gòu)發(fā)展趨勢而言，智能化發(fā)展趨勢已經(jīng)成為門式起重機控制改造技術(shù)的重要發(fā)展方向。門式起重機起升結(jié)構(gòu)的智能化設(shè)計實施過程中，相關(guān)人員可以構(gòu)建人機接口模塊、知識庫模塊、推理機模塊、參數(shù)化設(shè)計模塊、知識庫管理模塊及系統(tǒng)管理模塊等多個模塊構(gòu)成。各個模塊不僅可以有效實現(xiàn)自身功能，也可以與其他模塊之間進行數(shù)字傳遞。就智能化技術(shù)的應(yīng)用情況而言，變頻控制技術(shù)也在其中發(fā)揮著較為重要的作用。根據(jù)門式起重機的實際情況，變頻控制技術(shù)主要涉及變頻控制措施與變頻保護措施等多個方面。

3.1 變頻控制措施的應(yīng)用

變頻控制技術(shù)在門式起重機起升機構(gòu)改造中的應(yīng)用，可以讓起重設(shè)備的輸出扭矩在低頻狀態(tài)下滿足起升操作的操作需求，也可以讓起重設(shè)備在滿負荷的狀態(tài)下完成起升操作。在起升機構(gòu)由制動到提升及由提升到制動的過程中，變頻控制技術(shù)均可以為起重設(shè)備的穩(wěn)定性控制提供保障，進而避免起重機過度晃動的問題的出現(xiàn)。

針對門式起重機運行過程中的安全性要求。相關(guān)人員也可以將變頻控制技術(shù)應(yīng)用在起重設(shè)備起升機構(gòu)的電氣系統(tǒng)之中。

就變頻控制系統(tǒng)在齊聲機構(gòu)中的運行功能而言，在正轉(zhuǎn)啟動指令輸入到起重設(shè)備變頻器控制系統(tǒng)以后，設(shè)備的輸出頻率為0，PLC系統(tǒng)會釋放出獄電磁制動有關(guān)的信號，并在自動化狀態(tài)下消除電磁制動。在接收到輸出信號以后，變頻器可以讓電動機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，也會讓電動機的運行速度迅速達到目標(biāo)速度的數(shù)值。在起重設(shè)備起升結(jié)構(gòu)負載過重的問題出現(xiàn)以后，變頻控制系統(tǒng)可以為起重設(shè)備配備較大的起升力矩，避免力矩不足的問題對設(shè)備運行的影響。在低頻問題（變頻器檢測結(jié)果為輸出頻率低于0.5Hz），變頻器會輸出促使點擊停轉(zhuǎn)的制動信號，如起重設(shè)備需要在高頻率狀態(tài)下完成制動處理，變頻控制設(shè)備會啟動制動器抱閘控制處理，以便讓設(shè)備逐步進入停機狀態(tài)。在應(yīng)用于門式起重機以后，變頻控制系統(tǒng)可以通過對起重設(shè)備起升機構(gòu)的運行頻率進行調(diào)整的方式，避免重物掉落的問題的出現(xiàn)，低頻減速措施也可以為起重設(shè)備起升操作的安全性提供保障。針對重物吊運過程中出現(xiàn)的起升機構(gòu)故障，PLC結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮出終端變頻器運轉(zhuǎn)的作用，也可以向制動器發(fā)送緊急制動指令。此時，運維人員可以在人機界面觸摸屏中查看起升機構(gòu)故障代碼。在故障處理完成以后，操作人員需要及時按下故障復(fù)位鍵，以便讓起重設(shè)備處于正常的運行狀態(tài)。

3.2 變頻保護措施的應(yīng)用

變頻保護措施在門式起重機起升結(jié)構(gòu)控制改造中的應(yīng)用，可以讓設(shè)備在變頻控制體系運行過程中落實保護措施。根據(jù)門式起重機的實際情況，變頻保護措施主要涉及到了以下內(nèi)容：一是上升限位保護，二是下降限位保護，三是超載保護。在起重設(shè)備的起升機構(gòu)進入最高位置以后，變頻保護可以讓上升限位的開關(guān)保持動作狀態(tài)，此時起升機構(gòu)會暫停上升，后在逐步下降的情況下，過渡到正常狀態(tài)。起升機構(gòu)下降限位保護系統(tǒng)與上升限位保護系統(tǒng)之間具有一定的相似性，它可以在起升機構(gòu)進入最低位置以后，發(fā)布動作指令，并讓起升機構(gòu)暫停下降。超在保護裝置旨在對起重設(shè)備的限位負荷進行控制，以避免起升機構(gòu)上升或下降過程中出現(xiàn)的超載問題。

4 結(jié)語

門式起重機起升機構(gòu)控制改造工作是維護起升機構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性的重要措施。在注重改造措施的科學(xué)性的基礎(chǔ)上，對起升機構(gòu)進行優(yōu)化，可以讓設(shè)備的運行情況得到有效的改善，也可以讓起升機構(gòu)的故障發(fā)生率有所降低。