黃曉輝

摘? 要：文章對岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行概述，并分析其技術(shù)升級方案，在此基礎(chǔ)上研究岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)的智能管理方法。為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：岸邊起重機(jī);電控系統(tǒng);技術(shù)升級;智能管理

中圖分類號：TH213? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）08-0193-02

Abstract： This paper summarizes the electronic control system of the shore crane， and analyzes its technical upgrade scheme. On this basis， the intelligent management method of the electronic control system of the shore crane is studied， so as to provide reference for relevant researchers.

Keywords： shore crane; electronic control system; technology upgrade; intelligent management

引言

岸邊起重機(jī)在當(dāng)前的港口碼頭作業(yè)過程中得到了廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用顯著提升了港口碼頭的作業(yè)效率與安全性。在港口行業(yè)快速發(fā)展的背景下，對于岸邊起重機(jī)的性能也產(chǎn)生了更高的要求，因此需要對其電控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級，滿足使用需求。

1 岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)概述

岸邊起重機(jī)起吊重物過程的持續(xù)時間較短，在每完成一次起落周期以后進(jìn)行下一次起吊，對于不同尺寸的集裝箱需要岸邊起重機(jī)增大作業(yè)范圍，并采取相應(yīng)的變速系統(tǒng)。根據(jù)岸邊起重機(jī)的上述工作特點(diǎn)，其電控系統(tǒng)需要具備以下幾方面特征：進(jìn)行一個周期的運(yùn)動時，要保證較短的通電時間，啟動時要具有足夠的力矩，保持啟動與停止過程的穩(wěn)定性。變速系統(tǒng)上可以應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)，對起重機(jī)起、降、轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行有效控制。由于供電可靠性對于岸邊起重機(jī)的工作具有重要影響，可以利用穩(wěn)壓器、備用發(fā)電機(jī)等設(shè)備提高供電穩(wěn)定性。同時可以通過增加聯(lián)鎖裝置，防止岸邊起重機(jī)在斷電后發(fā)生碰撞。

岸邊起重機(jī)的電控系統(tǒng)組成部分可以包括渦流繞線電動機(jī)、多速變級電動機(jī)與交流變頻調(diào)速電動機(jī)等，主要控制起降的速度，控制方式上包括雙速繞線電機(jī)帶渦流制動器調(diào)速系統(tǒng)、三速電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與變頻調(diào)速幾種方式[1]。其中雙速繞線電機(jī)帶渦流制動器調(diào)速系統(tǒng)利用高速鼠籠、低速繞線電機(jī)調(diào)節(jié)速度。三速電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要通過轉(zhuǎn)變電機(jī)定子極對數(shù)進(jìn)行速度控制。變頻調(diào)速能夠?qū)崿F(xiàn)無極變速，主要通過電源頻率、電機(jī)極對數(shù)與轉(zhuǎn)差率的綜合運(yùn)用達(dá)到此目的。對電源頻率進(jìn)行合理調(diào)整是變頻調(diào)速應(yīng)用的關(guān)鍵部分。

2 岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)升級方案

目前我國在岸邊起重機(jī)的電控系統(tǒng)上，主要采用繼電器、接觸器進(jìn)行控制，此類控制方法比較容易出現(xiàn)故障問題。因此對其進(jìn)技術(shù)升級具有重要的現(xiàn)實意義。在對其進(jìn)行技術(shù)升級時，可以在電控系統(tǒng)中采取以下針對性的技術(shù)升級措施。

2.1 電動機(jī)的分析

岸邊起重機(jī)傳動機(jī)構(gòu)具體包括起升、變幅、水平與行走四部分，需要由電動機(jī)對其運(yùn)行進(jìn)行驅(qū)動，驅(qū)動方式包括操作控制、機(jī)構(gòu)拖動兩類。電動機(jī)具備雙向調(diào)速功能，可以采用拖動控制與邏輯控制。拖動控制的內(nèi)容主要為電動機(jī)通斷電，邏輯控制具體包括電動機(jī)啟動、運(yùn)行、加速減速以及停止。在進(jìn)行技術(shù)升級工作時，需要做好電動機(jī)的選型，根據(jù)傳動機(jī)構(gòu)的要求選擇合適的電動機(jī)。選型過程中應(yīng)根據(jù)公式n=60f/p（1-s）合理計算電動機(jī)轉(zhuǎn)速。其中n為電動機(jī)轉(zhuǎn)速，f為電源頻率，p為磁極對數(shù)，s為轉(zhuǎn)差率[2]。

在此基礎(chǔ)上需要對力矩作出合理分析，分析的內(nèi)容主要包括負(fù)載特性、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)風(fēng)阻力矩與輸出力矩三方面。負(fù)載特性方面，起升、變幅分別屬于勢能負(fù)載與一般摩擦性負(fù)載，對于水平負(fù)載，電動機(jī)輸出力矩的影響因素主要有水平機(jī)構(gòu)坡阻力矩、水平機(jī)構(gòu)風(fēng)阻力矩與到水平機(jī)構(gòu)摩擦力矩等。水平機(jī)構(gòu)風(fēng)阻力矩分析應(yīng)考慮逆風(fēng)加速、逆風(fēng)勻速、順風(fēng)勻速與順風(fēng)減速等不同情況。輸出力矩的計算上也應(yīng)考慮逆風(fēng)加速、逆風(fēng)勻速、順風(fēng)勻速與順風(fēng)減速四種狀況。

2.2 可編程序控制器的應(yīng)用

由于岸邊起重機(jī)輸出力矩存在較為明顯的多變性，因此需要對以往的繼電器與接觸器的控制措施進(jìn)行升級，更好滿足使用需要。其中可以應(yīng)用PLC對岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行更加有效的控制。PLC的應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)為可靠性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、操作簡單、體積小與改造方便等方面。對于不同的工業(yè)控制場合都具有良好應(yīng)用效果。其中可以采用以下方式實現(xiàn)對電控系統(tǒng)的有效控制。

第一是對動作順序進(jìn)行合理設(shè)置，可以應(yīng)用PLC在2個電動機(jī)切換過程中先切斷電源而后進(jìn)行通電，通電過程中需要先向轉(zhuǎn)子通電，而后向定子通電。斷電時也要先對定子進(jìn)行斷電，而后對轉(zhuǎn)子進(jìn)行斷電。連接回路需要對制動器進(jìn)行接通，而后接通電動機(jī)。斷開回路需要按照先電動機(jī)后制動器的順序進(jìn)行切斷。

第二是可以利用PLC進(jìn)行不同機(jī)械特性的組合控制，從而實現(xiàn)自動跟蹤調(diào)速。其組合方式可以包括將PLC與單電機(jī)驅(qū)動、雙電機(jī)驅(qū)動和多電機(jī)驅(qū)動等進(jìn)行組合，提高控制效果。

第三是利用PLC實現(xiàn)智能化的指令控制。通過PLC完成對指令的判斷。將指令作為一種矢量，并依據(jù)力矩性質(zhì)對力矩作出合理調(diào)整，實現(xiàn)對速度的良好調(diào)控。對于恒功率以及恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)定載多速運(yùn)行。同時可以依據(jù)拖動對象特征合理組合力矩，從而準(zhǔn)確定位停車位置。

第四是可以利用PLC進(jìn)行全方位電控，在岸邊起重機(jī)已有功能基礎(chǔ)上增加無線遙控、安全管理與群控管理等功能，從而達(dá)到全方位電控的目的。在此基礎(chǔ)上形成相應(yīng)的控制軟件功能模塊。依據(jù)傳動機(jī)構(gòu)作用與電動機(jī)的差異性組合成不同的子系統(tǒng)，根據(jù)岸邊起重機(jī)使用性能選用對應(yīng)的子系統(tǒng)模塊。

除了上述應(yīng)用方式以外，在應(yīng)用PLC進(jìn)行起重機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)時，還具有如下幾方面的特點(diǎn)：第一方面是能夠形成開放式的網(wǎng)絡(luò)，在電控設(shè)計的架構(gòu)上通過利用現(xiàn)場總線，有效簡化了布線過程，同時更有利于確保設(shè)備運(yùn)行的可靠性。將PLC與現(xiàn)場總線進(jìn)行配合使用，能夠同時掛接多個設(shè)備，減少連接過程的工作量與工作成本。第二方面是有利于對運(yùn)行狀態(tài)的及時了解，可以利用PLC在司機(jī)室內(nèi)設(shè)置每個傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)行位置顯示。比如在司機(jī)室座椅的左右兩側(cè)或上方安裝儀表箱，分別顯示起升、俯仰、小車和大車的位置信息，有利于保證司機(jī)操作起重機(jī)運(yùn)行的安全性。在多臺起重機(jī)同時施工的情況下，還可以通過將可編程序控制器與傳感器進(jìn)行有效結(jié)合解決碰撞問題。

3 岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)的智能管理

通過對可編程序控制器的有效應(yīng)用，能夠?qū)Π哆吰鹬貦C(jī)進(jìn)行智能化的管理。具體可以包括工作計時、運(yùn)行記錄、接觸器記錄、自檢測與功能擴(kuò)展等方面。工作計時主要是對岸邊起重機(jī)不同機(jī)構(gòu)的運(yùn)行時間等方面的記錄，比如起升、小車、大車和變幅機(jī)構(gòu)的累計運(yùn)行時間。運(yùn)行記錄是利用了PLC當(dāng)中的內(nèi)置時鐘對安全傳感器動作時間作出有效記錄。具體可以分為報警記錄，意外急停、超速與超負(fù)荷記錄、各機(jī)構(gòu)過載記錄等。通過運(yùn)行記錄能夠為岸邊起重機(jī)管理提供重要依據(jù)。接觸器對于確保電動機(jī)正常運(yùn)行具有關(guān)鍵意義，同時也比較容易出現(xiàn)損壞。通過PLC能夠?qū)佑|器動作次數(shù)與工作時間作出準(zhǔn)確記錄，從而更有利于對接觸器運(yùn)行情況作出合理判斷。自檢測功能是指開機(jī)后對安全工作狀態(tài)信號、操作指令信號、控制器輸出信號與周邊電氣元件功能進(jìn)行自動檢查，有利于及時發(fā)現(xiàn)故障。在自檢測存在問題的情況下，系統(tǒng)無法進(jìn)行操作，在故障排除后起重機(jī)可以正常運(yùn)行。此外，還可以根據(jù)實際需要對電控系統(tǒng)作出功能擴(kuò)展，更好滿足不同岸邊起重機(jī)的使用需求。其中可以包括定點(diǎn)與定時監(jiān)測、人機(jī)界面顯示，無線遙控、信息傳輸?shù)确矫娴墓δ埽欣诔浞譂M足不同起重機(jī)的使用需求。

4 結(jié)束語

岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)升級能夠有效提高岸邊起重機(jī)的可靠性與使用效率。在其技術(shù)升級與智能管理過程中，可編程序控制器具有良好的應(yīng)用效果，有利于對岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)的更好管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]張華鳴.簡談塔式起重機(jī)電控系統(tǒng)及其操作注意事項[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（10）：26.

[2]陳天惠.塔式起重機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)升級與智能管理[J].工程機(jī)械與維修，2017（01）：60-64.

[3]黃海林.塔式起重機(jī)安全事故及隱患分析和預(yù)防研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018（15）：139-140.

[4]陳蕾，楊靜，韋疆宇，等.施工現(xiàn)場塔式起重機(jī)精細(xì)化管理研究[J].施工技術(shù)，2018（22）：29-31.

[5]褚士超.淺析塔式起重機(jī)檢測中的幾個關(guān)注要點(diǎn)[J].中國設(shè)備工程，2019（04）：92-93.

[6]徐慧，賴裕鳳，溫濤.試析塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)制造的幾個關(guān)鍵工藝[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（10）：62.

[7]謝學(xué)償.塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)制造的裝配工藝研究[J].建材與裝飾，2019（01）：218-219.