熊振軍，江金永，王自力

（中國有色金屬工業(yè)第六冶金建設(shè)有限公司，河南 鄭州 450036）

隨著工業(yè)項目的規(guī)?；l(fā)展，大型筒體設(shè)備安裝項目也日趨增多；由于大型筒體設(shè)備普遍具有外形尺寸大、整體重量較大的特點，因此該類設(shè)備通常采用現(xiàn)場制作安裝方案施工。為了減少高空作業(yè)風(fēng)險，提高工作效率，一般選用“倒裝法”施工工藝，即借助多組桅桿先抬吊筒體設(shè)備上部結(jié)構(gòu)，然后在其下部再依次組裝剩余筒節(jié)的施工工藝[1]。多桅桿抬吊工藝一般采用多個桅桿同時抬吊一臺大型非標(biāo)設(shè)備，類似于“群馬拉車”的原理，目前各桅桿所用的起重設(shè)備多為電動倒鏈，倒鏈動作主要依靠人工手動控制，由于操作人員主觀認(rèn)知能力局限和動作靈活性存在差異，極易導(dǎo)致各吊點起升不同步、受力不均勻問題，很可能產(chǎn)生一定的安全隱患，迫切需要解決該類問題。

1 起吊控制系統(tǒng)創(chuàng)新

1.1 桅桿抬吊原理

在筒體底板上沿圓周基線均勻布置數(shù)組鋼管桅桿（桅桿數(shù)量視起吊重量而定），桅桿腳部利用壓板焊固在底板上，其頂部分別用拖拉繩（或連接桿）與相鄰桅桿和中心錨桿連接起來，形成一體化桅桿組吊裝系統(tǒng)。最先組裝頂端筒節(jié)，將組焊完成的筒節(jié)提升至一定高度（H提升≥H下部筒節(jié)+100mm）后，在其正下方組焊臨近的下部筒節(jié)，待該筒節(jié)組焊完畢后，對應(yīng)安裝吊耳（吊耳需均布），再利用多臺懸掛于上節(jié)筒體上的2t手動倒鏈同步拉起下部筒節(jié)，使上下筒節(jié)在懸掛狀態(tài)下進(jìn)行環(huán)縫組對拼裝；如此循環(huán)往復(fù)，直至完成全部筒節(jié)組裝工作[2]。

1.2 控制系統(tǒng)改進(jìn)原理

由于各組桅桿的電動倒鏈大都采用單體手動控制或簡單的集中供電控制，皆存在吊索張力不均衡隱患，極易導(dǎo)致吊索斷裂或桅桿失穩(wěn)現(xiàn)象，必須采取針對性的控制系統(tǒng)改進(jìn)措施。為此本文創(chuàng)新設(shè)計出一種多桅桿抬吊起重裝置的同步、均載自動控制系統(tǒng)，確保多桅桿抬吊大型筒體設(shè)備時，各桅桿起重裝置（電動倒鏈）能夠同步、均載平穩(wěn)運行[3]。

該系統(tǒng)采用集中智能控制模式，主要包括載荷實時監(jiān)測模塊、PLC變頻控制柜。載荷實時監(jiān)測模塊就是在桅桿鋼管外壁（吊耳正下方位置）粘貼金屬電阻膜片，制成壓阻式壓力傳感器，PLC變頻控制柜包括變頻器和可編程序控制器（PLC）兩組系統(tǒng)；各桅桿抬吊作業(yè)時，所述的載荷實時監(jiān)測模塊即刻采集桅桿應(yīng)變信息，輸送至PLC系統(tǒng)，進(jìn)行信息比對；先采用低頻慢速動作，調(diào)整各桅桿電動倒鏈張力一致，一旦各桅桿受力均恒，即可將各吊點倒鏈調(diào)整為同步快速運行狀態(tài)，至需要高度后，同步停止運行，即完成該吊裝作業(yè)周期。

2 具體實施方式

首先根據(jù)被吊筒體外形尺寸和最大重量設(shè)計桅桿結(jié)構(gòu)及數(shù)量，桅桿制作完成后，必須進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量檢驗和壓力試驗；吊裝前應(yīng)對電動倒鏈、吊索、吊耳，以及電動控制系統(tǒng)等進(jìn)行完好性確認(rèn)[4]。

如圖2所示的控制系統(tǒng)，在具體實施時，首先應(yīng)對桅桿組進(jìn)行匹配調(diào)整，所用桅桿的規(guī)格必須一致，各電動倒鏈的型號必須相同，且均為變頻電機(jī)拖動；將各桅桿均勻布置到筒體內(nèi)部周邊，并將其電動倒鏈、壓力傳感器與PLC變頻控制柜的電氣線路配置完成。采用分步調(diào)節(jié)法起吊，由于各吊點初始位置差異，可能造成各桅桿倒鏈張力不同，所以第一步為預(yù)調(diào)階段，先對PLC控制系統(tǒng)設(shè)定一個預(yù)緊負(fù)荷值（該負(fù)荷不大于各桅桿所吊重量的20%，確保被起吊物體仍處于原位靜止?fàn)顟B(tài)），再依較低頻率控制各桅桿的電動倒鏈低速動作，一旦某桅桿的負(fù)荷先期達(dá)到該設(shè)定值時，則該桅桿的電動倒鏈暫停動作，此時沒達(dá)設(shè)定值的倒鏈繼續(xù)運行，直至所有桅桿負(fù)載值全部達(dá)到設(shè)定值；第二步為快速同步提升階段，在各吊點張力一致后，暫停動作，由PLC變頻控制器再重新輸出一個較高頻率的電力參數(shù)，同時向各電動倒鏈供電，控制各電動倒鏈同步快速提升至需要高度，然后停止提升作業(yè)；至此完成一個周期的吊裝作業(yè)工序，對于其他筒節(jié)的吊裝工序再依次循環(huán)進(jìn)行[5]。

圖1 多桅桿抬吊大型筒體設(shè)備示意圖

圖2 控制系統(tǒng)原理圖

需要補(bǔ)充說明的是，在筒體同步提升過程中，有可能存在風(fēng)載、以及電動倒鏈?zhǔn)У炔淮_定性因素的影響，勢必產(chǎn)生新的不均衡負(fù)載現(xiàn)象；針對該情況，在PLC控制程序中設(shè)置了負(fù)載比對誤差控制裝置，當(dāng)比對誤差值超過4%時，系統(tǒng)會自動報警，超過5%時，系統(tǒng)會暫停動作，直到故障排除后，再重新提升作業(yè)。

3 結(jié)語

群組桅桿抬吊大型非標(biāo)設(shè)備是一種日趨成熟的施工工藝，本文結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗，改進(jìn)多臺電動倒鏈拖動控制系統(tǒng)，采用負(fù)荷監(jiān)測模塊和PLC集成控制系統(tǒng)，意在解決各桅桿起重不均載、提升不同步問題，進(jìn)一步完善了群組桅桿抬吊大型筒體設(shè)備工藝。該吊裝系統(tǒng)所用機(jī)具簡單，操作方便；變高空作業(yè)為地面操作，施工安全風(fēng)險降低，施工效率極大提高；由于其一次性投入資源較多，針對群組式大型筒體設(shè)備安裝工程，可以降低施工機(jī)具的攤銷周轉(zhuǎn)費用。通過該方案的實施，較好地完成了該類工程的施工任務(wù)。