帶斗門機(jī)電氣改造中新技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：帶斗門機(jī)主要應(yīng)用港口貨物裝運(yùn)，對(duì)控制系統(tǒng)有著嚴(yán)格的要求，為提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行綜合效率，必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)電氣系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，確定其所存的不足，基于此來選擇相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行改造優(yōu)化，本文對(duì)此方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：帶斗門機(jī)；電氣系統(tǒng)；技術(shù)改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.041

帶斗門機(jī)作為港口主要設(shè)備，其運(yùn)行效率一直都是重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，尤其是電氣系統(tǒng)其決定著設(shè)備控制效率，如果存在問題勢(shì)必會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行安全性與工作效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，應(yīng)基于帶斗門機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀，以滿足港口生產(chǎn)實(shí)際需求為目的，對(duì)其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化，減少設(shè)備運(yùn)行各項(xiàng)因素的影響，提高其作業(yè)綜合效率。

1 帶斗門機(jī)傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)缺陷分析

所分析帶斗門機(jī)是1989年生產(chǎn)設(shè)備，直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速采用機(jī)組傳動(dòng)方式進(jìn)行控制。由于磁放大器采用的模擬量控制方式，電氣元件老化造成電氣參數(shù)漂移，電氣元件為分立元件，故障率較高。并且，磁放大控制板屬于淘汰產(chǎn)品，配件價(jià)格高，供貨周期長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，司機(jī)操縱自整角機(jī)改變晶閘管的導(dǎo)通角，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，改變發(fā)電機(jī)的端電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無極調(diào)速。

另外，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)年運(yùn)行，電氣效率低，同時(shí)還存在較高的運(yùn)行成本。如在卸船后期發(fā)電機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能源浪費(fèi)嚴(yán)重。同時(shí)發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)年高速運(yùn)行，所需年維修成本高，平均年維修成本在5萬元左右。帶斗門機(jī)在故障發(fā)生時(shí)會(huì)給生產(chǎn)造成事故隱患，如在起升過程中發(fā)生飛車，抓斗直接砸在甲板上發(fā)生事故。

同時(shí)，本機(jī)原作業(yè)需要配兩名司機(jī)同時(shí)操作，在主駕駛室分別對(duì)門機(jī)進(jìn)起升、變幅、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)行控制，付駕駛室的司機(jī)對(duì)門機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制操作，每個(gè)班最少需要兩個(gè)人工作，人力成本比較高。

2 帶斗門機(jī)電氣系統(tǒng)改造優(yōu)化分析

2.1 改造要點(diǎn)

（1）帶斗門機(jī)電氣房安裝有AC440V開關(guān)進(jìn)線柜，高壓饋線柜、負(fù)荷開關(guān)柜、變壓器柜，取代了原有的直流發(fā)電機(jī)-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

（2）選用 DCS800系列全數(shù)字直流驅(qū)動(dòng)器系列，它具有多電機(jī)參數(shù)擴(kuò)展能力。如右圖中一臺(tái)直流調(diào)速器設(shè)置了支持電機(jī)和行走電機(jī)兩套參數(shù)，分別控制起升電機(jī)和行走電機(jī)。

（3）DCS800系列全數(shù)字直流驅(qū)動(dòng)器提供了通信控制方式，克服原模擬系統(tǒng)信號(hào)容易受干擾，能直接進(jìn)行數(shù)字量信號(hào)傳輸，與PLC提供不同的通信接口，支持多種通信協(xié)議。

2.2 技術(shù)分析

（1）DCS800直流驅(qū)動(dòng)器具有參數(shù)自學(xué)習(xí)功能，使電機(jī)能可靠工作在最佳電流工作狀態(tài)。DCS800直流驅(qū)動(dòng)器具有完善的故障診斷能力，能對(duì)電樞電流、電樞開路、缺相等多種故障進(jìn)行保護(hù)，避免了直流電動(dòng)機(jī)發(fā)生飛車現(xiàn)象。

（2）采用帶編碼器的S+B主令控制器取代了帶自整角機(jī)的控制主令， 主令控制器的運(yùn)行命令直接進(jìn)入PLC， DCS800直流驅(qū)動(dòng)器的命令均受PLC控制，使PLC成為人機(jī)控制的橋梁。適應(yīng)了作業(yè)時(shí)調(diào)速要求高，起制動(dòng)平穩(wěn)，操控準(zhǔn)確，抓取速度快。從而提高效率，降低消耗。

（3）采用帶編碼器的S+B主令控制器取代了帶自整角機(jī)的控制主令， 主令控制器的運(yùn)行命令直接進(jìn)入PLC， DCS800直流驅(qū)動(dòng)器的命令均受PLC控制，使PLC成為人機(jī)控制的橋梁。適應(yīng)了作業(yè)時(shí)調(diào)速要求高，起制動(dòng)平穩(wěn)，操控準(zhǔn)確，抓取速度快。從而提高效率，降低消耗。

（4）在門機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中在電氣房中采用了西門子S7-300主PLC裝置，在機(jī)下行走柜中和聯(lián)動(dòng)臺(tái)中分別設(shè)置遠(yuǎn)程I/O模塊，這種方式可以減少大量的導(dǎo)線直接連到遠(yuǎn)處信號(hào)裝置，線路檢查方便，可以就近檢查信號(hào)連接是否正確。在PLC程序設(shè)計(jì)中具有抓斗深挖自動(dòng)控制，起升支持電機(jī)松開制動(dòng)器，直流驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入轉(zhuǎn)矩控制，使起升電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一定的提升力，以保證抓斗在閉合過程中既能往下沉，又不松馳起升支持鋼絲繩。通過協(xié)調(diào)控制起升和開閉電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)最大抓取量控制。

（5）為能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生點(diǎn)，在電氣房?jī)?nèi)設(shè)置彩色觸摸控制屏能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)畫監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)故障報(bào)警，顯示當(dāng)前故障幫助信息（電氣系統(tǒng)故障的內(nèi)容、時(shí)間和排除故障的方法）。觸摸屏還能顯示系統(tǒng)狀態(tài)及電氣系統(tǒng)的主要器件的工作狀態(tài)。

3 帶斗門機(jī)電氣系統(tǒng)改造優(yōu)化結(jié)果分析

經(jīng)過改造后帶斗門機(jī)電氣機(jī)械性能得到大幅提高，據(jù)司機(jī)介紹帶斗門機(jī)機(jī)械震動(dòng)大幅減小，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)起到了很大的保護(hù)作用，鋼絲繩和制動(dòng)輪損耗減少，機(jī)械結(jié)構(gòu)開裂減少，安全性能大幅提高。由于采用了彩色觸摸屏，電器狀態(tài)一目了然，故障非常少，排除故障時(shí)間大幅減少。DCS800系列全數(shù)字直流驅(qū)動(dòng)器具有良好的保護(hù)功能，能避免發(fā)生飛車故障，保證了設(shè)備和人生的安全。取消了直流發(fā)電機(jī)組，節(jié)約了電能，提高了能源利用率，并每年節(jié)約維修成本5萬余元。采用了主駕駛室集中操作，節(jié)約人力成本每年6萬余元。不但保證了安全生產(chǎn)，并且有效提高了裝卸效率。

4 結(jié)束語

對(duì)帶斗門機(jī)電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化，對(duì)提高其運(yùn)行綜合效率具有重要意義。通過對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的全面研究，確定其存在的不足與缺陷，有針對(duì)性的進(jìn)行優(yōu)化，提高其運(yùn)行安全性，解放勞動(dòng)力，更全面的提高其運(yùn)行綜合效率。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：孔令姝（1985-），女，江蘇南京人，本科，研究方向：港口電氣自動(dòng)化。endprint