淺談?wù)袢A集裝箱吊具電氣設(shè)計(jì)工藝優(yōu)化

司蘇來 袁晨東

摘要：集裝箱吊具作為港口碼頭重要的起重設(shè)備，吊具故障占港口碼頭總體設(shè)備故障率的一半以上，設(shè)備的可靠性一直是工程部重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，也是我們吊具生產(chǎn)廠家最重要的質(zhì)量品控對(duì)象。產(chǎn)品需要抗震、耐摔、防腐蝕防老化等，為了降低故障率、提升品質(zhì)，筆者單純從設(shè)計(jì)和工藝角度分析改善吊具電氣部件，提升品質(zhì)，降低故障率。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)吊具;電氣提升改善;優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)

一、對(duì)單箱吊具電氣優(yōu)化

（一）繼電器線路優(yōu)化

按原控制原理，吊具上采用TURCK接近限位開關(guān)，即1個(gè)限位開關(guān)帶一個(gè)魏德米勒繼電器工作，電動(dòng)單箱吊具一般需要18～26個(gè)接近限位開關(guān)，電氣箱內(nèi)就要配置18～26個(gè)繼電器，單個(gè)繼電器寬度是33毫米，導(dǎo)致箱內(nèi)繼電器占用大量的安裝空間，而且每個(gè)繼電器都要接常開常閉觸點(diǎn)做邏輯保護(hù)或串并聯(lián)送信號(hào)給主機(jī)，接線工作量比較大且線多不美觀。經(jīng)過設(shè)計(jì)改善，對(duì)繼電器進(jìn)行集成，做成印制電路板（寬140毫米，長235毫米），只需要接輸入和輸出的線，內(nèi)部做邏輯串并聯(lián)，這樣不僅減少安裝空間，又減少了接線工作，省去人工，還能美觀電器箱內(nèi)環(huán)境，線槽里電線明顯減少。

（二）對(duì)電氣箱優(yōu)化

1.接線端子。吊具早期電器箱采用的是魏德米勒或菲尼克斯品牌2.5～6平方毫米的彈片式接線端子，每接一根線頭都要用螺絲刀先插入端子，打開彈片插入線頭再拔出螺絲刀，這樣才能完成接線，每次接線都要反復(fù)用螺絲刀操作，電器箱內(nèi)電線比較多，接線工作占用大量時(shí)間，進(jìn)展比較緩慢。經(jīng)過選型改善，采用菲尼克斯品牌2.5～4平方毫米的直插式接線端子，電線壓好銅接頭后可直接插入接線端子，不需要用螺絲刀旋或者插撥，大量縮短了接線時(shí)間，提升了接線工作效率。

2.接線顏色。目前吊具電器箱內(nèi)接線端子和單芯線都是固定顏色，沒有把強(qiáng)弱電分開，沒有把交直流電分開，容易接錯(cuò)線，也不方便維修。經(jīng)過改善，選用不同顏色的端子，以區(qū)分不同的電壓等級(jí)，把交流“L、N”、直流“+、–”公用端子用顏色區(qū)分，同時(shí)單芯線和內(nèi)部線按IEC標(biāo)準(zhǔn)用色標(biāo)區(qū)別來防止接錯(cuò)，有效提高了接線效率，降低了故障風(fēng)險(xiǎn)。

3.維修保養(yǎng)、換線優(yōu)化。很多老產(chǎn)品在平時(shí)維修保養(yǎng)時(shí)，用戶反映不好拆線，扎帶不好剪或填料涵不好松，內(nèi)部線查找也困難，比較亂。經(jīng)過改善設(shè)計(jì)，將電器箱內(nèi)布置做成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。把電器箱做成標(biāo)準(zhǔn)模塊，預(yù)留接口，外部線和電氣箱采用插拔形式對(duì)接，因?yàn)橄鋬?nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，查線也方便，外部線不用填料涵，把粗電纜換成細(xì)通訊接插線（24v DC控制），外部用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接插板拓展，這樣即方便維修保養(yǎng)，也布線美觀，降低故障率。

（三）對(duì)控制電壓優(yōu)化

增加電源，把交流控制變直流控制?，F(xiàn)行很多吊具都是交流控制，信號(hào)、指令都是交流控制，優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是不好保養(yǎng)維修，尤其是對(duì)限位開關(guān)、電磁閥插頭、電纜更換，要拆很多線，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。很多用戶希望電纜對(duì)接近開關(guān)或電磁閥連接用插拔形式，方便更換維修。但是交流控制電從安全設(shè)計(jì)角度考慮，是不能隨意插拔的，有高觸電危險(xiǎn)。改善辦法是在吊具上增加直流24V DC電源和繼電器集成板來轉(zhuǎn)換信號(hào)和指令，小小改動(dòng)就能在增加低成本的情況下，改成可以插拔的24V DC控制，這樣不僅方便用戶維修保養(yǎng)，也提升品質(zhì)。

（四）工藝綁扎和接線優(yōu)化

吊具在放線時(shí)，要注意以下幾個(gè)方面：

（1）把控制電和通訊線分開，布線槽中通訊線安排在線槽最里面，防止與控制電交叉受到干擾?？刂齐姲措妷捍笮∫来螐木€槽最外面向內(nèi)遞減。

（2）相同電壓等級(jí)的電纜可以捆扎在一起，最多可以放三層，粗的電纜放下面，直徑最細(xì)的放在上面，留有合適的余量，注意彎曲半徑不能太小，不能扭曲、壓迫，防止起皮磨損，與鋼結(jié)構(gòu)邊角碰到的地方需要加橡皮、纏繞管、軟管等保護(hù)。

（3）接線要按照?qǐng)D紙正確施工，不同線徑配以相應(yīng)的銅接頭，壓接要牢靠，切勿夾到絕緣皮和套管，插入端子排后，手施加一定拉力測(cè)試一下，確保連接的高可靠性;套管原理號(hào)、接點(diǎn)號(hào)要清楚，特別是繼電器K，接觸器KM等符號(hào)要打清楚，防止與端子接點(diǎn)混淆;

（4）接線箱內(nèi)線槽由原來的60×80改成60×100，增加線槽高度更方便接線，且美觀。

（5）多余備用線要用膠布包好留在線槽里，要先接主回路再接控制部分。

（6）接線套管要按要求打印，根據(jù)放線表選擇合適直徑熱縮套管還是普通套管，接線時(shí)套管首字母從下向上看，從左向右看，保證所有接線套管一致，字跡清楚準(zhǔn)確。

（7）撥線和切線時(shí)，要使用專用撥線鉗和段線鉗，保護(hù)好內(nèi)銅絲不受損壞;不能在箱內(nèi)施工，防止碎銅絲掉入電氣箱內(nèi)，損壞其它電氣元件。

（8）冷壓銅接頭時(shí)，要使用專業(yè)工具，管型和O型分開壓，不可用其它工具替代，接好線后輕拉一下電線檢查是否接牢靠。

（9）外部扎線時(shí)，要注意防水，一般電器出線后扎的位置比電器元件低，讓線向下有個(gè)彎曲幅度后再捆扎，防止雨水順著線流到電器內(nèi)。

（五）對(duì)電纜優(yōu)化

目前使用的電纜是普通船用電纜，線芯都是普通的一個(gè)顏色，容易磨損或者有油污看不清楚，集裝箱吊具屬于小部件，很多標(biāo)準(zhǔn)的地方可以考慮定制專用電纜，在內(nèi)芯顏色上有所區(qū)別;普通電纜在抗扭、耐磨損方面也不好，尤其是吊具使用環(huán)境惡劣，耐油、抗拉、抗扭、防紫外線都是要考慮的參數(shù)，在空間小、外露、輸纜鏈運(yùn)動(dòng)等因素下，我們更需要柔軟、防曬、易撥皮的專用電纜。改善后專用電纜在顏色、性能上更能保障產(chǎn)品的質(zhì)量。

二、對(duì)吊具模擬箱電氣優(yōu)化

（一）增加顯示操作部分

在調(diào)試模擬箱面板上增加觸摸顯示屏，做個(gè)人機(jī)界面，可顯示各部件限位開關(guān)信號(hào)和指令命令，一目了然可清楚看到吊具各部件狀態(tài)。觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)：①可省去很多信號(hào)燈和按鈕開關(guān);②可遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷故障和控制;③具有內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄功能;④電子郵件和短信提醒功能;⑤易于安裝插件模塊;⑥能轉(zhuǎn)換250多種工業(yè)通訊技術(shù)協(xié)議。主要攜帶的插件模塊有帶Logic Engine的數(shù)字I/O模塊、模擬量輸出模塊、通用模擬量輸入模塊、熱點(diǎn)偶和RTD模塊、單/雙環(huán)路PID控制模塊。

（二）對(duì)模擬箱箱體修改

現(xiàn)在的模擬外殼是約一米高的長方體，搬運(yùn)、接線、查故障都不方便，從美觀角度也不符合人體工學(xué)。改善后，箱體變薄，高度有所提高，輪子加大，減輕重量，方便推著行走;底板接線抬高，不用蹲著干活，接插式安裝，方便快捷，符合人體工學(xué);操作面板簡化，取消開關(guān)指令和信號(hào)燈，面板增加緊停按鈕開關(guān)，方便操作保障安全。

小結(jié)：通過以上改善，可有效的提升我們振華集裝箱吊具電氣品質(zhì)，降低了電氣故障發(fā)生的可能性;另一方面也方便用戶維修保養(yǎng)。通過優(yōu)化模擬箱來模擬現(xiàn)場(chǎng)試車，把吊具問題在公司內(nèi)部解決，全面檢查各部件，降低故障發(fā)生率是我們一直的追求。我作為振華吊具公司的技術(shù)設(shè)計(jì)，只有不斷更新改善，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，才能設(shè)計(jì)出更好的起重產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

任振輝，馬永鵬，劉軍.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M].北京：中國水利出版社，2008.

上海港機(jī)重工.電氣工藝安裝規(guī)范[S].第一版，2013.7.