1， 門座式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

門機(jī)的電氣系統(tǒng)主要由：主電路部分、控制電路部分、照明電路部分三大部分 組成。其中主電路部分包含：電力傳動(dòng)，電機(jī)及變頻器主電路；控制電路部分包 含：PLC、信號(hào)監(jiān)控、限位保護(hù)等。

1.1門機(jī)供電部分方案設(shè)計(jì)

門座式起重機(jī)供電電源為：AC380V，50HZ。通過門機(jī)電纜經(jīng)過刀閘柜，分別 給照明、控制及四大機(jī)構(gòu)主電路進(jìn)行供電。整個(gè)供電系統(tǒng)具備熱繼保護(hù)、過流保 護(hù)、過載保護(hù)、缺相保護(hù)等等一系列保護(hù)措施，以上保護(hù)措施均以 PLC 程序控制 為基礎(chǔ)制作 PLC I/O 點(diǎn)內(nèi)部，用于 PLC 進(jìn)行整個(gè)電氣系統(tǒng)的自檢，出現(xiàn)保護(hù)缺失 的情況馬上反應(yīng)至故障顯示屏[43]。

      1.2  門機(jī)輔助系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1）司機(jī)室控制部分設(shè)計(jì)

司機(jī)室左右聯(lián)動(dòng)臺(tái)更換德國(guó) S+B 主令控制器，其中起升與行走共用、變幅與 旋轉(zhuǎn)共用，且能實(shí)現(xiàn)變幅與旋轉(zhuǎn)同時(shí)動(dòng)作。主令控制器通過主令編碼器將動(dòng)作信號(hào) 及電機(jī)速度信號(hào)輸入給 PLC，再由 PLC 經(jīng)過相關(guān)計(jì)算將信號(hào)傳遞給變頻器，通過 變頻器輸出不同頻率的電源實(shí)現(xiàn)電機(jī)動(dòng)作。

2）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 司機(jī)室內(nèi)部安裝新型起重機(jī)動(dòng)態(tài)記錄儀當(dāng)負(fù)載達(dá)到額定起升載荷，有指示燈顯

示，當(dāng)達(dá)到額定起升載荷的 110％時(shí)，聲光同時(shí)報(bào)警，這時(shí)能自動(dòng)停止起升，但仍 保留下降功能。負(fù)載傳感器容易拆裝容易維修。并且配備累加器使得便于門機(jī)統(tǒng)計(jì) 作業(yè)耗電量及門機(jī)司機(jī)作業(yè)量。

在司機(jī)室內(nèi)部及門機(jī)電氣室 PLC 柜面上安裝故障顯示屏，電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn) 后，PLC 柜面和司機(jī)室里的觸摸屏將自動(dòng)顯示故障原因，指示故障部位，依照故 障原因維修人員可對(duì)故障進(jìn)行快速排除；排除過后，需按復(fù)位按鈕 C4SB4，而后 機(jī)構(gòu)方可進(jìn)行運(yùn)行操作。

3）照明部分電路設(shè)計(jì)

門機(jī)照明部分由機(jī)上照明與機(jī)下照明兩部分控制，為保障在斷開主電源后維修 人員能夠開展設(shè)備保養(yǎng)及維護(hù)工作，整個(gè)照明系統(tǒng)電源設(shè)置在總電源上口，保障斷 開主電源后仍然保證照明。

2.門座式起重機(jī)起升/行走機(jī)構(gòu)電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

起升/行走機(jī)構(gòu)是由兩臺(tái)安川變頻器控制兩臺(tái)變頻電機(jī)進(jìn)行啟停運(yùn)行，保證起 升機(jī)構(gòu)正常、安全的運(yùn)行。

2.1  起升/行走工作原理

起升機(jī)構(gòu)可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)單雙機(jī)運(yùn)行，通過司機(jī)室右聯(lián)動(dòng)臺(tái)的操作手柄 可實(shí)現(xiàn)單機(jī)開閉抓斗和雙機(jī)起升功能。同時(shí)設(shè)置行走與起升機(jī)構(gòu)的互鎖功能，保證 在門機(jī)大車行走時(shí)，無法使起升機(jī)構(gòu)動(dòng)作，起升機(jī)構(gòu)與行走機(jī)構(gòu)共用一臺(tái)變頻器， 當(dāng)行走 PLC 分站出現(xiàn)通訊故障時(shí)，可利用司機(jī)室右聯(lián)動(dòng)臺(tái)的行走/開閉與行走/支持 進(jìn)行切換，從而保障門機(jī)大車行走的有效性。

     2.2 起升/行走 PLC 系統(tǒng)控制

起升機(jī)構(gòu) PLC 控制原理是由 PLC 程序控制，滿足起升零位條件即：手柄在零 位、相序正常、起升機(jī)構(gòu)保護(hù)電氣無故障、風(fēng)速儀風(fēng)速在正常范圍內(nèi)（18m/s 以 下）、超負(fù)荷儀表（當(dāng)起重量達(dá)到 95%時(shí)，超負(fù)荷儀表發(fā)出報(bào)警和燈光提示，當(dāng) 起重量達(dá)到 110%輸出繼電器觸電延時(shí)斷電信號(hào)）正常、檔位未設(shè)置在行走檔起升 機(jī)構(gòu)允許動(dòng)作。若超負(fù)荷超出額定值后，起升機(jī)構(gòu)只允許上升不允許下降，起重量 在額定值內(nèi)起升機(jī)構(gòu)即允許上升也允許下降。

   2.3 起升/行走限位保護(hù)

1）起升機(jī)構(gòu)保護(hù)限位 起升機(jī)構(gòu)配置有多功能凸輪限位，限位能實(shí)現(xiàn)在正常位置前的減速、終點(diǎn)自動(dòng)

停止及極限緊急停止的保護(hù)，同時(shí)起升電機(jī)內(nèi)部安裝編碼器給 PLC 速度及力矩反 饋，超速開關(guān)等保障起升機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)行，設(shè)置起升鋼絲繩防跳槽限位保護(hù)等。

2）行走機(jī)構(gòu)保護(hù)限位 行走機(jī)構(gòu)與起升機(jī)構(gòu)設(shè)置互鎖功能，即起升時(shí)門機(jī)不能實(shí)現(xiàn)行走功能，門機(jī)行

走時(shí)起升機(jī)構(gòu)不能動(dòng)作。同時(shí)行走機(jī)構(gòu)設(shè)置有行走電纜終端限位、電纜過緊限位、大車防撞限位、電動(dòng)鐵鞋限位、行走錨定限位等保護(hù)限位。

圖紙相關(guān)說明如下：

（1）380V、50HZ 的主回路電源經(jīng)過空開 Q1、輸入電抗器以限制短路電流及 高頻諧波，進(jìn)入安川 YS1000 變頻器內(nèi)部，當(dāng)變頻器獲得輸出指令后，從 U、V、 W 端輸出至起升電機(jī)從而使電機(jī)實(shí)現(xiàn)起升電機(jī)的速度控制。

（2）當(dāng)起升電機(jī)無速度輸入時(shí)且起升電機(jī)處于動(dòng)作狀態(tài)（下降階段），因電 動(dòng)機(jī)被下降導(dǎo)致動(dòng)磁生電，電流沿主電路返回此時(shí)反饋電流經(jīng)制動(dòng)單元處理分配給 制動(dòng)電阻，防止反饋電流對(duì)變頻器內(nèi)部電氣元件造成損壞，制動(dòng)電阻將反饋電能轉(zhuǎn) 化為熱能消耗掉。

（3）起升機(jī)構(gòu)的空開、接觸器、保護(hù)限位、電機(jī)內(nèi)部編碼器等外部信號(hào)，經(jīng) PLC 的 I/O 模塊輸入到 PLC，經(jīng) PLC 內(nèi)部程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算后實(shí)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)的保 護(hù)與動(dòng)作。

（4）起升機(jī)構(gòu)采用閉環(huán)矢量控制，可使得起升機(jī)構(gòu)具備速度響應(yīng)迅速、調(diào)速 空度高等特點(diǎn)。

（5）PLC 的 CPU 外接故障顯示屏，將起升機(jī)構(gòu)保護(hù)及速度等信號(hào)反饋給觸 摸屏。出現(xiàn)故障時(shí)，PLC 可控制變頻器停止運(yùn)行，制動(dòng)器制動(dòng)，顯示相關(guān)故障， 并在聯(lián)動(dòng)臺(tái)蜂鳴報(bào)警。