目（mù）前（qián），全變頻吊具電（diàn）纜卷筒係統已在港口生產（chǎn）中得到廣泛應用（yòng），但（dàn）在控製方式以（yǐ）及機（jī）械結構上仍存（cún）在不足（zú），表（biǎo）現為（wéi）係統（tǒng）控製電（diàn）路複雜，故（gù）障環節較（jiào）多，極（jí）易發生係統故（gù）障，掉電（diàn）纜、損（sǔn）壞電纜事故，時常（cháng）造成岸邊集裝箱起重（chóng）機（以下簡稱岸橋）長時間停機現象。本文根據實際工況設（shè）計實施了一套新的吊具卷纜係統（tǒng）。該係統使用（yòng）帶編（biān）碼器的變頻電機（jī）進行閉環（huán）控製，機械機構以卷筒與緩衝（chōng）器配（pèi）合使用（yòng），通過機車PLC控製程序，根（gēn）據（jù）不同工況輸出力（lì）矩給（gěi）定致變（biàn）頻器，變（biàn）頻器驅動電機，通過（guò）減速箱直接帶動卷筒。這種控製方式有效提高了（le）係統的運行可靠性（xìng）。

1  改造方案（àn）

1.1 方案（àn）比較

根據綜合分析（xī）整個係統（tǒng）的科學性、機械結構的（de）安全使用（yòng）要求（qiú）、設備性能參數（shù）的優化、電控類型（xíng）和產品的選擇、改造（zào）費用和周期（qī）等因素，提出（chū）了三種岸橋吊具（jù）動力卷筒係統的（de）改造（zào）方（fāng）案（àn）。

(1) 電纜卷盤方（fāng）案（àn）。采（cǎi）用（yòng）電纜卷（juàn）盤結構，使（shǐ）用安（ān）川公司（sī）生（shēng）產的A1000變頻器，驅動2台專用變頻電機（jī），通過磁滯連軸器和減（jiǎn）速箱帶動卷盤跟吊（diào）具（jù）運轉，變頻器的控製由機車（chē）PLC實現，為（wéi）速度控（kòng）製，且（qiě）輸出的速度（dù）是（shì）平滑無級的，另（lìng）外此係（xì）統沒有速度反饋，為開環控（kòng）製。

(2) 電纜（lǎn）卷筒方案。采（cǎi）用卷筒機械結構，簡化控製回路。更換電纜卷筒（tǒng）采用雙支撐結構（gòu），改（gǎi）型垂纜減速箱將錐型（xíng）齒輪改（gǎi）為直式齒（chǐ）輪。使用一（yī）台（tái）電機驅動卷纜，變頻器升級，采用通訊控製方（fāng）式（shì）的電氣設計簡化控製流（liú）程（chéng），減少控製元件。根（gēn）據起升機構的（de）運（yùn）行位置（zhì）與（yǔ）速度實現力（lì）矩控製（zhì）與閉環控製。

(3)局部改進方案。原機（jī）械結構（gòu）不變，在電纜卷筒東側增加支撐點（diǎn），采（cǎi）用直（zhí）式齒輪減速箱。2台電機（jī）不變，升級變頻器，電氣（qì）元件重新選型更新，減（jiǎn）少相（xiàng）關控製（zhì）器件。控（kòng）製方式不變（biàn），將故障高發部位（wèi）升級換（huàn）型。

以上三種改（gǎi）造方案（àn）中，經（jīng）分析比較，最（zuì）終選定電纜卷（juàn）筒方案（àn），從電氣與機械（xiè）方麵對裝卸橋（qiáo）吊具動力電纜（lǎn）係統進行全麵升級，優化控製流程。

1.2 工況設計

該係統控（kòng）製吊具（jù）電纜（lǎn）跟（gēn）隨吊具上下運動進行收放動（dòng）作（zuò），在（zài）正常情（qíng）況下，起重機PLC收到吊具手柄信息，就向電纜卷筒係（xì）統發出啟（qǐ）動指令；電纜（lǎn）卷（juàn）筒係統變頻器（qì）立即啟動（dòng）實現轉矩控製（同時製動器打開），並（bìng）立即（jí）反饋起重機“電纜卷筒係統已經運（yùn）行信號”；收到（dào）此信號（hào）後，吊具起升才（cái）可以（yǐ）運行；起重（chóng）機（jī）吊具停止到零速後，電（diàn）纜卷（juàn）筒係統再延時停（tíng）止。

在控（kòng）製方式上（shàng），根據起（qǐ）升機構的運（yùn）行情況，將卷纜係統分（fèn）為6種工況。通過岸（àn）橋主控係統采（cǎi）集（jí）設備信（xìn）息，經過分析運算得出卷纜所處工況，輸出給變頻器相應的力矩給定，保證電纜在作業中保持良好的拉伸力，從而不（bú）會對電（diàn）纜產生損（sǔn）傷。

根據前期調（diào）研，該（gāi）設計方案具（jù）有一定（dìng）的可行性。其中更換電纜（lǎn）卷筒、改型垂纜減速箱、采用雙支撐結構等一係列硬件改進措施（shī）提（tí）高了設備安全性能。將2台電（diàn）機更（gèng）換為1台電機（jī）驅（qū）動卷纜，降低設備維護（hù）成（chéng）本，變（biàn）頻器升級為安川A1000型（xíng）號，采（cǎi）用通訊控製（zhì）方式的電氣設計簡（jiǎn）化了控製流程，使係統更加科學。

2  實施（shī）方案

2.1 方案概述（shù）

更換電（diàn）纜卷筒（tǒng），采用雙支（zhī）撐結（jié）構（gòu），改型卷纜（lǎn）減速箱，將2台電機更（gèng）換為1台電機驅動（dòng）卷（juàn）纜，變（biàn）頻器升級為安川A1000型號（hào），編碼器（qì）、超速開（kāi）關（guān）、製動（dòng）器及電控櫃內各電（diàn）氣元件（jiàn）整體升（shēng）級換（huàn）型（xíng）。

2.2 主要元件升級（jí）

(1) 電動機。根據設計要（yào）求（qiú），將用1台較（jiào）大功（gōng）率的電機替（tì）代（dài）原有2台小功率（lǜ）電機（jī）控製卷纜（lǎn）係統的運轉，解決雙電機控製的同步問題，同時在（zài）滿足（zú）功（gōng）率、電壓等技術要求的前提下，科學選型。

(2) 變頻器。按照電機的輸出電流（liú）、負載總功率、負載電（diàn）壓等級（jí），選（xuǎn）購1台較為成熟的變頻器產（chǎn）品，提高控製精度。

2.3 安裝調試

(1) 硬件安裝。改造硬件（jiàn）施工（gōng）包括原機械器件拆裝、新型（xíng）機（jī）械設備安（ān）裝以及電氣安裝3個階段。首先根據實（shí）際情況製定了卷纜卷筒、減速（sù）箱等機（jī）械大（dà）部（bù）件的吊裝（zhuāng）方案（àn），嚴格（gé）按照安全要（yào）求將原有機械（xiè）器件吊（diào）下更換為新型機械設備（bèi），根據設（shè）計（jì）方案焊接（jiē）主體框架（jià），按規範安裝各機械元件（jiàn），合理優化輻射電纜，規範接（jiē）線。

(2) 軟（ruǎn）件程序編寫。按照（zhào）設計思路，卷纜係統的（de）變頻器（qì）控（kòng）製由機車PLC係統進行編程來實現軟件控製。這樣操作簡單，並且控製過程準確有效，便於調（diào）試維修。程序的主要（yào）設計思路是：根據起升（shēng）機（jī）構的（de）運行情況，將卷纜係統分為（wéi）6種工況。通過橋吊（diào）主控係統采集設備（bèi）信息，經（jīng）過分析運算得（dé）出（chū）卷纜所（suǒ）處工況，輸出給變（biàn）頻器相（xiàng）應的（de）力矩給定（dìng），保（bǎo）證電纜在作業中保持良好（hǎo）的拉（lā）伸力（lì），從而不（bú）會對電纜產（chǎn）生損（sǔn）傷（shāng）。

3  結語

經過技術（shù）改造後，新型（xíng）卷纜係統（tǒng）在岸橋上運行穩定。在使用過程（chéng）中，整（zhěng）套係統故障率保持了一個較（jiào）低的水（shuǐ）平，設備（bèi）的（de）安（ān）全可靠性得到很（hěn）大的提（tí）升，基（jī）本（běn）避免（miǎn）了原係統內多種故障，達到了（le）預期效（xiào）果，保證了船舶計劃（huá）動態的兌（duì）現。同時整台設（shè）備節省費用年均3萬元，創造效益年均55836元，具有較大的（de）推（tuī）廣價值。