張任巧

摘要：抓斗卸船機(jī)電氣安全保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)有效、長期可靠，并在實(shí)踐中不斷完善，以確保人民生命和國家財(cái)產(chǎn)的安全。近幾年，國家按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，站在以人為本的角度，將企業(yè)安全生產(chǎn)工作提到前所未有的高度，制定了一系列嚴(yán)格的安全生產(chǎn)法律法規(guī)。

關(guān)鍵詞：抓斗卸船機(jī)；電氣保護(hù)；安全

一、卸船機(jī)電氣安全保護(hù)系統(tǒng)的配置研究

1.電氣繼電保護(hù)裝置的設(shè)置分析

中壓進(jìn)線柜：應(yīng)設(shè)電流速斷、反時(shí)限過電流、零序、欠電壓保護(hù)，采用具有電壓、電流、功率因數(shù)、歧變率、均衡度的數(shù)字式綜合顯示器。中壓變壓器：應(yīng)設(shè)電流速斷、反時(shí)限過電流、溫度、零序、欠電壓、過電壓保護(hù)，應(yīng)采用全數(shù)字式綜合顯示保護(hù)器。交流變頻電動(dòng)機(jī)：應(yīng)設(shè)短路、過流、熱保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、缺相和單相接地、欠電壓保護(hù)。變頻調(diào)速傳動(dòng)裝置：應(yīng)設(shè)過壓、欠壓、接地、超速、過熱、溫度、電磁兼容保護(hù)。動(dòng)力電源電路：應(yīng)設(shè)短路、過壓、欠壓、隔離、相序保護(hù)，并優(yōu)先采用 TN- C- S 配電方式。檢修電源電路：應(yīng)設(shè)短路、過流、單相接地、漏電保護(hù)。照明電源電路：應(yīng)設(shè)短路、過流、單相接地保護(hù)?？刂齐娫措娐罚簯?yīng)設(shè)短路、過壓、欠壓、零電壓、急斷隔離保護(hù)。整機(jī)配電系統(tǒng)：應(yīng)設(shè)接地、防雷保護(hù)。

2.主要機(jī)構(gòu)安全保護(hù)裝置分析

開閉機(jī)構(gòu)：應(yīng)設(shè)雙向預(yù)備機(jī)械式限位、雙向終端機(jī)械式限位、雙向終端過卷機(jī)械式限位、離心式高速端超速裝置、離心式低速端超速裝置、排繩保護(hù)裝置、荷重式傳感器超載限制器保護(hù)、限制過開過閉輔助保護(hù)、啟動(dòng)及事故信號(hào)裝置。并對(duì)控制器和調(diào)速器程序軟件的上述功能作重復(fù)軟保護(hù)。起升機(jī)構(gòu)：應(yīng)設(shè)雙向預(yù)備機(jī)械式限位、雙向終端機(jī)械式限位、雙向終端過卷機(jī)械式限位、離心式高速端超速裝置、離心式低速端超速裝置、排繩保護(hù)裝置、荷重式傳感器超載限制器保護(hù)、啟動(dòng)及事故信號(hào)裝置。并對(duì)控制器和調(diào)速器程序軟件的上述功能作重復(fù)軟保護(hù)。小車機(jī)構(gòu)：應(yīng)設(shè)雙向預(yù)備機(jī)械式限位、雙向終端機(jī)械式限位、雙向預(yù)備動(dòng)量驗(yàn)證限位、料門防撞限位、定位驗(yàn)證限位、停泊位限位、離心式超速裝置、排繩保護(hù)裝置、限制過擺輔助保護(hù)、啟動(dòng)及事故信號(hào)裝置。并對(duì)控制器和調(diào)速器程序軟件的上述功能重復(fù)軟保護(hù)。變幅機(jī)構(gòu)：應(yīng)設(shè)雙向預(yù)備機(jī)械式限位、雙向終端機(jī)械式限位、上終端機(jī)械式急斷限位、雙向終端過卷機(jī)械式限位、松繩限位、離心式高速端超速裝置、離心式低速端超速裝置、限制過力矩輔助保護(hù)、啟動(dòng)及事故信號(hào)裝置。并對(duì)控制器和調(diào)速器程序軟件的上述功能重復(fù)軟保護(hù)。大車機(jī)構(gòu)：應(yīng)設(shè)雙向預(yù)備機(jī)械式限位、雙向終端雙備機(jī)械式限位、防撞限位、防爬/錨定/拉索/夾輪/夾軌/各卷盤終端方向聯(lián)鎖限位、定位驗(yàn)證限位、停泊位限位、大風(fēng)預(yù)警裝置、登機(jī)和啟動(dòng)及事故信號(hào)裝置、負(fù)荷均衡防扭自糾偏裝置。

3.抓斗機(jī)構(gòu)的保護(hù)分析

設(shè)在起升減速箱上的凸輪限位共有五組觸點(diǎn)：

1）、上升停止限位，抓斗的起升最高點(diǎn)，位置一般為碼頭軌道面以上26米。2）、上升安全限位，是抓斗起升的二級(jí)保護(hù)限位，當(dāng)上升停止限位失靈時(shí)采取的保護(hù)措施，有兩個(gè)觸點(diǎn)，一個(gè)接入PLC的DI點(diǎn)，另一個(gè)串入制動(dòng)器的控制回路。位置一般為碼頭軌道面以上26.5米。3）、下降停止限位，是抓斗下降的最低點(diǎn)，位置一般為碼頭軌道面以下27.5米。4）、同步限位，用于起升的同步。

開閉機(jī)構(gòu)的凸輪限位比起升的少一組觸點(diǎn)，即同步限位，其余的與起升一樣。除凸輪限位外，抓斗機(jī)構(gòu)還有其他保護(hù)：

1）、普通模式軟限位，抓斗在普通模式下，上升的最高點(diǎn)是21米，此設(shè)置為PLC系統(tǒng)中軟限位，沒有硬件。2）、超速保護(hù)，起升和開閉相對(duì)值編碼器外側(cè)各裝有一個(gè)同軸超速開關(guān)，整定值為起升電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的115%左右，動(dòng)作時(shí)，PLC將切斷控制回路，給出超速故障報(bào)警。3）、過溫保護(hù)，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)各裝有一組溫控開關(guān)，當(dāng)電機(jī)溫度或溫升達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，PLC便會(huì)斷開控制回路，并給出故障報(bào)警。4）、鋼絲繩疊繞，每個(gè)鋼絲繩卷筒底部都裝有一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置，當(dāng)鋼絲繩發(fā)生疊繞時(shí)，傳動(dòng)裝置就會(huì)是該限位開關(guān)動(dòng)作，PLC斷開控制回路，并通過CMS顯示屏給出故障報(bào)警。5）、俯仰水平限位，前大梁必須停在水平位置上，否則起升、開閉機(jī)構(gòu)的運(yùn)行都將被禁止。6）、過載保護(hù)，抓斗的稱重由裝在后大梁尾部的測力滑輪組上的兩個(gè)傳感器給出。傳感器放大的模擬信號(hào)經(jīng)過AI輸入點(diǎn)接入PLC，PLC獲取信號(hào)。抓斗負(fù)載以噸為單位，滿負(fù)荷為62噸，超出此數(shù)值持續(xù)1秒鐘，就會(huì)產(chǎn)生0級(jí)過載報(bào)警信號(hào)，此時(shí)抓斗可繼續(xù)運(yùn)行；超出71噸持續(xù)2秒鐘，PLC將給出1級(jí)過載報(bào)警信號(hào)，此時(shí)抓斗只能下降，不能起升；負(fù)載超過77.5噸持續(xù)1秒鐘，PLC將給出2級(jí)過載報(bào)警信號(hào)，此時(shí)起升和開閉機(jī)構(gòu)的緊急制動(dòng)器就會(huì)動(dòng)作，正常情況下抓斗驅(qū)動(dòng)器不能送電，必須將司機(jī)室的“過載旁路”按鈕按下，并同時(shí)按送電按鈕，驅(qū)動(dòng)器方可得電，但起升不能超過5秒鐘，必須進(jìn)行開斗操作以后，此保護(hù)才能恢復(fù)正常。

4.聯(lián)鎖保護(hù)裝置分析

根據(jù)作業(yè)工藝規(guī)定、對(duì)設(shè)備運(yùn)行邏輯設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)（ 內(nèi)容較多，此處省略） 。

二、機(jī)構(gòu)安全保護(hù)裝置設(shè)置原則

1.電氣保護(hù)裝置的設(shè)置，必須由實(shí)物現(xiàn)場驗(yàn)證其運(yùn)行是有效的。

2.電氣保護(hù)裝置的性能要能耐受常年風(fēng)吹、日曬、雨淋、腐蝕的環(huán)境條件，否則除頻繁更換和浪費(fèi)外，還會(huì)造成假象使運(yùn)行人員麻痹大意，釀成慘禍。

3.對(duì)工藝環(huán)節(jié)的要求必須可靠，具致命性的機(jī)構(gòu)部位設(shè)置的保護(hù)開關(guān)不能使用非直接式的，如：電磁（容）接近開關(guān)、光電開關(guān)、超聲波開關(guān)等等。

4.對(duì)控制器和調(diào)速器程序軟件方式的軟保護(hù)，僅僅只能作為主保護(hù)的冗余，不能當(dāng)作必要條件。

5.電氣保護(hù)裝置的設(shè)置，應(yīng)在更換時(shí)盡量無需復(fù)雜繁瑣的人工再調(diào)整過程。

6.在制作卸船機(jī)管理系統(tǒng)（ GCMS） 時(shí) ，要設(shè)“電氣保護(hù)裝置有效性驗(yàn)證”功能項(xiàng)，可在每次開機(jī)前進(jìn)行自檢，通過后再轉(zhuǎn)入正常作業(yè)。

三、結(jié)束語

抓斗卸船機(jī)是用于電力、冶金、交通行業(yè)的國家骨干企業(yè)的強(qiáng)檢特種大型起重設(shè)備，也是容易發(fā)生人身傷亡和設(shè)備損毀事故的設(shè)備。抓斗卸船機(jī)內(nèi)配置的電氣安全保護(hù)系統(tǒng)對(duì)整機(jī)的安全運(yùn)行起著決定性作用，必須正確設(shè)置、實(shí)用有效、可靠耐久。

參考文獻(xiàn)：

[1]張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].中國鐵道出版社，1998.