陳宇

摘要：冶金行業(yè)中作為不可缺少的特種設(shè)備之一起重機(jī)，隨著科技的快速發(fā)展和生產(chǎn)的需求而不斷的發(fā)展進(jìn)步。特別是在起重機(jī)的電氣控制方面，因?yàn)樵谄鹬貦C(jī)的運(yùn)行中起著尤為關(guān)鍵的作用，所以發(fā)展尤為顯著。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速;調(diào)壓調(diào)速裝置;無(wú)線(xiàn)遙控;無(wú)觸點(diǎn)

1傳統(tǒng)起重機(jī)的特點(diǎn)以及現(xiàn)狀

1.1傳統(tǒng)起重機(jī)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)起重機(jī)電控系統(tǒng)基本上都是采用接觸器繼電器等傳統(tǒng)元器件，加上串接多組電阻箱的繞線(xiàn)式電機(jī)組成的控制系統(tǒng)。它的調(diào)速精度，傳動(dòng)性能，和可靠性都很差，能耗和維修成本卻很高。

傳統(tǒng)起重機(jī)控制方式電器元件多，接線(xiàn)復(fù)雜。由于長(zhǎng)期重載運(yùn)行，頻繁的正反轉(zhuǎn)，接觸器帶電流分?jǐn)?，沖擊電流大，對(duì)接觸器主觸點(diǎn)損害很大，經(jīng)常需要更換接觸器。在傳統(tǒng)起重機(jī)的控制系統(tǒng)中，調(diào)速比小，機(jī)械沖擊大，改變方向靠接觸器正反轉(zhuǎn)來(lái)完成，加速靠切電阻接觸器達(dá)到目的。加速檔位多，需要外接多組電阻箱，不但容易壞，而且效率很低，相反電能消耗卻很大。另外，對(duì)電機(jī)的保護(hù)也是不完善的，操作工頻繁的點(diǎn)動(dòng)換向，急停剎車(chē)，對(duì)電機(jī)的傷害很大，容易發(fā)生電機(jī)燒毀的現(xiàn)象。加上它的制動(dòng)沖擊大，無(wú)電氣控制，容易損傷起重機(jī)。

1.2傳統(tǒng)起重機(jī)的現(xiàn)狀

就起重機(jī)本身設(shè)備而言，處于冶金行業(yè)特殊的工作環(huán)境下，起重機(jī)的工作環(huán)境比較惡劣，高溫﹑粉塵對(duì)起重機(jī)設(shè)備特別是電控部分的侵蝕，不但對(duì)電氣元器件造成傷害，還會(huì)影響起重機(jī)的使用壽命。一方面，起重機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的重載運(yùn)行，工作強(qiáng)度很大，對(duì)設(shè)備尤其是電氣設(shè)備的要求相應(yīng)提高。另一方面，電氣設(shè)備，尤其是元器件在高溫粉塵的環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行，接觸器、繼電器頻繁動(dòng)作，電流大﹑時(shí)間長(zhǎng)，超出了它的理論承受能力，經(jīng)常容易損壞，維修量很大，維修費(fèi)用也很高。這種情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，起重機(jī)的可靠性越來(lái)越差，故障逐漸增多，電氣設(shè)備的壽命相應(yīng)變短。再加上由于控制回路的線(xiàn)路復(fù)雜，故障點(diǎn)多，當(dāng)起重機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障時(shí)，查找原因困難，有時(shí)會(huì)耽擱很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的連續(xù)作業(yè)造成了很大影響。制動(dòng)方面制動(dòng)閘皮由于操作人員頻繁靠反接制動(dòng)來(lái)穩(wěn)鉤和停車(chē)，承受的沖擊力較大，容易磨損，不及時(shí)處理還會(huì)出現(xiàn)溜鉤和溜車(chē)現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

起重機(jī)是最容易出安全事故的設(shè)備之一。操作工不按照操作規(guī)程操作，歪拉斜吊，把限位開(kāi)關(guān)當(dāng)停止使用，猛烈打反剎急停，種種違章行為，既對(duì)起重機(jī)設(shè)備造成了傷害，還會(huì)引起安全事故的發(fā)生。

2起重機(jī)改造升級(jí)的具體應(yīng)用方案

2.1變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的應(yīng)用

變頻調(diào)速控制系統(tǒng)在起重機(jī)控制系統(tǒng)中是最可靠的。它的調(diào)速精度高，具有可靠穩(wěn)定，控制靈活，運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)和傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，可以簡(jiǎn)化很多，減少大量的接觸器繼電器等元器件和線(xiàn)路，由于不需要使用繞線(xiàn)式電機(jī)，可以省去大量的電阻箱，相應(yīng)的就能節(jié)約大量的電能，從根本上解決了故障率高，電能浪費(fèi)大，效率低的問(wèn)題。

變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是目前電氣行業(yè)中使用最廣泛的調(diào)速系統(tǒng)，在起重機(jī)上的應(yīng)用也逐年增多，為起重機(jī)換向﹑加速及停車(chē)提供了新的調(diào)速方案。它效率高﹑能耗低，控制線(xiàn)路少而精干，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單方便，報(bào)警和故障保護(hù)功能齊全，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性與傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)相比有很大的提高。

變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造需要對(duì)起重機(jī)整個(gè)電氣控制系統(tǒng)全部進(jìn)行更換，資金投入與傳統(tǒng)控制相比要高。但是它的系統(tǒng)穩(wěn)定，降低了起重機(jī)的故障率，提高了工作效率，加上簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，電機(jī)及元器件的備件消耗大大降低了，長(zhǎng)期使用的綜合成本并不高。對(duì)起重機(jī)運(yùn)行要求高的企業(yè)及場(chǎng)所，資金充?？梢赃x擇變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。

2.2定子調(diào)壓調(diào)速裝置的應(yīng)用

定子調(diào)壓調(diào)速裝置是在起重機(jī)傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)其專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)。它利用原先的繞線(xiàn)式電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率作為速度閉環(huán)的反饋，簡(jiǎn)便，實(shí)用，不需要更換任何機(jī)械設(shè)備。維修維護(hù)非常方便，顯示面板不僅能顯示電機(jī)電流﹑速度﹑檔位等，還可顯示歷史故障，方便維修人員判斷和排除故障。系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和報(bào)警保護(hù)功能完善，能夠很好的保護(hù)設(shè)備和及時(shí)的提醒維修人員。它使用可靠，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，能很好的應(yīng)用于環(huán)境溫度高，粉塵嚴(yán)重的冶金起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)。

調(diào)壓調(diào)速裝置對(duì)電機(jī)的電流和機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度等進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)控和保護(hù)，制動(dòng)器的控制和電機(jī)的力矩進(jìn)行了配合，因此增加了運(yùn)行的安全性能。降低了電氣及機(jī)械的沖擊，使電氣及機(jī)械等部件的壽命得到了增加，降低了故障率，因此也增加了整機(jī)運(yùn)行的可靠性。而且由于它的核心裝置的參數(shù)可以調(diào)整，所以可根據(jù)起重機(jī)和工作場(chǎng)所的的具體要求進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

雖然調(diào)壓調(diào)速裝置的前期投入與傳統(tǒng)控制相比要高，但由于系統(tǒng)對(duì)電氣和機(jī)械部分的控制性，使起重機(jī)整體運(yùn)行穩(wěn)定，故障﹑維修和備件消耗大大減少，同時(shí)電氣部分的完好穩(wěn)定性減少了對(duì)機(jī)械部分的傷害，極大延長(zhǎng)了起重機(jī)的使用壽命。同時(shí)可保障起重機(jī)的不間斷運(yùn)行，提高了工作效率，所以綜合成本還是比較低的。

2.4無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)的應(yīng)用

無(wú)線(xiàn)遙控器改變了有線(xiàn)操作和固定駕駛室操作的控制方式，它是采用無(wú)線(xiàn)電的傳輸對(duì)機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制的一種裝置。它的準(zhǔn)確性好，靈敏度高，信號(hào)連續(xù)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。它的密封性很好，不但防塵防水，還適應(yīng)高低溫，加上現(xiàn)在元器件技術(shù)的快速發(fā)展，遙控的距離也大大增長(zhǎng)了，在各種惡劣的環(huán)境下都能很好的適應(yīng)。

無(wú)線(xiàn)遙控器設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)單方便，操作人員通過(guò)手持式或腰掛式發(fā)射器可長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)操作。并且可以根據(jù)自身的習(xí)慣和安全角度選擇恰當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行操作，還可以根據(jù)吊運(yùn)情況進(jìn)行微調(diào)，避免操作角度不清晰造成的工作失誤，杜絕安全隱患的發(fā)生。目前無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)的分頻技術(shù)和抗干擾性已經(jīng)可以保證在同一區(qū)域內(nèi)多套遙控器各自可靠穩(wěn)定運(yùn)行，互相不干擾。

無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)的改造可以在起重機(jī)原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加改造，并保留原先的操作系統(tǒng)交替使用。它使起重機(jī)有了兩套操作系統(tǒng)，保證了生產(chǎn)的持續(xù)性運(yùn)行。無(wú)線(xiàn)遙控操作可以由生產(chǎn)或維修工作人員兼職操作，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“操檢合一”，加上不再需要配備專(zhuān)門(mén)的指揮人員，對(duì)企業(yè)而言，大大節(jié)省了人力資源的成本，減少了自身的費(fèi)用開(kāi)支[2]。

2.5起重機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

起重機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集﹑存儲(chǔ)﹑分析，在控制層對(duì)起重機(jī)的關(guān)鍵電氣元器件數(shù)據(jù)進(jìn)行定制化采集，采集后的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣計(jì)算后，上傳至云平臺(tái)，起重機(jī)維護(hù)人員可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或者手機(jī)軟件的方式隨時(shí)隨地的訪(fǎng)問(wèn)云平臺(tái)，對(duì)起重機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，并可以通過(guò)歷史數(shù)據(jù)查看設(shè)備運(yùn)行的情況，進(jìn)而樹(shù)立對(duì)策解決相對(duì)應(yīng)的問(wèn)題。

起重機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)功能強(qiáng)大，它有著全局總覽，狀態(tài)總覽，報(bào)警查詢(xún)和歷史曲線(xiàn)等。起重機(jī)維護(hù)人員通過(guò)該系統(tǒng)可以直接了解起重機(jī)的運(yùn)行趨勢(shì)和故障情況等重要信息，為設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)提供理論支持。在起重機(jī)運(yùn)行中對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，獲得輔助信息，進(jìn)而了解操作人員的操作情況，督促操作人員規(guī)范操作，杜絕違章作業(yè)。出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)會(huì)將故障信息推送給維護(hù)人員，便于維護(hù)人員通過(guò)故障信息對(duì)故障進(jìn)行快速診斷。還可以通過(guò)歷史曲線(xiàn)準(zhǔn)確的分析和判斷事故發(fā)生的原因，后續(xù)對(duì)其維護(hù)及改進(jìn)[3]。

起重機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)也是可以在起重機(jī)原有的控制系統(tǒng)上增加改造而成。它的改造成本很低，卻對(duì)解決起重機(jī)相關(guān)的人員管理困難、缺少預(yù)測(cè)性維護(hù)、事故分析困難等急迫問(wèn)題提供了有力保障。

2.6無(wú)觸點(diǎn)接觸器的應(yīng)用

無(wú)觸點(diǎn)接觸器是傳統(tǒng)接觸器的升級(jí)替代產(chǎn)品。它沒(méi)有傳統(tǒng)接觸器的觸頭、線(xiàn)圈和機(jī)械結(jié)構(gòu)，而是由可控硅、CPU、散熱等組成的一個(gè)小系統(tǒng)。電壓、電流傳感器采集的信號(hào)反饋至CPU，通過(guò)CPU指令控制可控硅的通斷。具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、三相不平衡保護(hù)的特點(diǎn)，還具備正反轉(zhuǎn)時(shí)間切換延時(shí)設(shè)置。一臺(tái)無(wú)觸點(diǎn)接觸器就可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。而且它還具備故障碼顯示功能，能有效幫助維修人員迅速排查故障。

無(wú)觸點(diǎn)接觸器替代傳統(tǒng)接觸器的效果很明顯。它的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接觸器，而且免于維護(hù)，還具備電機(jī)保護(hù)的功能，可以大大降低電機(jī)的燒毀率。它的應(yīng)用大大提高了起重機(jī)的工作效率。設(shè)備維護(hù)人員的維修時(shí)間和工作強(qiáng)度也可以大量降低，并且很大程度的減少了備件的消耗，節(jié)約了成本。

無(wú)觸點(diǎn)接觸器的改造方便快捷，它可以根據(jù)企業(yè)自身要求對(duì)起重機(jī)進(jìn)行整體改造或者部分改造。改造之后，不但能夠減輕起重機(jī)維護(hù)的工作量，還可以降低接觸器的消耗量，并且能夠保證起重機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.7其它系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著科技的不斷進(jìn)步，加上個(gè)別企業(yè)及場(chǎng)所對(duì)起重機(jī)工作要求的特殊性，更多的輔助系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而出。像防溜鉤系統(tǒng)，位置檢測(cè)系統(tǒng)，防碰撞系統(tǒng)等等輔助系統(tǒng)，都可以在起重機(jī)原有的電控系統(tǒng)上，根據(jù)自身的工作要求增加。甚至有條件的企業(yè)已經(jīng)使用上了智能化無(wú)人起重機(jī)系統(tǒng)。

3結(jié)語(yǔ)

對(duì)比起重機(jī)運(yùn)行的情況來(lái)看，越來(lái)越多的企業(yè)和場(chǎng)所都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了先進(jìn)的電控系統(tǒng)對(duì)起重機(jī)性能和穩(wěn)定的提升，在安裝及改造時(shí)使用更為安全可靠的先進(jìn)電控系統(tǒng)，和各類(lèi)元器件的升級(jí)產(chǎn)品。伴隨著科技的不斷發(fā)展，起重機(jī)的各種先進(jìn)電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，起重機(jī)設(shè)備將會(huì)發(fā)展得越來(lái)越好。

參考文獻(xiàn)

[1]黃曉輝. 岸邊起重機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)與智能管理[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（08）：193-194.

[2]黃曉輝. 港口起重機(jī)電控系統(tǒng)優(yōu)化研究[J]. 中國(guó)設(shè)備工程，2020（05）：130-131.