集裝箱裝卸橋TE電氣控制系統改造

高衛華+彭曉光

天津港集裝箱碼頭有限公司集裝箱裝卸橋于1981年投入使用，后于1997年進行整機改造，采用法國TE電氣控制（以下簡稱電控）系統。目前TE電控系統已退出港口裝卸設備領域，此類備件不但采購價格高，供貨周期長，而且質量無法保證，控制精度無法滿足作業要求。為此，天津港集裝箱碼頭有限公司對集裝箱裝卸橋的TE電控系統進行改造，選用目前廣泛用于港口裝卸設備的日本安川電控系統，從而實現統一備件、減少維修工作量、降低碼頭運營成本的目的。

1 改造方案

1.1 方案比較

（1）方案一：采用安川直流電控系統。電控部分全部改用安川直流調速電控產品，保留電機、電纜、部分限位開關以及減速箱、制動器等機械部分。此方案的優點在于：改造成本較低，實施較為方便；改造后的電控系統與公司新購置集裝箱裝卸橋的電控系統基本相同，維護成本較低，備件購買渠道較為暢通。

（2）方案二：采用安川交流電控系統。電控部分全部改用安川交流調速電控產品，并更換電機、減速箱、電纜、部分限位開關以及制動器等機械部分。此方案成本較高，雖然能夠一勞永逸地解決集裝箱裝卸橋長期存在的一些問題，但對于使用時間長達30年左右的集裝箱裝卸橋來說，性價比顯然較低。

經過分析和比較，最終采納方案一。

1.2 圖紙設計

（1）工況要求 根據改造方案，保留電機、電纜、部分限位開關以及減速箱、制動器等，更換電控系統、電控柜（見圖1）、各操作站的可編程邏輯控制器、司機操作臺及各種控制元件，并敷設配套電纜，安裝限位開關。

（2）控制系統和通信系統設計 根據現場情況，重新設計電控系統和通信系統，制作放線表和電控原理圖（見圖2和圖3）。

2 通信系統安裝和調試

根據電氣原理圖和放線表，在改造方案實施前半年左右，向生產廠家訂購相應的電控柜。如圖4所示，電控柜集成安川可編程邏輯控制器和各種電控元件。

在改造過程中，重新敷設電纜，拆除老舊的TE電控柜，安裝新的安川電控柜以及各基站的控制模塊和單元，并按照電控原理圖將新的控制電纜與電機、各控制回路對接，待主回路系統安裝完畢后進行總體調試。

3 主回路系統改造和調試

（1）準備工作 由于主要電機、減速箱、鋼結構不更換，主回路系統改造主要集中于各機構限位開關和制動器控制線路的安裝以及液壓系統和電機控制系統的調試。

（2）安裝軸頭開關 由于新舊控制系統不同，針對起升、俯仰、小車等機構，采用新型軸頭控制系統，包括超速開關、絕對值編碼器、軸頭限位（停止及減速限位）等。

（3）調試液壓系統 根據集裝箱裝卸橋的實際工況，重新設定各機構液壓系統的壓力，調整其壓力繼電器的控制精度，并重新設置液壓系統的控制方式。

（4）調試制動器 根據集裝箱裝卸橋的實際工況，重新調試各機構的高速軸制動器和低速軸制動器，將制動時間、制動力矩、控制精度設定在設備要求的范圍內。

（5）調試電機系統 此次改造仍使用原有的直流電機，故對電機部分沒有進行改動，僅在安裝后對電機系統進行調試。調試完畢后，采集各機構滿載及空載時速度給定、速度反饋、電流輸出、電壓輸出情況的波形，波形輸出曲線非常標準。

（編輯：張敏 收稿日期：2014-08-28）

天津港集裝箱碼頭有限公司集裝箱裝卸橋于1981年投入使用，后于1997年進行整機改造，采用法國TE電氣控制（以下簡稱電控）系統。目前TE電控系統已退出港口裝卸設備領域，此類備件不但采購價格高，供貨周期長，而且質量無法保證，控制精度無法滿足作業要求。為此，天津港集裝箱碼頭有限公司對集裝箱裝卸橋的TE電控系統進行改造，選用目前廣泛用于港口裝卸設備的日本安川電控系統，從而實現統一備件、減少維修工作量、降低碼頭運營成本的目的。

1 改造方案

1.1 方案比較

（1）方案一：采用安川直流電控系統。電控部分全部改用安川直流調速電控產品，保留電機、電纜、部分限位開關以及減速箱、制動器等機械部分。此方案的優點在于：改造成本較低，實施較為方便；改造后的電控系統與公司新購置集裝箱裝卸橋的電控系統基本相同，維護成本較低，備件購買渠道較為暢通。

（2）方案二：采用安川交流電控系統。電控部分全部改用安川交流調速電控產品，并更換電機、減速箱、電纜、部分限位開關以及制動器等機械部分。此方案成本較高，雖然能夠一勞永逸地解決集裝箱裝卸橋長期存在的一些問題，但對于使用時間長達30年左右的集裝箱裝卸橋來說，性價比顯然較低。

經過分析和比較，最終采納方案一。

1.2 圖紙設計

（1）工況要求 根據改造方案，保留電機、電纜、部分限位開關以及減速箱、制動器等，更換電控系統、電控柜（見圖1）、各操作站的可編程邏輯控制器、司機操作臺及各種控制元件，并敷設配套電纜，安裝限位開關。

（2）控制系統和通信系統設計 根據現場情況，重新設計電控系統和通信系統，制作放線表和電控原理圖（見圖2和圖3）。

2 通信系統安裝和調試

根據電氣原理圖和放線表，在改造方案實施前半年左右，向生產廠家訂購相應的電控柜。如圖4所示，電控柜集成安川可編程邏輯控制器和各種電控元件。

在改造過程中，重新敷設電纜，拆除老舊的TE電控柜，安裝新的安川電控柜以及各基站的控制模塊和單元，并按照電控原理圖將新的控制電纜與電機、各控制回路對接，待主回路系統安裝完畢后進行總體調試。

3 主回路系統改造和調試

（1）準備工作 由于主要電機、減速箱、鋼結構不更換，主回路系統改造主要集中于各機構限位開關和制動器控制線路的安裝以及液壓系統和電機控制系統的調試。

（2）安裝軸頭開關 由于新舊控制系統不同，針對起升、俯仰、小車等機構，采用新型軸頭控制系統，包括超速開關、絕對值編碼器、軸頭限位（停止及減速限位）等。

（3）調試液壓系統 根據集裝箱裝卸橋的實際工況，重新設定各機構液壓系統的壓力，調整其壓力繼電器的控制精度，并重新設置液壓系統的控制方式。

（4）調試制動器 根據集裝箱裝卸橋的實際工況，重新調試各機構的高速軸制動器和低速軸制動器，將制動時間、制動力矩、控制精度設定在設備要求的范圍內。

（5）調試電機系統 此次改造仍使用原有的直流電機，故對電機部分沒有進行改動，僅在安裝后對電機系統進行調試。調試完畢后，采集各機構滿載及空載時速度給定、速度反饋、電流輸出、電壓輸出情況的波形，波形輸出曲線非常標準。

（編輯：張敏 收稿日期：2014-08-28）

天津港集裝箱碼頭有限公司集裝箱裝卸橋于1981年投入使用，后于1997年進行整機改造，采用法國TE電氣控制（以下簡稱電控）系統。目前TE電控系統已退出港口裝卸設備領域，此類備件不但采購價格高，供貨周期長，而且質量無法保證，控制精度無法滿足作業要求。為此，天津港集裝箱碼頭有限公司對集裝箱裝卸橋的TE電控系統進行改造，選用目前廣泛用于港口裝卸設備的日本安川電控系統，從而實現統一備件、減少維修工作量、降低碼頭運營成本的目的。

1 改造方案

1.1 方案比較

（1）方案一：采用安川直流電控系統。電控部分全部改用安川直流調速電控產品，保留電機、電纜、部分限位開關以及減速箱、制動器等機械部分。此方案的優點在于：改造成本較低，實施較為方便；改造后的電控系統與公司新購置集裝箱裝卸橋的電控系統基本相同，維護成本較低，備件購買渠道較為暢通。

（2）方案二：采用安川交流電控系統。電控部分全部改用安川交流調速電控產品，并更換電機、減速箱、電纜、部分限位開關以及制動器等機械部分。此方案成本較高，雖然能夠一勞永逸地解決集裝箱裝卸橋長期存在的一些問題，但對于使用時間長達30年左右的集裝箱裝卸橋來說，性價比顯然較低。

經過分析和比較，最終采納方案一。

1.2 圖紙設計

（1）工況要求 根據改造方案，保留電機、電纜、部分限位開關以及減速箱、制動器等，更換電控系統、電控柜（見圖1）、各操作站的可編程邏輯控制器、司機操作臺及各種控制元件，并敷設配套電纜，安裝限位開關。

（2）控制系統和通信系統設計 根據現場情況，重新設計電控系統和通信系統，制作放線表和電控原理圖（見圖2和圖3）。

2 通信系統安裝和調試

根據電氣原理圖和放線表，在改造方案實施前半年左右，向生產廠家訂購相應的電控柜。如圖4所示，電控柜集成安川可編程邏輯控制器和各種電控元件。

在改造過程中，重新敷設電纜，拆除老舊的TE電控柜，安裝新的安川電控柜以及各基站的控制模塊和單元，并按照電控原理圖將新的控制電纜與電機、各控制回路對接，待主回路系統安裝完畢后進行總體調試。

3 主回路系統改造和調試

（1）準備工作 由于主要電機、減速箱、鋼結構不更換，主回路系統改造主要集中于各機構限位開關和制動器控制線路的安裝以及液壓系統和電機控制系統的調試。

（2）安裝軸頭開關 由于新舊控制系統不同，針對起升、俯仰、小車等機構，采用新型軸頭控制系統，包括超速開關、絕對值編碼器、軸頭限位（停止及減速限位）等。

（3）調試液壓系統 根據集裝箱裝卸橋的實際工況，重新設定各機構液壓系統的壓力，調整其壓力繼電器的控制精度，并重新設置液壓系統的控制方式。

（4）調試制動器 根據集裝箱裝卸橋的實際工況，重新調試各機構的高速軸制動器和低速軸制動器，將制動時間、制動力矩、控制精度設定在設備要求的范圍內。

（5）調試電機系統 此次改造仍使用原有的直流電機，故對電機部分沒有進行改動，僅在安裝后對電機系統進行調試。調試完畢后，采集各機構滿載及空載時速度給定、速度反饋、電流輸出、電壓輸出情況的波形，波形輸出曲線非常標準。

（編輯：張敏 收稿日期：2014-08-28）