淺析橋式起重機控制系統出廠驗收

劉世杰 孫婷婷

摘 要：本文對核電廠大件設備運輸碼頭橋式起重機控制系統的設計進行了介紹，并對橋式起重機控制系統出廠驗收步驟、內容及注意事項進行了分析和總結，根據設計文件檢查系統所有功能和技術指標是否滿足，并及時對不符合項提出改進建議和要求，跟蹤改進過程。

關鍵詞：橋式起重機控制系統;設計;實驗;驗收

1 概述

本橋式起重機安裝在某核電廠大件設備運輸碼頭，該起重機是將橋架通過一端固定一端活動的盆式橡膠支座固定在水工墩臺基礎上的固定橋式起重機，小車在鋼結構橋架上自行行走，重物的卸船作業由小車上的提升裝置來實現，用于反應堆壓力容器，汽輪機轉子等吊運工作。該起重機采用全ABB ISU多傳動系統，PLC總線控制，PLC采用西門子S7-400H系列，具備冗余功能，與各機構變頻器通過PROFIBUS總線進行數據交換，通過司機室主令操作對整車進行控制。

2 橋式起重機控制系統設計

控制系統的設計工作由設計院根據業主要求編制技術規格書，它提出了該設備的功能設計、結構、性能、安裝和試驗等方面的技術要求，用于業主的采購工作。

橋機控制系統采用西門子公司的S7-400系列PLC進行工作，用于整車的電氣邏輯控制和檢測，對于各機構變頻器、司機室ET200遠程控制站采用通訊控制方式。橋機的全部連鎖信號都進入PLC 可編程控制器進行綜合控制，并設計為雙CPU熱備冗余，具有冗余容錯的自動化系統。橋機操作設有兩套方式，一套為司機室聯動臺操作，一套為按鈕盒操作，二種模式在司機室聯動臺通過選擇開關“司機室操作/按鈕盒操作”選擇切換，并且之間互為連鎖。按鈕盒操作比較簡單，只有在調試時候使用，或者聯動控制臺不能操作的情況下，可以使用操作盒臨時應急運行。

橋機設計有多種保護及信號連鎖，主、副起升控制系統還設有三級限位保護、鋼絲繩疊繞保護、卷筒跌落保護、超載保護等裝置。各種保護信號都發送給PLC，進行檢測和事故診斷。

3 橋式起重機控制系統出廠驗收

控制系統制出廠前，應于開工會上確定時間，并編制廠內實驗大綱交由業主審核，屆時由供貨方通知并組織，供、需雙方共同對控制系統進行測試檢查工作，以驗證控制系統是否滿足技術協議要求，如供貨清單、技術與質量要求，提前檢查出控制系統的不符合項。

3.1 廠內檢查內容

根據技術規格書及廠內實驗大綱要求，對橋機控制系統進行測試，檢查內容包括外觀檢查和性能測試。

3.1.1 外觀檢查

電氣設備是否齊全，規格型號是否正確，是否與圖紙一致，有無損壞;電氣設備安裝位置是否滿足圖紙要求，是否與機械或液壓設備汗涉;電氣設備隨機資料（合格證、使用說明書、用戶手冊）是否齊全;接地保護是否正確完成;電氣設備絕緣檢測是否合格;手動檢查各限位開關、超速開關動作是否正常（廠內機械未安裝的情況除外）。

3.1.2 性能測試

通電檢驗電源分配AC220V、DC24V是否正常，各設備是否可上電;通電后，檢查各模塊供電是否正常，指示燈是否正確;測試通訊模塊，檢查通訊是否正常;檢測各I/O模塊功能，以及每個I/O通道是否正常;將控制屏的動力回路斷開，進行各機構控制屏模擬試運轉;將控制屏的動力同路接通，確認制動器打開、關閉動作正常、冷卻風機旋轉方向正

確、電動機的旋轉方向與要求的方向一致;低速運行各個機構，確認機構在運動過程中，無設備間位置干涉;不同速度運轉起重機各機構，確認各機構運轉正常。測試結束后由供貨方編制測試記錄表格，業主根據測試表格在質量計劃上簽字確認。

3.2 出廠驗收

出廠驗收前供需雙方需要準備好相關文件已備驗收時使用，業主準備的文件包括：各種規范，如《可編程控制器第2部分：設備要求和測試》（GB/T 15969）、《自動化儀表工程施工質量驗收規范》（GB501310）等;已簽訂協議，如《技術協議》及《會議紀要》等;設計圖紙，如儀表索引表、控制說明、連鎖邏輯圖、報警信息表及流程圖等。供貨商準備的文件包括：系統文件如：I/O清單、系統設計說明、供電回路圖、接線圖、控制柜布置圖等;出廠驗收程序;內部測試報告等。

出廠驗收分文件驗收與實體驗收兩部分進行。文件驗收主要檢查設備的合格證或有效證明、設備說明書、技術參數、運維保修證明等。由于設備出廠前已完成性能測試，此部分只需對測試記錄的真實性、有效性、完整性進行檢查即可。出廠包裝運輸前再次對設備外觀進行檢查：檢查柜體外型尺寸、油漆顏色及涂層厚度是否符合協議要求，加工面是否有傷痕及異常點;柜名牌的材質尺寸、顏色、字體 及記載文字與圖紙要求是否一致;柜內元器件是否按設計圖指定的布置、安裝是否正確牢固、相同元件間隔均勻、高底一致。是否貼有標記;匯線槽及快速槽、橫直檔安裝橫平豎直、相同元件間隔均勻、高底一致、PLC安裝要滿足裝拆模塊的要求，留出空間;排線、排管是否按設計部指定的路徑、管路敷設應便于檢查和維修。管子彎制后應無明顯的凹坑。安裝是否牢固;柜體、把手、接地排、配線、配管、閥門等的材質是否和規格書相符;柜門無晃動，開關順滑;接地端子或接地排是否同規格書相符;電線及接地排的定格、顏色、尺寸，電源的極別是否同圖紙及規格說明書一致;電線號碼，端子號碼及相、極的顏色是否根據規格書要領，各號碼標記明確，裝貼牢固;接地端端子安裝是否正確、牢固;插座及螺帽確認擰緊，安裝處是否貼有標記;對照接線圖，確認各元器件接地端子等。

4 測試問題和處理

問題報告和處理對結束測試及對測試結果的確認是十分重要的。

在測試工程中經常發現無法送電，信號無法傳輸及電機轉向與設計方向相反等現象，這要求上電之前仔細檢查電源接線及控制柜之前接線是否正確，接線應按接線圖要求接線，完成后在仔細檢查一遍，如無法送電需用萬用表檢查外部電源電壓是否滿足PLC電源模塊電壓要求，電機轉向相反只需對調任意兩項電源或調整變頻器相關參數。

當產品與規定和設計、特性、文件說明、規程不一致時，應認為該產品不合格。測試中記錄下與預期測試不一致的部分，并且根據需要在狀態審查會議上與設計和測試人員進行討論，將這些問題編制為不符合項并制定解決方案，由專員跟蹤處理。如果現有問題阻礙了測試進行，則應盡快解決，如需臨時變更，變更必須遵循項目管理計劃和相應程序。解決問題的具體計劃應包含在項目的日程中。

5 結語

PLC是繼電器控制盒計算機控制基礎上開發的工業自動控制裝置，是計算機技術在工業控制領域的一種應用技術，它產生的時間不長，但從其發展趨勢和在工業中所占比例的不斷上升可以看出，其發展前景是不可估量的。PLC控制系統是橋式起重機的大腦與神經，它不僅提高了橋機的工作效率，還增加了其控制精度和可靠性，且對橋機的安全運行和故障處理起著至關重要的作用，這就要求系統在設計、制作、測試、驗收過程中盡可能早的發現問題，提高控制系統的可靠、安全性。

參考文獻：

[1] 朱濤，魯開宇.起重機變頻器調速節能技術改造分析[J].中國儲運.

2011（10）：109-111.

[2] 吳鑫.淺析通用橋式起重機變頻調速系統電氣基本配置及容量選擇[J].變頻器世界.2009（10）：67-70.

[3] 范旭.32/5t橋式雙梁起重機變頻調速系統改造與應用[J].鐵道標準設計.2008（08）：134-136.

[4] 蔡麗娟，孫承波，戴至前，等.橋式起重機節能調速技術改造[J].起重運輸機械.2007（06）：75-78.

[5] 雷洋.交流變頻調速技術在門式起重機中的應用分析[J].機電信息.

2012（24）：93-94.

[6] 董錦昭.門座式起重機的變頻調速系統設計研究[J].科技創新與應用.2015（23）：157.

[7] 張燕賓.橋式起重機采用變頻調速的節能分析[J].電氣時代.1998

（12）：12-14.

[8] 徐格寧，李宏娟.基于許用應力和極限狀態設計方法的通用橋式起重機結構CAD[J].起重運輸機械.2008（10）：72-78.

[9] 李永亮.起重機械的載荷試驗[J].起重運輸機械.2008（09）：94-96.

[10] 朱鈺，許順隆，劉少輝，等.液壓起重機安全監控系統的開發[J].武漢理工大學學報： 交通科學與工程版.2008（04）：638-640.

[11] 李偉，李瑞華.起重機智能控制的發展現狀與思考[J].煤礦機械.

2006（08）：3-4.

[12] 郭云志，王欣，高順德，等.極限狀態設計法及應用[J].建筑機械.

2005（05）：67-69.

[13] 韓守習，張大可.基于SIMULINK的起重機起升機構動態仿真[J].重慶建筑大學學報.2003（06）：67-73.

[14] 譚玉平.三峽工程左岸廠房1200t/125t橋機負荷試驗[J].水電站機電技術.2003（02）：17-21.