浅析桥式起重机控制系统出厂验收

刘世杰 孙婷婷

摘 要：本文对核电厂大件设备运输码头桥式起重机控制系统的设计进行了介绍，并对桥式起重机控制系统出厂验收步骤、内容及注意事项进行了分析和总结，根据设计文件检查系统所有功能和技术指标是否满足，并及时对不符合项提出改进建议和要求，跟踪改进过程。

关键词：桥式起重机控制系统;设计;实验;验收

1 概述

本桥式起重机安装在某核电厂大件设备运输码头，该起重机是将桥架通过一端固定一端活动的盆式橡胶支座固定在水工墩台基础上的固定桥式起重机，小车在钢结构桥架上自行行走，重物的卸船作业由小车上的提升装置来实现，用于反应堆压力容器，汽轮机转子等吊运工作。该起重机采用全ABB ISU多传动系统，PLC总线控制，PLC采用西门子S7-400H系列，具备冗余功能，与各机构变频器通过PROFIBUS总线进行数据交换，通过司机室主令操作对整车进行控制。

2 桥式起重机控制系统设计

控制系统的设计工作由设计院根据业主要求编制技术规格书，它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求，用于业主的采购工作。

桥机控制系统采用西门子公司的S7-400系列PLC进行工作，用于整车的电气逻辑控制和检测，对于各机构变频器、司机室ET200远程控制站采用通讯控制方式。桥机的全部连锁信号都进入PLC 可编程控制器进行综合控制，并设计为双CPU热备冗余，具有冗余容错的自动化系统。桥机操作设有两套方式，一套为司机室联动台操作，一套为按钮盒操作，二种模式在司机室联动台通过选择开关“司机室操作/按钮盒操作”选择切换，并且之间互为连锁。按钮盒操作比较简单，只有在调试时候使用，或者联动控制台不能操作的情况下，可以使用操作盒临时应急运行。

桥机设计有多种保护及信号连锁，主、副起升控制系统还设有三级限位保护、钢丝绳叠绕保护、卷筒跌落保护、超载保护等装置。各种保护信号都发送给PLC，进行检测和事故诊断。

3 桥式起重机控制系统出厂验收

控制系统制出厂前，应于开工会上确定时间，并编制厂内实验大纲交由业主审核，届时由供货方通知并组织，供、需双方共同对控制系统进行测试检查工作，以验证控制系统是否满足技术协议要求，如供货清单、技术与质量要求，提前检查出控制系统的不符合项。

3.1 厂内检查内容

根据技术规格书及厂内实验大纲要求，对桥机控制系统进行测试，检查内容包括外观检查和性能测试。

3.1.1 外观检查

电气设备是否齐全，规格型号是否正确，是否与图纸一致，有无损坏;电气设备安装位置是否满足图纸要求，是否与机械或液压设备汗涉;电气设备随机资料（合格证、使用说明书、用户手册）是否齐全;接地保护是否正确完成;电气设备绝缘检测是否合格;手动检查各限位开关、超速开关动作是否正常（厂内机械未安装的情况除外）。

3.1.2 性能测试

通电检验电源分配AC220V、DC24V是否正常，各设备是否可上电;通电后，检查各模块供电是否正常，指示灯是否正确;测试通讯模块，检查通讯是否正常;检测各I/O模块功能，以及每个I/O通道是否正常;将控制屏的动力回路断开，进行各机构控制屏模拟试运转;将控制屏的动力同路接通，确认制动器打开、关闭动作正常、冷却风机旋转方向正

确、电动机的旋转方向与要求的方向一致;低速运行各个机构，确认机构在运动过程中，无设备间位置干涉;不同速度运转起重机各机构，确认各机构运转正常。测试结束后由供货方编制测试记录表格，业主根据测试表格在质量计划上签字确认。

3.2 出厂验收

出厂验收前供需双方需要准备好相关文件已备验收时使用，业主准备的文件包括：各种规范，如《可编程控制器第2部分：设备要求和测试》（GB/T 15969）、《自动化仪表工程施工质量验收规范》（GB501310）等;已签订协议，如《技术协议》及《会议纪要》等;设计图纸，如仪表索引表、控制说明、连锁逻辑图、报警信息表及流程图等。供货商准备的文件包括：系统文件如：I/O清单、系统设计说明、供电回路图、接线图、控制柜布置图等;出厂验收程序;内部测试报告等。

出厂验收分文件验收与实体验收两部分进行。文件验收主要检查设备的合格证或有效证明、设备说明书、技术参数、运维保修证明等。由于设备出厂前已完成性能测试，此部分只需对测试记录的真实性、有效性、完整性进行检查即可。出厂包装运输前再次对设备外观进行检查：检查柜体外型尺寸、油漆颜色及涂层厚度是否符合协议要求，加工面是否有伤痕及异常点;柜名牌的材质尺寸、颜色、字体 及记载文字与图纸要求是否一致;柜内元器件是否按设计图指定的布置、安装是否正确牢固、相同元件间隔均匀、高底一致。是否贴有标记;汇线槽及快速槽、横直档安装横平竖直、相同元件间隔均匀、高底一致、PLC安装要满足装拆模块的要求，留出空间;排线、排管是否按设计部指定的路径、管路敷设应便于检查和维修。管子弯制后应无明显的凹坑。安装是否牢固;柜体、把手、接地排、配线、配管、阀门等的材质是否和规格书相符;柜门无晃动，开关顺滑;接地端子或接地排是否同规格书相符;电线及接地排的定格、颜色、尺寸，电源的极别是否同图纸及规格说明书一致;电线号码，端子号码及相、极的颜色是否根据规格书要领，各号码标记明确，装贴牢固;接地端端子安装是否正确、牢固;插座及螺帽确认拧紧，安装处是否贴有标记;对照接线图，确认各元器件接地端子等。

4 测试问题和处理

问题报告和处理对结束测试及对测试结果的确认是十分重要的。

在测试工程中经常发现无法送电，信号无法传输及电机转向与设计方向相反等现象，这要求上电之前仔细检查电源接线及控制柜之前接线是否正确，接线应按接线图要求接线，完成后在仔细检查一遍，如无法送电需用万用表检查外部电源电压是否满足PLC电源模块电压要求，电机转向相反只需对调任意两项电源或调整变频器相关参数。

当产品与规定和设计、特性、文件说明、规程不一致时，应认为该产品不合格。测试中记录下与预期测试不一致的部分，并且根据需要在状态审查会议上与设计和测试人员进行讨论，将这些问题编制为不符合项并制定解决方案，由专员跟踪处理。如果现有问题阻碍了测试进行，则应尽快解决，如需临时变更，变更必须遵循项目管理计划和相应程序。解决问题的具体计划应包含在项目的日程中。

5 结语

PLC是继电器控制盒计算机控制基础上开发的工业自动控制装置，是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术，它产生的时间不长，但从其发展趋势和在工业中所占比例的不断上升可以看出，其发展前景是不可估量的。PLC控制系统是桥式起重机的大脑与神经，它不仅提高了桥机的工作效率，还增加了其控制精度和可靠性，且对桥机的安全运行和故障处理起着至关重要的作用，这就要求系统在设计、制作、测试、验收过程中尽可能早的发现问题，提高控制系统的可靠、安全性。

参考文献：

[1] 朱涛，鲁开宇.起重机变频器调速节能技术改造分析[J].中国储运.

2011（10）：109-111.

[2] 吴鑫.浅析通用桥式起重机变频调速系统电气基本配置及容量选择[J].变频器世界.2009（10）：67-70.

[3] 范旭.32/5t桥式双梁起重机变频调速系统改造与应用[J].铁道标准设计.2008（08）：134-136.

[4] 蔡丽娟，孙承波，戴至前，等.桥式起重机节能调速技术改造[J].起重运输机械.2007（06）：75-78.

[5] 雷洋.交流变频调速技术在门式起重机中的应用分析[J].机电信息.

2012（24）：93-94.

[6] 董锦昭.门座式起重机的变频调速系统设计研究[J].科技创新与应用.2015（23）：157.

[7] 张燕宾.桥式起重机采用变频调速的节能分析[J].电气时代.1998

（12）：12-14.

[8] 徐格宁，李宏娟.基于许用应力和极限状态设计方法的通用桥式起重机结构CAD[J].起重运输机械.2008（10）：72-78.

[9] 李永亮.起重机械的载荷试验[J].起重运输机械.2008（09）：94-96.

[10] 朱钰，许顺隆，刘少辉，等.液压起重机安全监控系统的开发[J].武汉理工大学学报： 交通科学与工程版.2008（04）：638-640.

[11] 李伟，李瑞华.起重机智能控制的发展现状与思考[J].煤矿机械.

2006（08）：3-4.

[12] 郭云志，王欣，高顺德，等.极限状态设计法及应用[J].建筑机械.

2005（05）：67-69.

[13] 韩守习，张大可.基于SIMULINK的起重机起升机构动态仿真[J].重庆建筑大学学报.2003（06）：67-73.

[14] 谭玉平.三峡工程左岸厂房1200t/125t桥机负荷试验[J].水电站机电技术.2003（02）：17-21.