冶金桥式起重机电气控制回路的改造思路探究

冶金桥式起重机电气控制回路的改造思路探究

杨涛

中国铝业兰州铝业有限公司 甘肃省兰州市 730030

摘要：在现代铝冶炼的发展过程中，冶金桥式起重机起到了非常重要的作用，可以有效地提高铝冶炼效率，为现代化建设提供可靠的保障。然而，近几年来，在铝冶炼过程中，时常发生一些冶金桥式起重机的安全事故，给工人的生活带来了很大的危险。造成这一现象的原因主要是因为控制回路出现故障，从而造成冶金桥式起重机的故障，引发一系列的安全事故。因此，一定要加强对冶金桥式起重机电气控制回路的改造研究，对传统的电气控制回路进行改进和优化，以此来提高安全性和实用性，减少安全事故的发生，为铝冶炼的顺利进行奠定坚实的基础。

关键词：冶金桥式起重机；电气控制回路；改造思路

引言：随着社会经济的持续发展，国家的城镇化速度加快，对各类金属的需求量也在增加，这给金属冶炼行业的发展带来新的契机。冶金桥式起重机是一种特殊的起重设备，因其吊装对象的特殊性，对其安全技术要求比较高。在目前的铝冶炼过程中，冶金桥式起重机的安全事故频发，导致许多安全事故的发生，这让社会各界对铝冶炼的安全性提出了质疑。因此，一定要加强对冶金桥式起重机电气控制回路的研究，防止因为控制电路设计上的缺陷，导致起重机的运转出现问题，更好地改善现行的电气控制回路，减少安全事故的发生，更好地推进社会主义现代化建设。

1冶金桥式起重机控制电路改进的重要性

在现代铝冶炼的发展过程中，冶金桥式起重机是一种用于吊装特殊物料的机器，在铝冶炼过程中起到非常重要的作用。然而，由于长期处于高温工作状态，给冶金桥式起重机的安全带来了很大的隐患，尤其是其内部控制线路，如果发生故障，将会造成很大的事故。因此，国家通过出台一系列的规定，对冶金桥式起重机的控制电路提出了新的要求，并通过装备保护功能的鼓式制动器，确保其可以在控制电路故障时，减少安全事故的发生概率，为工作人员的安全提供了可靠的保障[1]。此外，通过改善现有的控制电路，可以为冶金桥式起重机的安全运行提供可靠的保证，防止电机失电的情况发生，保证制动器正常运转，减少滑勾的发生。

2改造主体

冶金桥式起重机的型号选择三菱FX2n-128MR型PLC，其可靠性高、功能强、速度快，系统原理如图1所示。

图1控制系统原理

2.1控制回路

FXx-128MR系列PLC具有128个继电器输人、输出界面，使用者可以按需对其进行工艺化编程，以程控方式把原来的外部线路写进PLC中，从而避免了繁琐的外部串并路线路。因为主触头在动作时会产生很大的电流，这会对PLC造成很大的冲击，所以利用中间继电器来控制主触头的吸合，由PLC各输人端口来决定中间继电器的高低电位。

2.2主回路

吊车的5个电机均需进行速度调节，因此每个电机都具有各自的速度调节系统。其中，主、副钩属于位能负荷，要求恒定力矩，四象限工作，对性能的要求很高，速度的控制比较复杂。桥式吊车需要较大的启动扭矩，在低速时需要较大的扭矩，所以通常使用U/F来控制。采用磁通矢量控制的变频器，具有较大的调速范围，较强的过电流抑制能力，转矩控制性能好，特别是能够控制静止转矩，满足主、副钩电动机的工作要求。大车和小车仅采用普通的变频调速U/f进行控制，只要变频器的能力够强，在大车两侧的两个同样型号的电动机可以由一个变频器来牵引[2]。一般情况下，一辆大型吊车都是通过一个变频器，给两个电机供电。如果某一电机出现了开路或匝间短路，引起三相不对称时，可采用零序电流互感器，将零序电流讯号传送到晶体管放大器，经放大器放大后，传送到继电器，继电器控制开关装置，切断其供电。如果其中一台电机完全没有动力，而三相又处于平衡状态，则可以在这两台电机的总线上装一个低电流保护，当总电流低于一定的数值时，表示有一台电机没有动力，低电流保护就会起作用，将大车控制回路断开；在某些电机超负荷的情况下，过流保护就会自动关闭电源。

图2主钩控制回路、主回路原理图

3冶金桥式起重机控制电路的改造方法

3.1修改制动接触器

在冶金桥式起重机运行过程中，由于控制回路故障，极易造成滑钩现象，给操作人员的人身安全带来很大的威胁。因此，要确保起重机控制电路的顺畅运转，就必须对制动接触器进行改进，装备鼓式制动器，使其在通电时也能正常运转，断电时就能抱闸制动，并对起重机进行双制动器的配置，以避免滑钩的发生，从而最大程度地保证工作人员的安全[3]。此外，还需设置起重量限制器，采用正反方向接触器故障保护的方法，改善电动机失电而制动器依旧运行的问题。

3.2修改电气线路图

在冶金桥式起重机的正常运行过程中，电气线路图起着非常关键的作用，对电气线路图进行修改，可以确保后期的维修工作符合实际情况，从而更好地发挥出冶金桥式起重机的作用。在更改电气线路图时，需要调整制动器与电动机的关系，以确保在发生电力故障后，在没有电力支撑的情况下，制动机可以完成自动合闸的任务，避免滑钩的发生

[4]。在电气线路改造时，应设置保护盘断电警报装置，在电路故障后，超过预定时间时，通过延时继电器的动作，确保警报器正常报警。通过断电报警，可以避免操作人员在没有断电的情况下，发生错误的操作，也可以避免由于滑钩而导致钢水包翻转，从而为工人的生命安全提供可靠的保证。

4冶金桥式起重机控制电路改进中的注意事项

为确保改善后的控制回路能起到相应的作用，需要对冶金桥式起重机进行通电测试，以确保各回路的正常运行。通过加装独立变压器BK-4000W380.220/220，单独供给240T天车主起升为调压调速系统的控制回路，可以消除干扰，避免过电压现象，提高系统稳定性，保证冶金桥式起重机的安全运行[5]。另外，在改变控制电路时，必须要有专业人士的帮助才能进行，而对控制电路的改变，其牵扯到的东西相对较多，如果没有专业人士进行操作，极易造成改变错误。所以，在对其进行改造时，应选择专门的技术人员，以提高提升控制回路的改善程度，保证冶金桥式起重机的安全运行。

结束语：在最近几年的铝冶炼发展过程中，时常会发生一些冶金桥式起重机的安全事故，给工人的生命安全带来了很大的威胁。造成这一现象的原因主要是因为控制回路出现了故障，从而导致冶金桥式起重机的控制出现故障，引发一系列的安全事故。因此，一定要加强对冶金桥式起重机电气控制回路的研究，防止因为控制电路设计上的缺陷，导致起重机的运转出现问题，更好地改善现行的电气控制回路，减少安全事故的发生，促进社会主义现代化建设工作的稳定开展。

参考文献：

[1]张华龙,郑正国,李忠为.基于ISO13849的核电数控桥式起重机电气控制回路的可靠性分析[J].装备制造技术,2022(09):128-132.

[2]经德利.提升门式起重机电气控制及性能可靠性的方法[J].设备管理与维修,2022(14):111-113.

[3]侯晓伟,王天舟,王宁,汪军,张浩,李明月,李广越.小型PLC系统在海洋起重机控制及安全改造中的应用[J].机电工程技术,2022,51(04):248-250.

[4]张瑞峰,高剑钊.基于CAN总线的移动式港口起重机分布式电气控制系统[J].机械工程师,2020(09):84-86+89.

[5]蒋元栋,黄斌,阮一晖.电动单梁起重机吊具冲顶引发起升电机坠落事故分析[J].中国特种设备安全,2021,37(01):57-61.