集装箱装卸桥TE电气控制系统改造

高卫华+彭晓光

天津港集装箱码头有限公司集装箱装卸桥于1981年投入使用，后于1997年进行整机改造，采用法国TE电气控制（以下简称电控）系统。目前TE电控系统已退出港口装卸设备领域，此类备件不但采购价格高，供货周期长，而且质量无法保证，控制精度无法满足作业要求。为此，天津港集装箱码头有限公司对集装箱装卸桥的TE电控系统进行改造，选用目前广泛用于港口装卸设备的日本安川电控系统，从而实现统一备件、减少维修工作量、降低码头运营成本的目的。

1 改造方案

1.1 方案比较

（1）方案一：采用安川直流电控系统。电控部分全部改用安川直流调速电控产品，保留电机、电缆、部分限位开关以及减速箱、制动器等机械部分。此方案的优点在于：改造成本较低，实施较为方便；改造后的电控系统与公司新购置集装箱装卸桥的电控系统基本相同，维护成本较低，备件购买渠道较为畅通。

（2）方案二：采用安川交流电控系统。电控部分全部改用安川交流调速电控产品，并更换电机、减速箱、电缆、部分限位开关以及制动器等机械部分。此方案成本较高，虽然能够一劳永逸地解决集装箱装卸桥长期存在的一些问题，但对于使用时间长达30年左右的集装箱装卸桥来说，性价比显然较低。

经过分析和比较，最终采纳方案一。

1.2 图纸设计

（1）工况要求 根据改造方案，保留电机、电缆、部分限位开关以及减速箱、制动器等，更换电控系统、电控柜（见图1）、各操作站的可编程逻辑控制器、司机操作台及各种控制元件，并敷设配套电缆，安装限位开关。

（2）控制系统和通信系统设计 根据现场情况，重新设计电控系统和通信系统，制作放线表和电控原理图（见图2和图3）。

2 通信系统安装和调试

根据电气原理图和放线表，在改造方案实施前半年左右，向生产厂家订购相应的电控柜。如图4所示，电控柜集成安川可编程逻辑控制器和各种电控元件。

在改造过程中，重新敷设电缆，拆除老旧的TE电控柜，安装新的安川电控柜以及各基站的控制模块和单元，并按照电控原理图将新的控制电缆与电机、各控制回路对接，待主回路系统安装完毕后进行总体调试。

3 主回路系统改造和调试

（1）准备工作 由于主要电机、减速箱、钢结构不更换，主回路系统改造主要集中于各机构限位开关和制动器控制线路的安装以及液压系统和电机控制系统的调试。

（2）安装轴头开关 由于新旧控制系统不同，针对起升、俯仰、小车等机构，采用新型轴头控制系统，包括超速开关、绝对值编码器、轴头限位（停止及减速限位）等。

（3）调试液压系统 根据集装箱装卸桥的实际工况，重新设定各机构液压系统的压力，调整其压力继电器的控制精度，并重新设置液压系统的控制方式。

（4）调试制动器 根据集装箱装卸桥的实际工况，重新调试各机构的高速轴制动器和低速轴制动器，将制动时间、制动力矩、控制精度设定在设备要求的范围内。

（5）调试电机系统 此次改造仍使用原有的直流电机，故对电机部分没有进行改动，仅在安装后对电机系统进行调试。调试完毕后，采集各机构满载及空载时速度给定、速度反馈、电流输出、电压输出情况的波形，波形输出曲线非常标准。

（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-28）

天津港集装箱码头有限公司集装箱装卸桥于1981年投入使用，后于1997年进行整机改造，采用法国TE电气控制（以下简称电控）系统。目前TE电控系统已退出港口装卸设备领域，此类备件不但采购价格高，供货周期长，而且质量无法保证，控制精度无法满足作业要求。为此，天津港集装箱码头有限公司对集装箱装卸桥的TE电控系统进行改造，选用目前广泛用于港口装卸设备的日本安川电控系统，从而实现统一备件、减少维修工作量、降低码头运营成本的目的。

1 改造方案

1.1 方案比较

（1）方案一：采用安川直流电控系统。电控部分全部改用安川直流调速电控产品，保留电机、电缆、部分限位开关以及减速箱、制动器等机械部分。此方案的优点在于：改造成本较低，实施较为方便；改造后的电控系统与公司新购置集装箱装卸桥的电控系统基本相同，维护成本较低，备件购买渠道较为畅通。

（2）方案二：采用安川交流电控系统。电控部分全部改用安川交流调速电控产品，并更换电机、减速箱、电缆、部分限位开关以及制动器等机械部分。此方案成本较高，虽然能够一劳永逸地解决集装箱装卸桥长期存在的一些问题，但对于使用时间长达30年左右的集装箱装卸桥来说，性价比显然较低。

经过分析和比较，最终采纳方案一。

1.2 图纸设计

（1）工况要求 根据改造方案，保留电机、电缆、部分限位开关以及减速箱、制动器等，更换电控系统、电控柜（见图1）、各操作站的可编程逻辑控制器、司机操作台及各种控制元件，并敷设配套电缆，安装限位开关。

（2）控制系统和通信系统设计 根据现场情况，重新设计电控系统和通信系统，制作放线表和电控原理图（见图2和图3）。

2 通信系统安装和调试

根据电气原理图和放线表，在改造方案实施前半年左右，向生产厂家订购相应的电控柜。如图4所示，电控柜集成安川可编程逻辑控制器和各种电控元件。

在改造过程中，重新敷设电缆，拆除老旧的TE电控柜，安装新的安川电控柜以及各基站的控制模块和单元，并按照电控原理图将新的控制电缆与电机、各控制回路对接，待主回路系统安装完毕后进行总体调试。

3 主回路系统改造和调试

（1）准备工作 由于主要电机、减速箱、钢结构不更换，主回路系统改造主要集中于各机构限位开关和制动器控制线路的安装以及液压系统和电机控制系统的调试。

（2）安装轴头开关 由于新旧控制系统不同，针对起升、俯仰、小车等机构，采用新型轴头控制系统，包括超速开关、绝对值编码器、轴头限位（停止及减速限位）等。

（3）调试液压系统 根据集装箱装卸桥的实际工况，重新设定各机构液压系统的压力，调整其压力继电器的控制精度，并重新设置液压系统的控制方式。

（4）调试制动器 根据集装箱装卸桥的实际工况，重新调试各机构的高速轴制动器和低速轴制动器，将制动时间、制动力矩、控制精度设定在设备要求的范围内。

（5）调试电机系统 此次改造仍使用原有的直流电机，故对电机部分没有进行改动，仅在安装后对电机系统进行调试。调试完毕后，采集各机构满载及空载时速度给定、速度反馈、电流输出、电压输出情况的波形，波形输出曲线非常标准。

（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-28）

天津港集装箱码头有限公司集装箱装卸桥于1981年投入使用，后于1997年进行整机改造，采用法国TE电气控制（以下简称电控）系统。目前TE电控系统已退出港口装卸设备领域，此类备件不但采购价格高，供货周期长，而且质量无法保证，控制精度无法满足作业要求。为此，天津港集装箱码头有限公司对集装箱装卸桥的TE电控系统进行改造，选用目前广泛用于港口装卸设备的日本安川电控系统，从而实现统一备件、减少维修工作量、降低码头运营成本的目的。

1 改造方案

1.1 方案比较

（1）方案一：采用安川直流电控系统。电控部分全部改用安川直流调速电控产品，保留电机、电缆、部分限位开关以及减速箱、制动器等机械部分。此方案的优点在于：改造成本较低，实施较为方便；改造后的电控系统与公司新购置集装箱装卸桥的电控系统基本相同，维护成本较低，备件购买渠道较为畅通。

（2）方案二：采用安川交流电控系统。电控部分全部改用安川交流调速电控产品，并更换电机、减速箱、电缆、部分限位开关以及制动器等机械部分。此方案成本较高，虽然能够一劳永逸地解决集装箱装卸桥长期存在的一些问题，但对于使用时间长达30年左右的集装箱装卸桥来说，性价比显然较低。

经过分析和比较，最终采纳方案一。

1.2 图纸设计

（1）工况要求 根据改造方案，保留电机、电缆、部分限位开关以及减速箱、制动器等，更换电控系统、电控柜（见图1）、各操作站的可编程逻辑控制器、司机操作台及各种控制元件，并敷设配套电缆，安装限位开关。

（2）控制系统和通信系统设计 根据现场情况，重新设计电控系统和通信系统，制作放线表和电控原理图（见图2和图3）。

2 通信系统安装和调试

根据电气原理图和放线表，在改造方案实施前半年左右，向生产厂家订购相应的电控柜。如图4所示，电控柜集成安川可编程逻辑控制器和各种电控元件。

在改造过程中，重新敷设电缆，拆除老旧的TE电控柜，安装新的安川电控柜以及各基站的控制模块和单元，并按照电控原理图将新的控制电缆与电机、各控制回路对接，待主回路系统安装完毕后进行总体调试。

3 主回路系统改造和调试

（1）准备工作 由于主要电机、减速箱、钢结构不更换，主回路系统改造主要集中于各机构限位开关和制动器控制线路的安装以及液压系统和电机控制系统的调试。

（2）安装轴头开关 由于新旧控制系统不同，针对起升、俯仰、小车等机构，采用新型轴头控制系统，包括超速开关、绝对值编码器、轴头限位（停止及减速限位）等。

（3）调试液压系统 根据集装箱装卸桥的实际工况，重新设定各机构液压系统的压力，调整其压力继电器的控制精度，并重新设置液压系统的控制方式。

（4）调试制动器 根据集装箱装卸桥的实际工况，重新调试各机构的高速轴制动器和低速轴制动器，将制动时间、制动力矩、控制精度设定在设备要求的范围内。

（5）调试电机系统 此次改造仍使用原有的直流电机，故对电机部分没有进行改动，仅在安装后对电机系统进行调试。调试完毕后，采集各机构满载及空载时速度给定、速度反馈、电流输出、电压输出情况的波形，波形输出曲线非常标准。

（编辑：张敏 收稿日期：2014-08-28）