門橋式起重機是鐵路裝卸部門廣泛使用的主力裝卸設備多年的生產實踐表明起重機在工作中一旦出現電氣系統失控將造成不可挽回的重大事故和經濟損失通常起重機在設計和制造時按照起重機設計規范和起重機安全規程的規定對起重機的電氣保護機械聯鎖可靠制動等方面都做了比較全面的考慮采取了一定的保護措施但實際工作中環境復雜且使用維修人員的技術水平和經驗有限對起重機故障點往往不能及時做出判斷使起重機在故障狀態下帶病運行易導致重大事故的發生因此為了保證安全生產最大限度地減少事故發生研制門橋式起重機電控系統安全監測裝置以下簡稱監測裝置對起重機電氣系統的運行狀態進行監測和保護有著重要的現實意義

1、監測裝置總體方案

起重機安全監控管理系統的設計思路和目標是:針對起重機電氣系統性能和各機構負載特點結合鐵路貨場起重機作業工況按照人機學要求運用微電子計算機及信息技術實現起重機故障的快速診斷和機械的安全運行監測裝置的總體功能是:實現對起重機各機構電動機的缺相過流欠壓過壓超載零位以及控制電路中各電氣元件工作狀況的監測和保護;累計起重機的工作時間;具有良好的人機對話界面全中文顯示必要的工作狀態信息顯示并記錄故障發生的部位和時間;具有自診斷功能與起重機各機構的電控系統互不干擾等從而達到對起重機的綜合監測與保護基于以上整體設計構想北京鐵路局采用先進的PLC控制技術對監測裝置進行設計實現了對起重機電控系統運行的動態實時監測其總體方案如圖1所示

2、監測裝置的構成

2.1檢測傳感元件

檢測傳感元件用于信號采集與輸入根據電控系統特點采用不同的信號檢測傳感器在起重機工作中實時采集工作信息故障信息并及時輸入反饋到監測裝置的信息處理系統執行必要的監控程序其中傳感器ET-4將吊物作用力變成電信號以進行載荷限制部件的重量識別;電子式過電流繼電器EOCR-SS和電子式欠電流繼電器EUCR分別用于電控系統過電流欠電流信號檢測;電子式漏電保護繼電器EOCR-DG用于電控系統總漏電信號檢測;數字顯示智能型電流繼電器EOCR-3DD/FD用于對電動機過電流缺相逆相堵轉電流不平衡的狀態信號進行檢測

2.2控制柜

控制柜用于安裝完成信息處理與監控的核心部件主要有CPU-8089微電腦處理器PLC可編程序控制器等這些部件把起重機各機構運行指標參數用特定的指令記憶在存儲器中用以實現信息的處理與監控1信息處理直接關系到控制的精確度是避免產

生誤操作的重要環節通過對采集和輸入的信號進行整流濾波放大等相關處理最大限度地消除諧波欠壓等不利因素的干擾使之符合要求2信息監控是將經過處理后的信號輸入到可編程控制器PLC通過PLC將信號進行識別處理記錄并

存儲起重機的作業時間等正常工況信息;當PLC監測發現實時信號與正常狀態參數有差異時立刻報警并將故障信息傳輸到顯示終端同時發出相應的保護指令

2.3顯示終端

顯示終端由多媒體液晶顯示和數碼智能化保護顯示兩部分組成是監測系統的最終環節它將信息監測結果全中文顯示在屏幕上在初始狀態時能顯示系統工作電壓電流載荷轉速及風速等;當出現故障時顯示系統能自動切換到故障畫面顯示相應的故障點及其位置能同時顯示5種不同的故障記錄

3、監測裝置的主要功能與技術指標

3.1監控范圍和功能

1信息監控通過檢測傳感元件及微處理器對起重機調速系統的控制電路和配套的電氣保護限位聯鎖裝置等進行監測;實時采集設備運行時各種重要的數據信息如電壓電流轉速載荷等經處理后進行顯示;記錄起重機作業累計時間故障發生的時間及部位等實現工況信息監控2電氣保護經監測裝置采集處理后的工況信息與裝置中存儲的指標參數進行比較如有差異則立即進行故障報警顯示并及時切斷相應的電氣控制電路防止設備在故障狀態下運行實現各種電氣保護如過流保護缺相保護相序保護欠過壓保護風速保護超速保護超載保護零位保護漏電保護等

3.2主要技術指標

工作環境溫度:-20+60工作電壓:交流176264V直流24V20%工作方式:連續工作系統綜合誤差:5%

4、監測裝置的使用特點

北京鐵路局研發的監測裝置在塘沽站天津南站大紅門站等貨場的起重機電控系統中進行了試驗和應用試用表明監測裝置對起重機的監控和保護功能是有效和可靠的顯示出以下主要特點

（1）監控能力強性能穩定該裝置抗干擾能力強對溫度漂移零點漂移具有自動調節補償功能可在惡劣的工作環境下實現對起重機低壓控制電路穩定準確的監控及保護確保設備安全運行

（2）控制技術先進自診斷性能完善采用了先進的PLC微電腦控制技術具有快捷的自動檢索診斷功能可自動記憶1個月內各機構運行作業時間設備故障等信息被譽為起重機的黑匣子

（3）人性化的顯示界面多媒體大屏幕點陣液晶中文故障顯示方便的多媒體人機對話界面便于查看故障和數據可有效地指導維修人員進行設備維修

（4）安裝與維護便捷采用模塊化程序設計調試安裝操作與維護簡單適用于多層面人員的使用