摘要：原桥式起重机采用凸轮控制器控制，但在该系统运行时，频繁切换凸轮控制器触点，易造成凸轮控制器触点烧损、操作繁琐、故障频发及安全性不足等问题，难以满足低速定位运行需求。为了解决上述问题，公司决定对桥式起重机控制方式进行研究，采用遥控控制+驾驶室控制的双重控制方式，结合公司作业特点及起重机械规范，通过对多种方案的讨论和论证，对两台桥式起重机电气系统进行重大修理，实施双重控制改造。改造后系统实现了遥控与驾驶室双模式灵活切换；操作便捷性提升，减少人工配合需求；故障率显著降低，运行稳定性增强。通过一系列认证得知，双重控制方式有效解决了原系统缺陷，提高了作业效率与安全性，满足低速定位要求。
关键词：桥式起重机,双重控制,重大修理
桥式起重机广泛使用在工矿企业中，因为一旦发生事故，会造成严重人身伤亡及重大财产损失。因此被国家定为特种设备。起重机械是以间歇、重复的工作方式，通过取物装置的起升、下降或升降与运移物料的设备。酒钢检修工程部电器修造作业区电修厂房32/5T和10/3.2T两台桥式起重机，安装于1994年，至今已运行30年，运行控制方式为凸轮控制器控制，控制方式相对落后，已经满足不了当前效率和控制方式的要求，为此公司决定对两台桥式起重机电气部分实施重大修理（按照国家市场监督管理总局发布《起重机械安全技术规程》重大修理是指更换原有起重机械主要受力结构件、主要机构、控制系统，但是不改变主参数的活动）。
本文通过对两台桥式起重机实施重大修理过程的介绍，旨在给读者提供一个实现桥式起重机遥控控制和驾驶室控制的双重控制方式的方案。
1桥式起重机重大修理的相关要求
按照国家市场监督管理总局发布《TSG特种设备安全技术规范TSG 51—2023起重机械安全技术规程》安装和修理单位应当取得相应的特种设备生产许可证，修理单位在重大修理前应当向设备所在地的特种设备安全监督管理部门办理修理告知；制定重大修理方案，编制重大修理检验作业指导书，修理人员应当按照重大修理方案进行修理作业，施工完毕后，安装和重大修理单位应当按照相应的检验作业指导书进行自行检验，并且记录，然后重大修理单位应当持相关资料向检验机构申请监督检验。检验合格后可以投入生产运行。
2具体的技术方案
2.1重大修理范围
本次两台桥式起重机主要对电控系统进行重大修理，电控系统重大修理涉及内容为，更换配电控制柜，主副起升控制柜，大小车控制柜，联动台、遥控器、电阻器，司机室控制箱（箱体利旧，更换箱内元器件）柜间过渡电缆。其中遥控单元新增加了遥控信号接收和发射装置以及手持遥控器，用以控制THYROMAT装置，实现遥控控制桥式起重机的大、小车，主副起升装置。联动台使用主令控制器控制接触器驱动电动机动作，用来执行驾驶室控制。2.2控制方式
根据生产工艺需求，重大修理后各个机构控制实现功能及需要安装的设备如下。
配电控制柜。包含各个机构动力、控制电源、照明插座回路、其他辅助控制回路（如请求等级、起重量限制器等）。
主起升机构。采用调压调速10BCCH装置一拖一的控制方式，转子切电阻采用多级智能电动机转子控制器。
副起升机构。采用调压调速10BCCH装置一拖一的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。
小车机构。采用PSC1系列智能电动机保护器及相序控制器一拖一的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。转子切电阻采用五段电阻四段，电阻切除方式为平衡切除。
大车机构。采用PSC1系列智能电动机保护器及相序控制器一拖二的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。转子切电阻采用五段电阻四段，电阻切除方式为平衡切除。
联动台。各机构采用4-0-4形式的主令控制器，包含电源启动、停止、急停按钮等。
电缆。原车电缆利旧，新增控制柜间过渡电缆。电阻器。将原有电阻器拆除，更换新电阻器。
遥控器。新增遥控器，实现远程控制，各机构采用4-0-4形式主令控制器，包含启动、停止、急停、电铃等。
2.3配电控制柜
电气回路由主回路、控制回路、保护回路组成。分别安装在配电柜内，配电控制柜为一台具有分励脱扣的塑壳断路器作为全车总动力电源开关，分断整车的动力电源。由配电控制柜中控制变压器提供各机构的控制电源，主接触器用于控制各个机构的动力回路供电，实现对起重机主电路的电源控制。主回路主要用来为驱动电动机提供电源，当由联动台操作控制时，它接收主令控制器的信号，由接触器的通断控制驱动电动机以及电动机转子回路的电阻；当信号由遥控器发出时，此时通过遥控器接收和发射装置控制THYROMAT装置接通和断开电动机电源以及切换电动机转子回路的电阻。
配电控制柜中，设有整机电源的起/停、紧急停止功能、电源指示保护、重锤限位保护等环节。对起重量限制器、声光报警、登机系统、司机室照明等均有接口保护与控制。
配电控制柜内0Q0为动力电源主断路器，它用于保护动力电源及导线。它与控制电路相连锁，当0Q0分断时，控制电路将无法送电。
0KM0为起重机配电主接触器，0KM0由联动台或遥控器的启动及停止按钮控制。当0KM0闭合后，各个机构方可工作。此外当重锤限位动作时，主接触器控制回路断电，全车低压动力电源切断，仅当主令回零或下降操作时，重新上电，机构仅允许下降动作直至限位恢复正常。
配电控制柜设置1台单独的隔离变压器（380V/220V/36），变压器前端与后端均设有断路器保护，为各控制柜控制电路提供220V控制电源。电源由配电控制柜主断路器上端引入，送入隔离变压器，隔离变压器使用双绕组的安全变压器，变压器二次侧不允许接地。变压器二次侧输出220V和36V电源，220V电源用来作为控制电源，36V电源用于可移动电源使用。配电系统电源线路具体如下。
动力回路电源。三相380V，50Hz。照明回路。单相220V，50Hz。
控制回路。单相220V，50Hz。检修插座。单相220V，50Hz。
2.4主起升机构
采用调压调速10BCCH装置一拖一的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。
2.5主电源供电电路
主电源供电电路用来给桥式起重机提供动力电源，由滑线提供，送至主电源柜，然后配置到大车电源柜、小车电源柜、主副起升电源柜。由1Q1熔断器开关作为装置输入端电源，1Q7断路器作为制动器电源开关。转子切电阻RSC1多级智能电动机转子控制器。
1U1为THYROMAT 10BCCH-380BSZ-A装置，为可控硅换向方式。当起重机起升重物时，THYROMAT 10BCCH-380BSZ-A装置获得信号，电动机获得正向相序电压运行，调节遥控器档位，遥控器上升1，2，3档为低速调速档，根据起重重量需要速度THYROMAT自动切除电动机转子的电阻，以减少电机的启动电流，获得最大的启动转矩。控制遥控器上升4档时，电动机转子回路切除所有的外接电阻，电动机以额定电压和额定转速运行，快速起升重物。
当起重机重物下降时，遥控器控制1档～3档发出下降指令，THYROMAT会自动进行检测吊物重量，如果被吊重物靠自身的重量能够拉动运行机构下降时，可控硅正向导通，此时电动机处于负载曲线的第二象限反转发电状态，靠负载重力带动机构下降运行，获得低速下降运行转速。当被吊重物靠自身的重量不能够拉动运行机构下降时，THYROMAT获得重物较轻的指令，控制起升电动机反转运行，此时电动机处于第三象限反转电动状态，重物在电动机的拖动下，下降运行。
主起升机构电阻器分为四段，采用一个RSC1多级智能电动机转子控制器，通过系统配置的三个切电阻继电器控制各段的切除：上升调速档或零位档位时时，K40闭合，切除转子回路R1段电阻，此时电动机启动力矩较大。当电动机运行在上升4档时，THYROMAT控制K41、K42继电器分别在50%、75%的运行速度下闭合，此时转子电阻分别被切除R2、R3段，使电机能够平滑过渡到额定转速，并且有效降低电动机的启动电流。起重机处于下降1档～3档时，为了降低电机启动电流，并且下降4档恢复到下降1档～3档时，能够产生足够大的切换力矩，增加了R1段电阻，转子回路的四段电阻全部串联到电动机的转子上。当电机处于下降4档时，K41、K42分别闭合，此时电动机处于发电制动时，速度被限制在允许范围内。
机械制动器控制。制动器是起重机上不可缺少的部件。在起重吊运作业中，它可以使重物悬停在空中某一位置，或使运转着的机构降低速度，最后停止运动；也可根据工作需要夹持重物运行；还可以通过控制制动力与重力平衡，使重物以恒定的速度下降，动作原理为，电动机启动时，电机得电的同时，制动器线圈很快得电打开，起重机起升重物。起重机构由上升档回到零位时，制动器线圈失电，抱闸迅速闭合，抱住电动机主轴，制动器制动1秒钟后，电动机断电。当运行机构由下降档返回零时，工作逻辑顺序为，电动机产生反接制动力矩，使起重机构停止，THYROMAT检测到电机停止后，控制制动器闭合，0.6s后电动机断电，但电动机制动力矩持续1s以上，制动器也会迅速闭合，此时不论电机是否制动停止了。双制动器双MPU控制，从而避免了制动器接触器误吸合或者接触器的触点粘连而造成的起重事故。
2.6电路保护功能
（1）电动机保护器。电动机保护器是对电机进行保护，电动机保护器具有过流等保护功能，是对绕线式电动机最好的保护设置，另外，大车、小车以及主副钩电动机在主回路中设置了热继电器用来实现对电机过载保护，为了防止电机主回路发生短路，在联动台控制时，两组接触器设置了互锁保护功能。
（2）保护限位，过负荷保护。大小车运行设置了限位开关对机构上下极限进行保护，同时设有上下减速限位开关，当机构运行接近上下限位时，预先减速运行，以便保证上下限位可靠，不产生大的冲击。在主、副起升的主轴上设置了超速保护装置以及行程限位保护，用来限制各机构运转时限制运行范围以保证起升装置安全，超速保护装置当检测到控制失灵，机构超速高于电动机同步转速的1.3倍时，系统进行保护。机构控制回路还设置了起重量限制器检测保护。当吊运负荷超过要求值（设定值为额定负荷的105%）时，不允许起升，只能下降运行。
（3）其他保护。机构还设置了诸如零位保护，失电保护、端梁门限位、急停开关、司机门限位保护等。
2.7控制回路
桥式起重机所有的机构控制回路电源均采用交流220伏电压，频率为工频50Hz。控制回路中设置了各种电气联锁用来控制桥式起重机驱动电机的通断，实现对桥式起重机的各种安全保护。其动作逻辑为当由联动台控制时，由联动台主令控制器发出驱动信号控制接触器的线圈，使接触器吸合。控制主回路得电。在这条回路中有限位、零位保护等多种保护功能。当信号由遥控装置发出时，遥控接收和发生装置为控制回路控制THYROMAT驱动电动机运行，其限位、和零位保护等多种保护功能的联锁条件送入THYROMAT装置内，用来实现对桥式起重机运行系统的安全运行保护。
2.8副起升机构
采用调压调速10BCCH装置一拖一的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。控制电路与主起升相同。
2.9小车机构
采用PSC1系列智能电动机保护器及相序控制器一拖一的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。转子切电阻采用五段电阻四段，电阻切除方式为平衡切除。动力电路主要指电动机定子电源电路以及机械制动器电源电路。由Q511熔断器作为装置前端电源开关，给装置提供电源以及保护。由Q571作为机械制动器电源开关，给机械制动器分配电源。
小车转子切电阻采用五段电阻四段切除的方式。采用一个2级主控制单元和一个2级扩展单元模块进行组合使用。
2.10大车机构
采用PSC1系列智能电动机保护器及相序控制器一拖二的控制方式，转子切电阻采用RSC1多级智能电动机转子控制器。转子切电阻采用五段电阻四段，电阻切除方式为平衡切除。动力电路主要指电动机定子电源电路以及机械制动器电源电路。由Q411熔断器作为装置前端电源开关，给装置提供电源以及保护。由Q571作为机械制动器电源开关，给机械制动器分配电源。
大车转子切电阻采用五段电阻四段切除的方式。采用一个2级主控制单元和一个2级扩展单元模块进行组合使用。
2.11各机构电机
各机构电机可利旧，调压调速电控系统起升机构配置超速开关。
2.12联动台及遥控器
更换联动台，主令控制器的闭合表如下，起升机构四档位分别对应10%、20%、30%、100%的速度，同时配置遥控器，在联动台台面设置遥控器操作和联动台操作功能切换旋钮。
3结语
通过此次对桥式起重机按照重大修理方案对电气部分进行修理，实现两台天车的遥控控制和驾驶室控制的双重控制方式。并且桥式起重机重大修理完成后，达到每台车减少操作人员1人，2台减少2人的目标，提高了劳动生产率。
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