劉世杰 孫婷婷

摘 要：本文對核電廠大件設(shè)備運(yùn)輸碼頭橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了介紹，并對橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)出廠驗收步驟、內(nèi)容及注意事項進(jìn)行了分析和總結(jié)，根據(jù)設(shè)計文件檢查系統(tǒng)所有功能和技術(shù)指標(biāo)是否滿足，并及時對不符合項提出改進(jìn)建議和要求，跟蹤改進(jìn)過程。

關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)控制系統(tǒng);設(shè)計;實驗;驗收

1 概述

本橋式起重機(jī)安裝在某核電廠大件設(shè)備運(yùn)輸碼頭，該起重機(jī)是將橋架通過一端固定一端活動的盆式橡膠支座固定在水工墩臺基礎(chǔ)上的固定橋式起重機(jī)，小車在鋼結(jié)構(gòu)橋架上自行行走，重物的卸船作業(yè)由小車上的提升裝置來實現(xiàn)，用于反應(yīng)堆壓力容器，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等吊運(yùn)工作。該起重機(jī)采用全ABB ISU多傳動系統(tǒng)，PLC總線控制，PLC采用西門子S7-400H系列，具備冗余功能，與各機(jī)構(gòu)變頻器通過PROFIBUS總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過司機(jī)室主令操作對整車進(jìn)行控制。

2 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計

控制系統(tǒng)的設(shè)計工作由設(shè)計院根據(jù)業(yè)主要求編制技術(shù)規(guī)格書，它提出了該設(shè)備的功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)、性能、安裝和試驗等方面的技術(shù)要求，用于業(yè)主的采購工作。

橋機(jī)控制系統(tǒng)采用西門子公司的S7-400系列PLC進(jìn)行工作，用于整車的電氣邏輯控制和檢測，對于各機(jī)構(gòu)變頻器、司機(jī)室ET200遠(yuǎn)程控制站采用通訊控制方式。橋機(jī)的全部連鎖信號都進(jìn)入PLC 可編程控制器進(jìn)行綜合控制，并設(shè)計為雙CPU熱備冗余，具有冗余容錯的自動化系統(tǒng)。橋機(jī)操作設(shè)有兩套方式，一套為司機(jī)室聯(lián)動臺操作，一套為按鈕盒操作，二種模式在司機(jī)室聯(lián)動臺通過選擇開關(guān)“司機(jī)室操作/按鈕盒操作”選擇切換，并且之間互為連鎖。按鈕盒操作比較簡單，只有在調(diào)試時候使用，或者聯(lián)動控制臺不能操作的情況下，可以使用操作盒臨時應(yīng)急運(yùn)行。

橋機(jī)設(shè)計有多種保護(hù)及信號連鎖，主、副起升控制系統(tǒng)還設(shè)有三級限位保護(hù)、鋼絲繩疊繞保護(hù)、卷筒跌落保護(hù)、超載保護(hù)等裝置。各種保護(hù)信號都發(fā)送給PLC，進(jìn)行檢測和事故診斷。

3 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)出廠驗收

控制系統(tǒng)制出廠前，應(yīng)于開工會上確定時間，并編制廠內(nèi)實驗大綱交由業(yè)主審核，屆時由供貨方通知并組織，供、需雙方共同對控制系統(tǒng)進(jìn)行測試檢查工作，以驗證控制系統(tǒng)是否滿足技術(shù)協(xié)議要求，如供貨清單、技術(shù)與質(zhì)量要求，提前檢查出控制系統(tǒng)的不符合項。

3.1 廠內(nèi)檢查內(nèi)容

根據(jù)技術(shù)規(guī)格書及廠內(nèi)實驗大綱要求，對橋機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行測試，檢查內(nèi)容包括外觀檢查和性能測試。

3.1.1 外觀檢查

電氣設(shè)備是否齊全，規(guī)格型號是否正確，是否與圖紙一致，有無損壞;電氣設(shè)備安裝位置是否滿足圖紙要求，是否與機(jī)械或液壓設(shè)備汗涉;電氣設(shè)備隨機(jī)資料（合格證、使用說明書、用戶手冊）是否齊全;接地保護(hù)是否正確完成;電氣設(shè)備絕緣檢測是否合格;手動檢查各限位開關(guān)、超速開關(guān)動作是否正常（廠內(nèi)機(jī)械未安裝的情況除外）。

3.1.2 性能測試

通電檢驗電源分配AC220V、DC24V是否正常，各設(shè)備是否可上電;通電后，檢查各模塊供電是否正常，指示燈是否正確;測試通訊模塊，檢查通訊是否正常;檢測各I/O模塊功能，以及每個I/O通道是否正常;將控制屏的動力回路斷開，進(jìn)行各機(jī)構(gòu)控制屏模擬試運(yùn)轉(zhuǎn);將控制屏的動力同路接通，確認(rèn)制動器打開、關(guān)閉動作正常、冷卻風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正

確、電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與要求的方向一致;低速運(yùn)行各個機(jī)構(gòu)，確認(rèn)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中，無設(shè)備間位置干涉;不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)，確認(rèn)各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。測試結(jié)束后由供貨方編制測試記錄表格，業(yè)主根據(jù)測試表格在質(zhì)量計劃上簽字確認(rèn)。

3.2 出廠驗收

出廠驗收前供需雙方需要準(zhǔn)備好相關(guān)文件已備驗收時使用，業(yè)主準(zhǔn)備的文件包括：各種規(guī)范，如《可編程控制器第2部分：設(shè)備要求和測試》（GB/T 15969）、《自動化儀表工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB501310）等;已簽訂協(xié)議，如《技術(shù)協(xié)議》及《會議紀(jì)要》等;設(shè)計圖紙，如儀表索引表、控制說明、連鎖邏輯圖、報警信息表及流程圖等。供貨商準(zhǔn)備的文件包括：系統(tǒng)文件如：I/O清單、系統(tǒng)設(shè)計說明、供電回路圖、接線圖、控制柜布置圖等;出廠驗收程序;內(nèi)部測試報告等。

出廠驗收分文件驗收與實體驗收兩部分進(jìn)行。文件驗收主要檢查設(shè)備的合格證或有效證明、設(shè)備說明書、技術(shù)參數(shù)、運(yùn)維保修證明等。由于設(shè)備出廠前已完成性能測試，此部分只需對測試記錄的真實性、有效性、完整性進(jìn)行檢查即可。出廠包裝運(yùn)輸前再次對設(shè)備外觀進(jìn)行檢查：檢查柜體外型尺寸、油漆顏色及涂層厚度是否符合協(xié)議要求，加工面是否有傷痕及異常點(diǎn);柜名牌的材質(zhì)尺寸、顏色、字體 及記載文字與圖紙要求是否一致;柜內(nèi)元器件是否按設(shè)計圖指定的布置、安裝是否正確牢固、相同元件間隔均勻、高底一致。是否貼有標(biāo)記;匯線槽及快速槽、橫直檔安裝橫平豎直、相同元件間隔均勻、高底一致、PLC安裝要滿足裝拆模塊的要求，留出空間;排線、排管是否按設(shè)計部指定的路徑、管路敷設(shè)應(yīng)便于檢查和維修。管子彎制后應(yīng)無明顯的凹坑。安裝是否牢固;柜體、把手、接地排、配線、配管、閥門等的材質(zhì)是否和規(guī)格書相符;柜門無晃動，開關(guān)順滑;接地端子或接地排是否同規(guī)格書相符;電線及接地排的定格、顏色、尺寸，電源的極別是否同圖紙及規(guī)格說明書一致;電線號碼，端子號碼及相、極的顏色是否根據(jù)規(guī)格書要領(lǐng)，各號碼標(biāo)記明確，裝貼牢固;接地端端子安裝是否正確、牢固;插座及螺帽確認(rèn)擰緊，安裝處是否貼有標(biāo)記;對照接線圖，確認(rèn)各元器件接地端子等。

4 測試問題和處理

問題報告和處理對結(jié)束測試及對測試結(jié)果的確認(rèn)是十分重要的。

在測試工程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)無法送電，信號無法傳輸及電機(jī)轉(zhuǎn)向與設(shè)計方向相反等現(xiàn)象，這要求上電之前仔細(xì)檢查電源接線及控制柜之前接線是否正確，接線應(yīng)按接線圖要求接線，完成后在仔細(xì)檢查一遍，如無法送電需用萬用表檢查外部電源電壓是否滿足PLC電源模塊電壓要求，電機(jī)轉(zhuǎn)向相反只需對調(diào)任意兩項電源或調(diào)整變頻器相關(guān)參數(shù)。

當(dāng)產(chǎn)品與規(guī)定和設(shè)計、特性、文件說明、規(guī)程不一致時，應(yīng)認(rèn)為該產(chǎn)品不合格。測試中記錄下與預(yù)期測試不一致的部分，并且根據(jù)需要在狀態(tài)審查會議上與設(shè)計和測試人員進(jìn)行討論，將這些問題編制為不符合項并制定解決方案，由專員跟蹤處理。如果現(xiàn)有問題阻礙了測試進(jìn)行，則應(yīng)盡快解決，如需臨時變更，變更必須遵循項目管理計劃和相應(yīng)程序。解決問題的具體計劃應(yīng)包含在項目的日程中。

5 結(jié)語

PLC是繼電器控制盒計算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動控制裝置，是計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)，它產(chǎn)生的時間不長，但從其發(fā)展趨勢和在工業(yè)中所占比例的不斷上升可以看出，其發(fā)展前景是不可估量的。PLC控制系統(tǒng)是橋式起重機(jī)的大腦與神經(jīng)，它不僅提高了橋機(jī)的工作效率，還增加了其控制精度和可靠性，且對橋機(jī)的安全運(yùn)行和故障處理起著至關(guān)重要的作用，這就要求系統(tǒng)在設(shè)計、制作、測試、驗收過程中盡可能早的發(fā)現(xiàn)問題，提高控制系統(tǒng)的可靠、安全性。

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