摘 要：近幾年來，我國加強高鐵線路建設(shè)，項目實踐中新技術(shù)和新工藝促使高速鐵路使用水平得到有效提升，箱梁技術(shù)對大噸位箱梁架設(shè)及運輸創(chuàng)造了便利條件是我國高速鐵路建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。結(jié)合架橋機實際運行的控制需求，控制系統(tǒng)的選型至關(guān)重要，本文主要對箱梁架橋機電氣控制系統(tǒng)進行深入分析，同時對箱梁架橋機電氣控制系統(tǒng)電氣安全保護設(shè)計提出相關(guān)建議，希望為加強系統(tǒng)安全控制提供借鑒。

關(guān)鍵詞：箱梁架橋機；電氣控制；系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.142

0 前言

我國關(guān)于高速鐵路建設(shè)已有多年經(jīng)驗，與普通鐵路不同，高速鐵路施工技術(shù)相對復(fù)雜，架橋機工地適用條件也具有一定差異性。隨著高速鐵路快速發(fā)展，架橋設(shè)備需要進行及時升級改造，合理選擇控制系統(tǒng)類型并充分利用科技手段，對提升我國高速鐵路建設(shè)水平具有重要意義。

1 箱梁架橋機電氣控制系統(tǒng)

1.1 供電系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)是箱梁架橋機的重要組成部分，其系統(tǒng)設(shè)計的合理性是保障箱梁架橋機安全可靠運行的關(guān)鍵因素，本次研究箱梁架橋機的供電系統(tǒng)是由一臺300kw主發(fā)電機組配合另一臺60kw的輔發(fā)電機組使用，該種方式體現(xiàn)設(shè)計靈活性，可根據(jù)實際的負(fù)荷大小對發(fā)電機組進行合理選擇。同時因箱梁架橋機作業(yè)需要經(jīng)常移動，接地條件有限，因此將三相四線制作為供電系統(tǒng)的連接方式，將380/220v設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)電壓等級，并且采用發(fā)電機中性點不接地系統(tǒng)。其中在實際運行中通過測量零序電流的方式為單相接地提供保護條件，箱梁架橋機的起升系統(tǒng)、運架橋機臺車、監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)的供電均利用總受電柜完成，并以放射狀方式實現(xiàn)持續(xù)性供電。

1.2 架梁機控制系統(tǒng)

架梁機主要由CC-LNK現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、人機操作界面、起升控制系統(tǒng)、縱移起重機走行以及托輥控制系統(tǒng)構(gòu)成，受起升、支腿液壓以及縱移起重機等系統(tǒng)控制，自身受控系統(tǒng)較多，當(dāng)受控設(shè)備處于分散狀態(tài)時則控制點增多，受控設(shè)備間相對運動，此時選擇集中控制會導(dǎo)致電纜用量迅速上升，給現(xiàn)場布線工作帶來一定難度，同時強電、弱點線路互相作用力的影響下，安裝調(diào)試工作很難進行，并對箱梁架橋機運行構(gòu)成安全隱患。對此可選擇CC-LNK網(wǎng)絡(luò)分布控制方式來輔助完成，根據(jù)實踐調(diào)查，該系統(tǒng)具備處理速度快、維護簡單、傳輸距離遠以及便于擴展的優(yōu)勢，其選擇循環(huán)方式實現(xiàn)穩(wěn)定通訊。主站由PLC組成，并對功能進行分區(qū)，系統(tǒng)控制點模擬信號經(jīng)過PLC處理，利用一根CC-LNK網(wǎng)線和相關(guān)通訊協(xié)議對現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)進行控制；人機操作界面主要通過PLC主站與一個三菱GOT970的觸摸屏進行連接，提供電氣設(shè)備的動態(tài)信息及故障畫面，具有較強監(jiān)視作用[1]；起升系統(tǒng)主要由4臺10t卷揚機組成，從而形成4點起吊3點平衡的升降系統(tǒng)。其中日本安川G7高效變頻器具備調(diào)速及輸出性能較好，為卷揚機聯(lián)動同步性和輸出創(chuàng)造條件；縱移起重機和托輥系統(tǒng)受PLC主站控制，兩者分別配備1臺7.5kwG7變頻器（V/F控制模式）和4臺1.5kw電機。為保證運行過程中起重和托輥同步進行，可在電機軸上設(shè)置一只增量編碼器，對縱移起重機走行速度進行準(zhǔn)確測量，通過CC-LNK向托輥子站進行傳輸，從而保證起重和托輥的同步性。

1.3 箱梁架橋機臺車電氣控制系統(tǒng)

臺車是2臺獨立輪軌式臺車，既能單獨運行也能聯(lián)動運行，由于運行過程中架梁機中心相對較高，這對臺車提出嚴(yán)格要求，其啟動和停止必須具備極高的穩(wěn)定性。對此臺車電氣控制系統(tǒng)將三菱FX2N系列PLC作為系統(tǒng)的主要核心，控制模式選用G7（F/V控制模式）高效變頻器，臺車運行通過PLC傳輸與RS485通訊設(shè)備進行連接，完成信息交換，基于此工作人員可在一臺車上對另一臺車進行控制。并且臺車均安裝無線遙控裝置實現(xiàn)遙控操作，當(dāng)兩臺車處于聯(lián)動狀態(tài)時，一臺發(fā)生故障則另一臺拒動，靈活性能極高[2]。

2 箱梁架橋機電氣控制系統(tǒng)電氣安全保護裝置

2.1 電氣安全裝置

系統(tǒng)安全使各類大型起重設(shè)備的重要部分，硬件和軟件設(shè)計是保證電氣系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵所在，本次研究箱梁架橋機的電氣安全裝置主要包含五部分：一是緊急暫停裝置，在總配電柜、卷揚機、司機室以及前后支腿位置均設(shè)置急停按鈕以確保突發(fā)事件能夠及時切斷電源；二是卷揚機高度限位，主要對起重高度進行限制保護，避免發(fā)生危險；三是液壓缸極限位置限位，設(shè)置相應(yīng)開關(guān)，加強控制性；四是縱移起重安全裝置，在其走行輪軸上設(shè)置行程限位器和傳感器，對起重位置進行限制保護并收集相關(guān)信息，傳感器主要是監(jiān)控起重和托輥的同步程度；五是托輥限位，箱梁上安置激光測距傳感器，根據(jù)托輥和箱梁的具體位置，對托輥限位情況進行判定。

2.2 軟件安全設(shè)計

軟件安全設(shè)計主要包括四部分：第一，PLC主站對系統(tǒng)運行故障進行控制，并監(jiān)測現(xiàn)場的各項安全裝置，并以此為PLC作業(yè)創(chuàng)造聯(lián)鎖條件，使系統(tǒng)安全性和可靠性得到有效提升；第二，箱梁架橋機的某個系統(tǒng)一旦出現(xiàn)異常則系統(tǒng)拒動，觸摸屏和PLC會出現(xiàn)燈光提示、報警音以及畫面提示[3]；第三，根據(jù)實際情況添加聯(lián)鎖條件，促使無法同步運行的系統(tǒng)相互制約，相關(guān)操作不到位則起升系統(tǒng)拒絕運行；第四，設(shè)定識別和故障處理功能，針對系統(tǒng)中出現(xiàn)過流、過壓以及風(fēng)俗異?，F(xiàn)象時選擇延時處理，降低運行風(fēng)險。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著高速鐵路發(fā)展速度逐漸加快，配套設(shè)備技術(shù)應(yīng)不斷提升，本文從實際角度出發(fā)對箱梁架橋電氣控制系統(tǒng)進行深入研究，認(rèn)為PLC選型和控制系統(tǒng)選型直觀重要，并對箱梁架橋機電氣控制系統(tǒng)進行分析，同時箱梁架橋機電氣安全保護提出相關(guān)建議，希望為相關(guān)實踐提供理論指導(dǎo)。

參考文獻：

[1]郭改成.可與兩種型式架橋機配合施工的900t運梁車[J].建筑機械，2010（13）：73-75.

[2]徐偉，戴志兵.高速鐵路架橋機PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計[J].黑龍江交通科技，2012（06）：87-88.

[3]胡雯.閔浦二橋雙層橋墩預(yù)制箱梁架設(shè)施工[J].城市道橋與防洪，2014（01）：109-112.

作者簡介：張勝偉（1984-），男，河南濮陽人，本科，研究方向：電氣自動化。