天津港集装箱码头有限公司
随着中国经济的快速发展，TCT集装箱箱量也逐年提高，去年达到248万标箱，这就对集装箱装卸设备提出了很高的要求。吊具卷缆系统作为集装箱装卸桥（下称“岸桥”）的重要机构，其稳定性、可靠性直接关系到设备作业效率的高低和船舶动态是否能顺利完成。而现有系统无论在机械方面还是电控方面都存在一定的缺陷，故障率高、维修保养困能。所以，对原有吊具卷缆系统升级改造十分必要。
1、现状分析
TCT岸桥原有吊具卷缆系统是法国某公司生产的，采用ABB公司ACS系列变频器，驱动2台专用变频电机，通过磁滞联轴器和减速箱带动卷盘跟随吊具运转，由于机械传动采用了磁滞联轴器，它对电缆有很大的缓冲作用。在前期的使用中效果较好，随着设备老化，其不足被逐渐放大。
1.1机械方面
电缆卷筒采用单支撑结构，机构容易发生形变；减速箱采用锥形齿轮，极易磨损；磁滞联轴器在长时间运行后，由于内部轴承损坏会发生丢转、堵转、抱死等现象，而且机械备件使用寿命短、采购周期长、价格昂贵。
1.2电控方面
ABB变频器由于采用开关量控制，电路比较复杂，故障环节、联锁环节较多，易发生故障，如堆缆、撑缆、电缆出槽等事故，造成集装箱装卸桥停机时间长，严重影响到了公司生产的正常运行。
2、升级改造方案
由于TCT设备已使用14年时间,存在老化的情况。我们决定彻底改造，更换电缆卷筒，采用双支撑结构；改型卷缆减速箱，并采用梅花型联轴节。将两台5.5KW的电机更换为一台11KW电机，变频器升级为安川A1000系列，运行信号和给定信号通过新增的CP216模块与主CPU进行通讯，省去了中间继电器、接触器等。外围的电气元件，如编码器、凸轮开关、电磁制动器、制动电阻等也进行了升级换型。改造后，电缆卷筒运转更平稳，减速箱的承载能力更强，电控系统更简单。
3控制方式与设备调试
3.1控制方式
改造后的吊具卷缆系统采用闭环矢量控制技术，在力矩控制的模式下对速度进行一定的限制。起升机构运行时，通过岸桥自带的绝对值编码器采集起升高度，并在主CPU中进行运算，得到电机实时所需的力矩，保证吊具在任何高度，电缆所受的拉力都在合理的范围内，再加上吊具上架的缓冲器，从而达到当卷缆电机高速运转时对电缆起到多重保护。
3.2设备调试
吊具卷缆系统的现场调试至关重要，关系到设备运行的稳定性、安全性以及后期的维修保养效率。
3.2.1硬件方面
（1）紧停开关、凸轮开关、电磁制动器、保护接触器等安全装置的测试；
（2）控制电路、主电路接线与端子排的核对；通讯系统的建立；
（3）对电机动态自学习，并确定其正反转。
3.2.2 软件方面
依据岸桥的作业工况，我们对主CPU程序进行相应的修改，添加:联锁保护、运行命令、给定信号程序段。力矩给定程序段的编写，我们将它分成七种状态（表1）：保持状态、上升恒速状态、上升加速状态、上升减速状态、下降恒速状态、下降加速状态、下降减速状态。
表1
参考岸桥的最大起升高度、卷筒直径、吊具卷缆规格等实际情况，设定了相关的力矩限定值（表2），并通过与起升高度的线性关系，计算出实时的力矩，作为变频器的力矩给定（MW00354）。例如，上升恒速状态：
DW00050=MW00230（岸桥起升高度）；
DW00022=#W00003－#W00002；
DW00040=#W00016－DW00050；
DW00023=DW00022×DW00040÷#W00016＋#W00000；
DW00034=DW00023＋#W00015；
MW00354=DW00034
