淺談振華集裝箱吊具電氣設計工藝優化

司蘇來 袁晨東

摘要：集裝箱吊具作為港口碼頭重要的起重設備，吊具故障占港口碼頭總體設備故障率的一半以上，設備的可靠性一直是工程部重點關注對象，也是我們吊具生產廠家最重要的質量品控對象。產品需要抗震、耐摔、防腐蝕防老化等，為了降低故障率、提升品質，筆者單純從設計和工藝角度分析改善吊具電氣部件，提升品質，降低故障率。

關鍵詞：起重機吊具;電氣提升改善;優化產品品質

一、對單箱吊具電氣優化

（一）繼電器線路優化

按原控制原理，吊具上采用TURCK接近限位開關，即1個限位開關帶一個魏德米勒繼電器工作，電動單箱吊具一般需要18～26個接近限位開關，電氣箱內就要配置18～26個繼電器，單個繼電器寬度是33毫米，導致箱內繼電器占用大量的安裝空間，而且每個繼電器都要接常開常閉觸點做邏輯保護或串并聯送信號給主機，接線工作量比較大且線多不美觀。經過設計改善，對繼電器進行集成，做成印制電路板（寬140毫米，長235毫米），只需要接輸入和輸出的線，內部做邏輯串并聯，這樣不僅減少安裝空間，又減少了接線工作，省去人工，還能美觀電器箱內環境，線槽里電線明顯減少。

（二）對電氣箱優化

1.接線端子。吊具早期電器箱采用的是魏德米勒或菲尼克斯品牌2.5～6平方毫米的彈片式接線端子，每接一根線頭都要用螺絲刀先插入端子，打開彈片插入線頭再拔出螺絲刀，這樣才能完成接線，每次接線都要反復用螺絲刀操作，電器箱內電線比較多，接線工作占用大量時間，進展比較緩慢。經過選型改善，采用菲尼克斯品牌2.5～4平方毫米的直插式接線端子，電線壓好銅接頭后可直接插入接線端子，不需要用螺絲刀旋或者插撥，大量縮短了接線時間，提升了接線工作效率。

2.接線顏色。目前吊具電器箱內接線端子和單芯線都是固定顏色，沒有把強弱電分開，沒有把交直流電分開，容易接錯線，也不方便維修。經過改善，選用不同顏色的端子，以區分不同的電壓等級，把交流“L、N”、直流“+、–”公用端子用顏色區分，同時單芯線和內部線按IEC標準用色標區別來防止接錯，有效提高了接線效率，降低了故障風險。

3.維修保養、換線優化。很多老產品在平時維修保養時，用戶反映不好拆線，扎帶不好剪或填料涵不好松，內部線查找也困難，比較亂。經過改善設計，將電器箱內布置做成標準化、模塊化。把電器箱做成標準模塊，預留接口，外部線和電氣箱采用插拔形式對接，因為箱內統一標準，查線也方便，外部線不用填料涵，把粗電纜換成細通訊接插線（24v DC控制），外部用點對點接插板拓展，這樣即方便維修保養，也布線美觀，降低故障率。

（三）對控制電壓優化

增加電源，把交流控制變直流控制。現行很多吊具都是交流控制，信號、指令都是交流控制，優點是成本低，缺點是不好保養維修，尤其是對限位開關、電磁閥插頭、電纜更換，要拆很多線，費時費工。很多用戶希望電纜對接近開關或電磁閥連接用插拔形式，方便更換維修。但是交流控制電從安全設計角度考慮，是不能隨意插拔的，有高觸電危險。改善辦法是在吊具上增加直流24V DC電源和繼電器集成板來轉換信號和指令，小小改動就能在增加低成本的情況下，改成可以插拔的24V DC控制，這樣不僅方便用戶維修保養，也提升品質。

（四）工藝綁扎和接線優化

吊具在放線時，要注意以下幾個方面：

（1）把控制電和通訊線分開，布線槽中通訊線安排在線槽最里面，防止與控制電交叉受到干擾。控制電按電壓大小依次從線槽最外面向內遞減。

（2）相同電壓等級的電纜可以捆扎在一起，最多可以放三層，粗的電纜放下面，直徑最細的放在上面，留有合適的余量，注意彎曲半徑不能太小，不能扭曲、壓迫，防止起皮磨損，與鋼結構邊角碰到的地方需要加橡皮、纏繞管、軟管等保護。

（3）接線要按照圖紙正確施工，不同線徑配以相應的銅接頭，壓接要牢靠，切勿夾到絕緣皮和套管，插入端子排后，手施加一定拉力測試一下，確保連接的高可靠性;套管原理號、接點號要清楚，特別是繼電器K，接觸器KM等符號要打清楚，防止與端子接點混淆;

（4）接線箱內線槽由原來的60×80改成60×100，增加線槽高度更方便接線，且美觀。

（5）多余備用線要用膠布包好留在線槽里，要先接主回路再接控制部分。

（6）接線套管要按要求打印，根據放線表選擇合適直徑熱縮套管還是普通套管，接線時套管首字母從下向上看，從左向右看，保證所有接線套管一致，字跡清楚準確。

（7）撥線和切線時，要使用專用撥線鉗和段線鉗，保護好內銅絲不受損壞;不能在箱內施工，防止碎銅絲掉入電氣箱內，損壞其它電氣元件。

（8）冷壓銅接頭時，要使用專業工具，管型和O型分開壓，不可用其它工具替代，接好線后輕拉一下電線檢查是否接牢靠。

（9）外部扎線時，要注意防水，一般電器出線后扎的位置比電器元件低，讓線向下有個彎曲幅度后再捆扎，防止雨水順著線流到電器內。

（五）對電纜優化

目前使用的電纜是普通船用電纜，線芯都是普通的一個顏色，容易磨損或者有油污看不清楚，集裝箱吊具屬于小部件，很多標準的地方可以考慮定制專用電纜，在內芯顏色上有所區別;普通電纜在抗扭、耐磨損方面也不好，尤其是吊具使用環境惡劣，耐油、抗拉、抗扭、防紫外線都是要考慮的參數，在空間小、外露、輸纜鏈運動等因素下，我們更需要柔軟、防曬、易撥皮的專用電纜。改善后專用電纜在顏色、性能上更能保障產品的質量。

二、對吊具模擬箱電氣優化

（一）增加顯示操作部分

在調試模擬箱面板上增加觸摸顯示屏，做個人機界面，可顯示各部件限位開關信號和指令命令，一目了然可清楚看到吊具各部件狀態。觸摸屏的優點：①可省去很多信號燈和按鈕開關;②可遠程監控診斷故障和控制;③具有內置數據記錄功能;④電子郵件和短信提醒功能;⑤易于安裝插件模塊;⑥能轉換250多種工業通訊技術協議。主要攜帶的插件模塊有帶Logic Engine的數字I/O模塊、模擬量輸出模塊、通用模擬量輸入模塊、熱點偶和RTD模塊、單/雙環路PID控制模塊。

（二）對模擬箱箱體修改

現在的模擬外殼是約一米高的長方體，搬運、接線、查故障都不方便，從美觀角度也不符合人體工學。改善后，箱體變薄，高度有所提高，輪子加大，減輕重量，方便推著行走;底板接線抬高，不用蹲著干活，接插式安裝，方便快捷，符合人體工學;操作面板簡化，取消開關指令和信號燈，面板增加緊停按鈕開關，方便操作保障安全。

小結：通過以上改善，可有效的提升我們振華集裝箱吊具電氣品質，降低了電氣故障發生的可能性;另一方面也方便用戶維修保養。通過優化模擬箱來模擬現場試車，把吊具問題在公司內部解決，全面檢查各部件，降低故障發生率是我們一直的追求。我作為振華吊具公司的技術設計，只有不斷更新改善，提高設計標準，優化設計方案，才能設計出更好的起重產品。

參考文獻

任振輝，馬永鵬，劉軍.電氣控制與PLC原理及應用[M].北京：中國水利出版社，2008.

上海港機重工.電氣工藝安裝規范[S].第一版，2013.7.