林祥忠
上海振华重工（集团）张家港港机有限公司 江苏张家港 215633
摘要：门座式起重机是港口企业关键的装卸生产设备之一，随着国际化经济活动的不断发展，提高强化门座式起重机电气设备故障检测效率具有重大意义。本文通过对门座式起重机电气设备常见故障类型分析，简单介绍其故障排查流程，就其使用效果进行探讨，合理分析故障点元器件的具体情况，提高整个起重机电气设备故障排查效率。
关键词：门座式起重机；电气设备；故障排查
引言：门座式起重机在使用过程中会发生多种电气故障，这些限位故障难以通过肉眼进行辨别，相关工作人员在设备故障排查工作时，需要利用图纸及万用表进行检修作业，这不仅会消耗大量时间，也会妨碍门座式起重机的正常运行。门座式起重机电气设备故障排查法的应用，主要是通过对起重机的变幅、起升、电源以及行走等日常作业环节常见的电气故障进行分类归纳总结。
1门座式起重机电气设备常见故障类型
1.1外部设备故障
门座式起重机外部装置主要包括继电器、传感器等，在其露天作业时，若管理人员工作疏忽或不严谨的工作现场管理规则，造成作业现场设备管理不到位，发生防风锚不稳定、夹轨器失效等问题，将会因设备故障造成机械倾翻事故。一般来说，门座式起重机发生外部设备故障，是由于设备自身质量、零件老化、接触不良等原因导致的，且人工操作失误导致门座式起重机单侧重量过大时，也会造成此类事故发生。
1.2PLC控制系统故障
PLC控制系统故障是门座式起重机电气设备发生频率最高的故障，作为整个起重机电气控制系统的核心部分，PLC控制系统故障将会影响整个起重机的正常运行状态，造成严重作业事故。若因设备故障、系统输入错误、设备零件老化等原因，造成PLC阶梯构建编写错误，可能会导致整个起重机控制系统无法运行，终端通讯信号。在这种状态下，起重机操作人员难以按照施工要求进行机械操作，容易触碰到高压线等危险线路，就会导致触电事故发生，且起重机作为电力驱动机械，自身也存在一定机械控制风险。
1.3重物提取设备故障
重物提取设备故障是门座式起重机机械使用过程中隐患最大的设备故障，吊装提取设备不符合操作要求、重物起吊未到达制定地点、操作人员安全意识淡薄、起吊重物重量超过起重机自身最大承载量等原因，都会造成起重机重物提取设备故障。此外，起重机电气设备自身也存在一定故障隐患，如吊钩残缺、钢丝绳断裂、局部位置控制失灵等问题，若工作人员在设备检修环节疏忽大意，将会造成重物坠落事故发生[1]。
2门座式起重机电气设备故障排查流程
首先，司机自查，其自查内容主要包括门座式起重机各部分的电气部元器件故障监控及动作情况，在起重机作业前，司机通过司机自查选项观看各个结构画面，通过点击不同监控名称观察不同元器件的运行状态，主要为限位开关、断路器使用情况、超负荷保护等。针对这些电气设备故障中的简单问题，可以自己解决，并将较为复杂的故障形态告知专业设备维修人员，提高门座式起重机电气设备故障排查效率。
其次，线图排查，其主要包括门座式起重机各个结构之间的梯形图，通过对主电路图及PLC输入、输出点的运行状况判断，进行主电路图的的基本工作状态判断，结合不同触点的检查标注，增强设备故障排查清晰性。
再次，密封处理，一般情况下，门座式起重机电气设备在运行过程中会出现较大的耗能，且对于工作场地有着一定的要求，强调设备安装密封管理，是提高其设备运行质量的重要方式，能够有效保证电气设备故障排查工作的安全运行。通过密封性管理，能够有效避免电气设备内部出现电路短路，或是构件穿透等问题，一定程度上保证故障排查的安全性，实现故障排查过程中的的用电稳定。
最后，次序排查，其主要分为逐步排查法与直观法。其中，逐步排查法主要针对电气设备的疑难故障，包括起重机变幅、电源、旋转故障，这些问题难以靠常规方法发现，需要逐步进行问题分析，排查出其故障原因。而直观法主要应用于简单电气设备故障排查工作中，可以不借助设计图纸及万用表就能直接进行故障排查，并进行相应的维修管理。
3门座式起重机电气设备故障排查法实用探讨
3.1强调设备登记管理
起重机作为一种特种电气设备，进行故障排查的前提工作，就是保证其安装环节按照相关技术规定要求完成，在设备投入环节降低安全事故隐患。目前电气设备管理市场鱼龙混杂，部分承包公司资历尚浅，安装技术不专业，对于电气设备安全管理项目没有充足认知，使得门座式起重机安装环节挂靠、出借情况时常发生，存在极大故障隐患。在起重机电气设备投入使用前，要加强其等级管理，对于每一台设备的生产厂商、使用记录进行详细记载，尽量拒绝与资历较低且缺乏相关证明材料的设备安装制造商合作，谨防粗制滥造起重机电气设备投入使用。在设备投入使用初期，需要借助技术手段对其安全性能进行检测，将存在安全隐患的设备零部件进行更换。强化起重机械传动部位的润滑作业，通过电气设备故障排查提高检测机器安全灵敏度，以及制动器、紧急报警装置、钢丝绳、离合器等重要零部件的可靠性。
安装投入使用过程中不仅要做好电气设备状态登记工作，更要根据数据对比结果对于设备运行情况进行分析，为机械设备后续的故障排查保养工作提供有效参考。在安全装置保护的作用下进行起重机电气设备的使用异常声响及过热现象记录，重视设备状态监测，适时淘汰年限较长的起重机电气设备，降低因设备磨损造成的安全事故隐患。结合建筑起重机电气设备使用部门的实际情况，细化安全管理规章制度，强化设备管理职能，明确部门责任，利用设备登记管理保障门座式起重机电气设备故障排查工作顺利开展[2]。
3.2设备仪器故障诊断
利用传感器及控制线构成检测仪，能够有效提高电气设备故障检测效率，准确分析起重机的运行参数，通过代码的方式显示出其故障严重程度，有效提高检测结果的准确性。过程重要重视电气设备检测仪信号指示灯分析，这是进行电气设备故障诊断最为有效的方式。当电气设备存在设备故障时，其信号检测会出现异常情况，并根据信号信息判断其为设备自身故障，还是机械加工部件故障。在故障诊断时需要对电力线、工作台、位置编码器、光栅感应装置等设备进行检测仪审查，若检测指示灯出现异常情况要及时进行应对处理，这些问题都与门座式起重机的加工部件或气液管线相连，因此在进行电气设备检测仪指示分析时，也要强调内部加工部件连接情况检测。监测人员要询问专业技术人员，清楚了解问题解决步骤后进行相应的处理，过程中要注意不能随意重启或关闭电气设备，避免发生意外事故，造成不必要的损失[3]。
3.3构建动态无功补偿
动态无功补偿模式又被称为静止同步补偿器，其补偿效果是早期的电容器、同步调相机无法媲美的，具有较高的补偿效率。门座式起重机电气设备故障排查过程中，能够建立动态无功补偿，保障网络通信系统的工作稳定性，有效保障故障排查结果的准确性。传统动态无功补偿核心技术主要分为静止无功补偿器和静止无功发生器两种模式，但近年来随着静止无功发生器技术的不断发展，使其逐渐取代了静止无功补偿器的市场地位。借助计算机系统软件实现起重机电气设备故障排查联网管理需求，克服不同厂商设备之间的兼容性调节问题，在实际工作中，动态无功补偿模式可以根据电气设备电压调节需要，控制故障排查调节速度及精度要求。以无功发生器技术为例，其动态无功补偿原理是通过改变电气设备的电压，通过系统指令进行设备运作方式的控制效果，实现电压增幅的变化，完成无功功率的使用目的，保证故障排查工作安全。
虽然现阶段没有对所有电气设备故障排查工作进行强制性全容量无功补偿要求，但要自觉加装动态无功补偿设备，随着起重机作业过程中的自动化技术应用普及，逐渐加强对设备动态无功补偿必要性的深入认识和规范修订，未来安装无功发生器可能成为大型起重机施工检查必然要求。应用无功发生器中的同步锁相、蓄电池以及SPWM等技术，保证门座式起重机电气设备故障排查工作中，负荷转移工作的顺利完成，并具备一定的预警故障诊断功能。一旦起重机电气设备之间的连接出现间隙，此时可以使用中压配电的模式，大幅度提高电气设备动态无功补偿控制力度，消除潜在安全隐患。
3.4设备电磁故障检测
传统门座式起重机电气设备故障检测工作中，并没有故障触摸显示功能，常是依靠修理工人的个人经验进行固定故障点检测排查，主要进行断线复位、短路情况等分析，这种模式不仅无法保证故障排查工作准确性，更有可能在检测过程中出现意外事故。而电磁故障检测主要是针对其内部工作状态，通过起重机电气设备的金属结构、防护装置、表面尺寸等直观检测范畴进行观察，以及设备设计图纸进行设备状态分析。电磁故障检测工作时，主要涉及到故障探测传感器、故障定位系统、数据报警装置等设备，其中传感器为主要硬件设备，完善这部分的硬件功能，将会有效提高门座式起重机电气设备电磁故障检测效率。
传感器会将磁场内的磁信号转化为电压信号进行传输。传感器是将钕铁硼作为磁场磁化元件，在降低自身重量的情况下，将传感器与定位装置设计为一体化结构，从而提高起重机电气设备故障排查仪器的便携性。而传感器内部受到铜套的保护效果，其自身存在良好的导磁性，会避免永久磁铁与霍尔元件在信号传递过程中出现摩擦磨损，稳定整个故障排查磁场的稳定性。经过放大、处理等环节后，收集到数据采集报警装置中，进行门座式起重机电气设备定量检测，了解设备内部故障情况，推断其剩余使用寿命。
以钢丝绳检测工作为例，将一块永久磁铁作为磁源，构建一个覆盖检测范围的励磁磁场，当钢丝绳位于这个磁场中，在磁力的作用下会使钢丝绳达到磁饱和状态，借助霍尔元件进行钢丝绳内部磁通量分析，将其与漏磁场进行对比，得到钢丝绳的运行状态，从而确定钢丝绳的故障信息，完成起重机械钢丝绳电磁检测工作。实际检测时，需要进行待检测部位的表面处理，常见的处理方式为无损干燥，保证无腐蚀现象。经过1-2s的磁化检测后，观察钢丝绳表面缝隙情况，过程中对于钢丝绳运行位置信息要进行光电编码器转换，经过相关计算后精确损伤位置，完成故障点的记录，并借助以太网口进行数据上传。整个电磁故障检测仪器的外侧主要为低导磁效率的铸铁系统，能够有效隔绝传感器内部与外部磁场之间的泄露情况，配合永久磁铁与霍尔元件，构建为一体化永久磁铁，沿轴向磁化钢丝绳段，完成钢丝绳故障排查的目的[4]。
结论：门座式起重机电气设备故障排查法的实用研究，能够根据故障检测结果制定科学检测周期，通过与历史数据进行对比，完成电气设备使用寿命分析，帮助起重机使用单位进行科学、合理的元器件更换决策。努力在实际的电气设备故障维修工作中，运用这类新型技术，提高设备故障检测维修工作效率，推动我国门座式起重机电气设备的故障维修工作朝着更为科学和健全的方向进行发展。
参考文献：
[1]王友权,刘秀琪,刘彬,等.门式起重机远程监测与故障诊断系统研发探讨[J].内燃机与配件,2020(15):200-201.
[2]许桂仙,秦晋华.桥式起重机常见电气故障原因分析及措施[J].机械管理开发,2020,35(04):257-258+261.
[3]李茂才.门座起重机电气设备危害因素的影响及应对措施[J].机电信息,2019(15):71-72.
[4]周春辉.浅谈门座式起重机电气设备故障排查法[J].科技资讯,2018,16(27):32-33.