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港口门座起重机的电气系统和电磁兼容设计港口门座起重机是港口行业中重要的起重装备之一，广泛应用于航道建设、港口码头装卸、船舶服务等领域。
电气系统是门座起重机的核心，负责控制起重机的运行、提升和转向等操作。
同时，电磁兼容设计对起重机的正常运行也至关重要。
本文将深入讨论港口门座起重机的电气系统和电磁兼容设计。
一、电气系统设计电气系统设计是港口门座起重机的关键要素之一。
该设计需要满足以下要求：1. 可靠性：电气系统应具备稳定可靠的性能，以确保起重机的顺利运行。
这意味着电气系统需要具备高质量的电气元件，例如可靠的开关、保险丝和连接器等。
2. 安全性：港口门座起重机的安全性非常重要。
因此，电气系统设计必须遵循相应的安全标准，确保操作人员和设备的安全。
例如，系统应设有可靠的过载保护装置和断路器，以避免超负荷使用和电气火灾的风险。
3. 灵活性：门座起重机需要适应不同场景的工作需求。
因此，电气系统设计应具备灵活性，能够根据具体需求进行适当调整和扩展。
例如，可以采用模块化设计，以便灵活调整控制逻辑和功能。
4. 能效性：电气系统在门座起重机中的效率和能耗也需要考虑。
设计应采用低功耗的电气元件和控制策略，并且优化电气布线，以减少能源浪费和损耗。
5. 维修性：在实际使用中，门座起重机的电气系统可能需要维护和更换故障元件。
因此，电气系统设计应考虑易于维修的布局和结构，以减少维修时间和成本。
二、电磁兼容设计电磁兼容是指起重机在操作过程中，不会对周围环境的其他电子设备和系统产生干扰或受到干扰。
在港口门座起重机的电气系统设计中，必须考虑和解决以下电磁兼容问题：1. 辐射干扰：港口门座起重机在工作时会产生大量电磁辐射，如果不加以控制，将对周围的无线通信设备和其他电子设备产生干扰。
因此，设计中应采用适当的屏蔽措施，减少辐射干扰的发生。
2. 传导干扰：起重机的电气系统可能会传导干扰信号到其他设备中，造成操作异常或设备故障。
为避免这种传导干扰，电磁兼容设计应采用合适的滤波器和隔离器，以减少传导干扰的影响。
轨道式集装箱龙门吊电气设计指导二○○七年五月一、设计概述轨道式集装箱龙门吊（以下简称轨道龙门吊）广泛应用在港口码头、堆场、铁路等行业。
轨道龙门吊用于堆场作集装箱堆垛和拖挂车装卸作业，可直接起吊20'、40'和45'的ISO标准集装箱，并可利用吊架或吊具的吊耳起吊特殊的集装箱或其它货物，堆垛能力能吊起一只集装箱越过叠成五层高的集装箱（堆五过六）。
二、设计规范轨道龙门吊的设计应符合下列标准和规范：1.有关标准和规范起重机设计规范 GB 3811起重机安全规程 GB 6067港口连续装卸设备安全规程 GB/T 13561工业及民用通用设备电力装置设计规范 GBJ 55通用用电设备配电设计规范 JB 50055-93《安全标志》 GB2894-882.国际有关标准和规范国际标准化组织 ISO国际电工技术委员会 IEC国际电气与电子工程师协会 IEEE三、设计要点轨道龙门吊一般有起升、小车行走、大车行走等机构，既能单独动作也可以联合动作。
根据机械结构确定电气控制柜的放置位置，一般设有端梁接线箱和小车接线箱，通过悬挂式供电电缆为小车提供动力、控制、通讯等电源。
司机室有固定式或移动式两种，根据机械总图确定。
吊具一般采用上海振华的产品，设计时需用户提供吊具控制原理图。
根据用户要求吊具可做吊具旋转或倾转动作，根据机械总图确定。
轨道龙门吊主令控制器一般采用飞机头式主令，导板控制按钮在主令头部，方便司机操作。
考虑轨道龙门吊现场干扰严重，大车限位及吊具限位需用中间继电器隔离。
轨道龙门吊轨距大于40米时，为了防止大车啃轨，需考虑大车纠偏问题，纠偏采用绝对值编码器。
四、设计要素1、电源轨道龙门吊的上机电源有电缆卷筒或滑触线两种供电方式，一般为AC380V，50HZ三相四线制供电。
电缆卷筒供电进线电缆采用重型橡套电缆。
2、主要机构a.起升机构轨道龙门吊的起升机构一般由两台电机驱动或一台电机驱动。
电机为变频电机时，采用变频控制，电机为绕线电机时，采用常规转子切电阻控制方式。
1．机电传动方案的分析与拟定1.1旋转机构特性分析旋转机构的作用是使起重机的回转部分作回转运动，以达到水平面内运移货物的目的，要求旋转机构可做360°回转作业。
该机构为双电动机驱动，电动机功率为37KW，额定电流为70A。
因门机需左旋（右旋），故要求电动机能正反方向运行；起动分四级起动，且有调速要求，但调速要求不高，现一般采用变频器实现分级起动和调速控制。
两台电动机通过大齿盘啮合，忽略齿隙影响后，则不可能产生瞬时速度差，更不可能产生积累角位移差，故对双电动机同步运行要求也不高。
但旋转机构的转动惯量特别打，该机构虽属于频繁作业设备，但其平均作业时间短于提升机构，不是影响作业效率的关键机构，不必按电动机过载能力选择变频器。
1.2变频调速方案的分析与设计1.2.1变频调速原理交流电动机的转速表达式： n＝60f(1－s)/p式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式子可知，改变定子电源频率可以改变同步转速和电动机的转速。
转速n 与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
1.2.2变频调速控制方式分析低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。
变频器变频的控制方式现有恒定压频比（V/F）控制变频调速，矢量控制（FOC）变频调速和直接转矩控制变频调速三种控制方式，在进行调速控制时，可以通过控制变频器的输出频率使电动机工作在转差率较小的范围，电动机的调速范围较宽，调速时稳定性好并可以达到提高运行效率，获得长期的经济效益的目的。
一般来说，通用型变频器的调速范围可以达到1：10以上，U/f控制方式调速范围可以达到1：40，高性能的矢量控制方式的变频器的调速范围可以达到1：1000。
轨道式集装箱门式起重机电气系统设计⑵中铁工程机械研究设计院容毅本讲座共分五部分：⑴:㈠设计总则㈡电气工程范围㈢技术规格⑵:㈣方案介绍及关键技术⑶:㈤系统的保护功能设计⑷:㈥配套电气设施⑸:㈦起重机信息管理系统CMS⑹:㈧附表㈣方案介绍及关键技术4.1概述电气控制系统采用工控机、PLC可编程控制器（以下简称PLC）、变频器等先进成熟的技术，组成了LCMS起重机监控和管理系统，并预留了港区远端RCMS和（广域网）远程TCMS(telenet CraneMonitor System)的功能接口。
实现起重机各机构的平稳调速和整机的管理。
整机具备完善的保护和故障自诊断等功能。
具有同货场指挥调度中心联网，实现资源共享的条件。
选用西门子公司SIMATICS7系列PLC可编程控制器、日本安川公司的变频器。
LCMS系统的最上层为单台设备运行管理层。
由触摸屏、工业控制计算机、打印机、组态软件等组成。
通过PROFIBUS总线与PLC间的通讯，获取门吊实时信息，完成门吊运行信息的采集及分析，历史数据、故障提示及分析等功能，对生产过程进行全程跟踪。
中间层为PLC，是系统的实时控制核心。
PLC通过PROFIBUS-DP总线方式经远端PLC 分站与各机构的变频器相连，实现PLC和变频装置之间的通讯，获取变频器的运行与故障信息，完成对各机构的监视和控制。
最下层为主传动层。
起升机构、大车运行机构、小车运行机构和辅助吊机构均采用施耐德ATV71变频器。
起升机构采用全数字式、矢量控制方式，带速度传感器及PG卡反馈实现闭环控制。
所有变频器挂在PROFIBUS总线网络上，实现PLC的统一控制。
起重机电气设备的选择具有先进性，可靠性。
电气设备的布置充分考虑维修操作安全方便。
所有电气设备元件满足有关规范标准的要求，达到所要求的性能指标，满足机构工作级别和起重机安装地环境条件。
所有电气设备、元件有防尘、耐腐蚀、耐热、去湿措施。
4.1.1主要设计方案1)电气设备的设计、选择和安装符合IEC标准，主要电气元件、电气设备选择均符合标书要求，室外用的电气设备选户外型，适应用户所在地的环境和工况。
基于PLC的大型起重机控制系统的设计1 .绪论1.1 港口起重机的简介港口起重机大量使用在港口产品的装卸，实地生产，港口规模庞大的造船厂船舶的生产、维护等部分，主要是为进一步提升工作效率、改变环境，其具备明显的现实作用。
由于其具备传动稳定，运作效率高，执行便利，问题出现的可能性不高等优势，开始被全面使用在港口工作中，转变成评估港口领先水平的关键要素。
港口起重机可以划分成桥式类、臂架类和小型起重设施类。
一般的港口起重机包含门式、梁式、门座式等起重机。
1.2 港口起重机电气系统的现状现在，国内依旧有很多港口起重机的变幅控制体系使用“继电器+转子串电阻”的模式。
在这种控制的方式下，电机在低转速时稳定性很差，而且输出力也不足。
在重载下高速降低时需要让第三方制动才可以确保不溜钩，在多次使用的时候会由于电机温度高而展现绝缘下降的状况，如此会促进设施老化，此外损耗一定的能源，不利于设备稳定运作以及促进设备疲劳等。
但是由可编程逻辑控制器（PLC）管控的港口起重机和之前的相比具备起制动稳定，运作稳定，工作效率高，维修成本不高，定位准确，使用时间长，安全性高等优势。
PLC控制科技具备使用便利，稳定性高，抗干扰水平高，编程简单，变化显著，适应广泛等特征。
在现代的控制理论以及电力电子等现代研究的科学技术方面和在生产领域都有很大的发展。
1.3 本文的选题及主要研究内容本次设重点分析设计港口起重机中门座式起重机PLC控制科技和变频科技在设备中的使用，分析了港口起重机的电气情况和设计的现实作用。
旧的起重机存在问题多，容易发生故障，生产的效率也很低等缺点。
PLC控制技术可靠性更高，稳定性更好，设计的也更合理。
介绍了PLC各模块的选型以及变频调速系统的设计。
本次通过对PLC控制技术和变频技术的应用设计来减少这些旧起重机存在的缺点。
为港口生产中门座式起重机的研究与设计提供参考方案。
2．门座式起重控制系统总体设计2.1门座式起重机控制系统控制要素2.1.1升降部分可以用两套1.5KW电机，电源电压 380V，电机带动风机，调速开关和脉冲编码器。
门式起重机电气系统设计供电系统设计是门式起重机电气系统的基础，其主要任务是为门式起重机的控制系统提供稳定可靠的电源。
供电系统设计应首先考虑供电方式，一般可以选择布置专用的供电线路，或者选择使用电缆卷盘等设备来供电。
其次需要考虑供电电压和容量的确定，根据门式起重机的功率和负载情况，选择适当的电源电压和电流容量。
另外，还需要设计供电线路的布置和保护装置的选择，确保供电系统的安全可靠。
控制系统设计是门式起重机电气系统的核心，其主要任务是实现对门式起重机的运行、起升、行驶等动作的控制。
在控制系统设计中，需要选用合适的控制设备，如控制柜、PLC等，并设计相应的接线和布线方案。
同时，还需根据门式起重机的运行特点和要求，制定相应的控制策略，包括起升、行驶的速度和加减速度、紧急停车、限位保护等。
在控制系统设计中，还需要考虑安全保护系统的接入和联锁控制，以确保门式起重机的安全运行。
安全保护系统设计是门式起重机电气系统中非常重要的部分，其主要任务是保护门式起重机的安全运行，并防止发生事故。
在安全保护系统设计中，需要考虑起升、行驶的限位保护，包括上行限位和下行限位，以避免起升、行驶超限产生事故。
另外，还需要设计重载保护系统，以监测和控制起升电动机的负荷情况，防止起升机构超负荷运行。
此外，还需设计紧急停车系统，保证门式起重机在紧急情况下能够及时停止运行，保护工人的安全。
综上所述，门式起重机电气系统设计涉及供电系统设计、控制系统设计和安全保护系统设计三个方面。
其中，供电系统设计为控制系统提供稳定可靠的电源，控制系统设计实现对门式起重机运行的控制，安全保护系统设计保护门式起重机的安全运行。
在电气系统设计过程中，需要综合考虑门式起重机的运行特点和要求，选用合适的设备和控制策略，以确保门式起重机的安全可靠运行。
起重机电气控制方案
设备名称：自动热处理控制小车
设备要求：在两条轨道上运行的小车，具有提升装置，小运装置，能实现不同位置上下或前后运行的控制功能。
起重量500kg，提升和运行速度由设计确定，各机构变频控制，远程和就地操作；
电气控制方案：
1、拖动方式采用变频控制，起升和小运各采用一台变频器控制，能达到同时运行和速度调节的作用。
2、控制器采用逻辑控制器集中对各种指令信号、传感器信号和变频器执行进行处理，达到安全可靠和工艺流程运行的用户要求。
3、指令信号由远程和就地两种信号组成，两地信号可互锁；电气控制元件和远程指令信号元件安装在远程控制箱内，就地指令信号按钮盒安装在设备上。
4、传感器由限位开关和位置开关组成；起升机构设置限位开关为多点组合式旋转开关，功能为：起升位置限位、极限限位、超行程限位。
小车运行为机械限位开关+接近开关组成；机械限位开关为十字开关，实现小车运行的极限位置减速和停车功能；接近开关实现小车运行位置定位功能。
5、控制柜到起重机采用软缆导电，C型滑线系统作载体。
6、动作流程：原始工位→1#工位→上升或下降动作→2#工位→上升或下降动作→3#工位→上升或下降动作······(最后一个工位完成，起升到最高位置)回到原始位置→等待下次动作指令。
集装箱电动吊具的电机控制方案分析摘要：传统的集装箱码头使用的液压吊具产品都是高能耗并存在一定污染的，随着港口对绿色环保的要求越来越严格，近几年电动吊具因节能环保、少污染而受到用户的青睐，并已开始大量使用在集装箱码头、堆场上。
尤其在场桥、轨道吊上，其电动吊具比例已经达到90%以上，且逐年继续呈现上升趋势。
岸边集装箱起重机，由于作业工况复杂、恶劣，且多数为双箱吊具，目前虽电动双箱吊具已在逐步推广，但更多的尚未能达到液压双箱吊具的稳定性，集装箱码头用户在吊具种类的选择上也是慎之又慎，但电动系列产品作为是未来的主流方向已成定局，随着集装箱电动吊具质量逐步成熟、稳定，未来必将完全替代液压吊具产品。
而电动吊具中电机驱动机构的稳定性将直接影响吊具的工作质量，因此本文将着重介绍电动吊具对电机控制的几种设计方案。
一、集装箱电动吊具简介根据吊箱数量的不同，集装箱电动吊具可分为电动单箱吊具和电动双箱吊具。
吊具各动作均为电动方式，吊具单箱伸缩位置有20英尺、40英尺、45英尺等；转销机构采用机械连锁型式，采用电机形式驱动，每台吊具端部有2套转销机构，用于起吊集装箱；在吊具的四个角上，采用固定或者活动导板装置。
如果是电动双箱吊具，那么还需要增加中部4套转销机构，用于起吊双20英尺集装箱；同时吊具还具有中部平移机构，用于实现在船侧或者集卡侧2个20英尺集装箱间距不一致时，来完成0~1600mm的双箱分离功能；最后在吊具中部还装有转销箱升降机构，在单箱、双箱吊具切换时完成中部转销机构的上下动作。
二、集装箱电动吊具的电机配置有别于液压吊具只有一个油泵电机通过液压系统来控制吊具上面所有动作机构，电动吊具根据每个动作机构各配备一个电机。
电动单箱吊具可分为伸缩、转销、导板三大机构，根据导板配置的数量不同，电机数量在3～7个。
而电动双箱吊具因动作结构复杂，可分为伸缩、平移、端部转销、中部转销、导板、中锁升降共6大机构，所以电机数量大大增加到18个。
龙门吊电气控制系统设计龙门吊一般采用PLC远程控制，分别设置远程分站，分别为刚退远程、柔腿远程、司机室远程、小车远程，并且配备相应的电控装置，而采用集中控制，龙门吊控制系统采用PLC集中控制，可节省调试时间，降低调试难度，提高了劳动生产率，减少了刚腿远程柜，柔腿远程柜，司机室远程柜，大大降低了电控的成本。
标签：龙门吊、电气控制系统、集中控制前言PLC控制技术在造船门吊上的应用也越来越多。
因此，我们有必要研究龙门吊的PLC控制系统，以满足用户对龙门吊的数字化、智能化、网络化和信息化的要求。
龙门吊可用于船厂船体制作场所（船坞、船台等）。
具有起升、行走、抬吊、合拢和空中翻身等多种作业功能。
龙门吊由小车主起升机构、小车运行机构、大车刚性腿机构、大车柔性腿机构、电气室、司机室、电梯组成。
起重机的控制系统经历了由传统的继电器逻辑控制系统到PLC系统发展过程，随着PLC 控制技术的发展，以及PLC系统部件价格的降低，在港口起重运输机械、造船龙门吊和大型冶金起重机械等设备已基本采用PLC控制。
PLC控制大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计以及建造的周期大为缩短，同时维护变得容易起来。
1.润邦海洋ME160（2X50t+2X50t+2X10t）-45m造船龙门吊采用PLC集中控制实例（如下图）龙门吊小车起升机构、小车运行机构、大车刚性腿机构、大车柔性腿机构等，在上述四个机构中所有远程控制采用集中控制，共用一只中央处理器（CPU），通过网络连接可以节省大量现场布线;PLC系统通过通讯方式控制变频器，PLC 系统实现了对变频器的最全面的控制，同时PLC系统也实现了最大限度的读取变频器的内部状态。
在PROFIBUS网络上配置触摸屏，可以实现对整机工作状态监控和故障查询。
在设备出现复杂故障时可以迅速得到国货商的解决方案。
大大提供检修的效率。
变频器和PLC已经在大门吊系统中使用，使用网络技术可以简潔有效地将PLC控制系统与变频器结合在一起，充分发挥出变频器的优势。
目录第一章读图说明 (1)第二章门机电气控制原理简介 (7)第三章电气控制原理图 (22)1、门机整机供电单线图………………………………………………………………………………………D1~D22、门机配电回路图……………………………………………………………………………………………P1~P73、起升机构电气控制电路图…………………………………………………………………………………H1~H64、变幅机构电气控制电路图…………………………………………………………………………………L1~L35、旋转机构电气控制电路图…………………………………………………………………………………S1~S36、行走机构电气控制电路图…………………………………………………………………………………G1~G47、PLC控制电路图……………………………………………………………………………………………C0~C238、照明回路……………………………………………………………………………………………………E1~E3第一章读图说明作为一位港机电气控制工程师，从事港口机械电气控制系统的维护与设计工作，那么你除了掌握可编程控制器、变频器、低压电器的基本知识外，还必须掌握成套控制系统设计的一些基本知识，才能设计出用户满意的港口机械电气控制柜；在港口企业或港机制造企业从事港口机械电气控制调速系统的安装、调试或维修工作，你必须能够看懂电气图纸，了解设计者的设计思路，才能正确的布线、接线、调试或维修。
看懂电气原理图，参考原理图和接线图接线是一位港机电气控制工程师从事港口机械电气控制系统调试与维护的基本功。
因此在分析本册电气控制原理图前，请看懂本册原理图的通路标号、接线标号相关说明，以便快速地读懂原理图。
1、通路标号通路标号也就是线号，电气原理图必须有线号，否则无法绘制接线图。
线号可以使用字母，也可以使用数字，还可以字母和数字混合使用。
在本册原理图中采用识图双坐标形式进行标注，就是既有横坐标，又有纵坐标。
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.02.26C N 103601074A (21)申请号 201310599852.2(22)申请日 2013.11.25B66C 13/18(2006.01)B66C 13/48(2006.01)B66C 13/16(2006.01)B66C 13/08(2006.01)(71)申请人深圳联运捷集装箱码头有限公司地址518000 广东省深圳市南山区蛇口工业区三突堤申请人蛇口集装箱码头有限公司(72)发明人李绍千 刘骢 古园坐 张重博陈国兴(74)专利代理机构深圳新创友知识产权代理有限公司 44223代理人江耀纯(54)发明名称集装箱门式起重机及其控制方法(57)摘要一种集装箱门式起重机，包括起升机构和控制所述起升机构的起升主控模块，还包括旋转吊具和旋转吊电控系统，所述旋转吊具包括平移机构和回转机构，所述旋转吊电控系统包括旋转吊主控单元和称重检测单元，所述称重检测单元用于检测被吊集装箱的重心位置情况，所述旋转吊主控单元用于根据所述称重检测单元的检测结果，先控制所述平移机构对被吊集装箱进行平移以将负载重心调整到吊具中心安全范围内，再控制所述回转机构带动被吊集装箱完成预定的旋转动作。
一种对上述集装箱门式起重机进行控制的控制方法。
该集装箱门式起重机及其控制方法可实现安全、高效的集装箱调箱门作业。
(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书5页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图3页(10)申请公布号CN 103601074 A1.一种集装箱门式起重机，包括起升机构和控制所述起升机构的起升主控模块，其特征在于,还包括旋转吊具和旋转吊电控系统，所述旋转吊具包括平移机构和回转机构，所述旋转吊电控系统包括旋转吊主控单元和称重检测单元，所述称重检测单元用于检测被吊集装箱的重心位置情况，所述旋转吊主控单元用于根据所述称重检测单元的检测结果，先控制所述平移机构对被吊集装箱进行平移以将负载重心调整到吊具中心安全范围内，再控制所述回转机构带动被吊集装箱完成预定的旋转动作。
