門座起重機（門機）是天津港散、雜貨作業的主要大型裝卸設備，其安全、穩定運行是保證裝卸生產的關鍵。根據門機結構和工作特點，其旋轉機構是在設備運行中受到可變載荷沖擊Z大的機構，這些因素主要包括啟、制動、風速、慣性、機械排裝以及司機控制方式的不同等因素，尤其是大噸位、大幅度用于散雜貨作業的門機（如40t-33m以上級別門機），在Z大幅度Z大負載的情況下，其旋轉負載特性的變化隨機性很強且變化很大，因此該機構的各系統的故障也是Z高的，損壞的部件也Z多。

　　旋轉機構多為轉柱型、其回轉軸承的支撐重量較重，造成門機旋轉機構起、制動過程中晃動較大，對鋼結構的壽命產生了一定的影響，且門機剎車腳踏力較大，從而造成司機的操作疲勞。通過對上述原因進行分析，我們認為旋轉機構所產生的撞擊是由于起、制動時產生的動能無法很好地吸收造成的，通過引入變頻調速系統及閉環控制、制動系統中采用雙級制動限位控制技術解決了這一問題，另外通過PLC的邏輯判斷，真正保證了電機能夠在“零速”抱閘，實現了變頻器的平穩的起、制動，從而減輕了起、制動時對門機機械部分造成的沖擊，延長了門機機械部分的壽命。

　　1　閉環控制

　　這一理念是針對于過去門機在電氣控制上采用開環控制造成精度不高使執行機構達不到理想效果提出的。

　　閉環控制由信號正向通路和反饋通路構成閉合回路的自動控制系統，閉環控制是將輸出量直接或間接反饋到輸入端形成閉環，又稱反饋控制系統。就是根據系統輸出變化的信息來進行控制，即通過比較系統行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預期的系統性能。在反饋控制系統中，既存在由輸入到輸出的信號前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路，兩者組成一個閉合的回路。因此，反饋控制系統又稱為閉環控制系統。反饋控制是自動控制的主要形式。在工程上常把在運行中使輸出量和期望值保持一致的反饋控制系統稱為自動調節系統，而把用來精確地跟隨或復現某種過程的反饋控制系統稱為伺服系統或隨動系統。

　　在閉環控制系統中，只要被控制量偏離規定值，就會產生相應的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，閉環控制具有較強的抗干擾能力。

　　內環控制：這一環節主要解決電機啟動、力矩、直流制動。

　　外環控制：電機的運行速度，加、減速時間、位置、零速。

　　由于采用全變頻驅動，在旋轉機構運行時，驅動指令給定后，電機從零加速到額定轉速及從額定轉速降到所需的轉速，PLC通過掃描及內部運算賦予變頻器一個精確的數值，變頻器輸出驅動電機，在這一環節上速度的反饋、力矩的大小、啟、制動的電流是直接影響旋轉機構的平穩，由于采用閉環控制，PLC依據實際狀況對信號的傳輸進行比較、修訂，Z后傳給變頻器一個適合實際狀況的數據使得電機真正按操作者的需求運行。

　　2　采用雙級制動限位控制

　　這一理念的提出是針對門機在作業中，特別是在對船舶的腰窩的裝卸、平艙等工況復雜的作業環境，需要抓斗更精確到位，以提高效率和避免對船具的損壞。

　　以往的控制在司機操作中當抓斗要接近需要裝卸的位置，司機需要踩下制動以達到目的，這個過程司機的操作由于視線或其它原因沒能提前將速度將下來，當發現抓斗要接近貨物時司機會踩下制動，這時機械制動對旋轉機構（旋轉機構慣性較大）造成沖擊，這樣的操作對門機的機械傳動系統造成一定的傷害，也增加司機的勞動強度、抓斗產生的晃動容易造成船具的損壞，對于這樣的狀況，我們在門機的制動控制上采用雙級制動限位控制，就是當抓斗接近需要抓取、釋放的位置時司機輕踩這級限位，此時司機的操作肯定也會將操作手柄由速度大的檔位向速度小的檔位轉換。當這級限位信號進入PLC后，PLC掃描編碼器反饋當前速度，由于內部運行程序參數的設定，PLC會自動發出指令將當前的速度降低90%進行運行，這種運行模式由于沒有機械制動的參與使得旋轉機構的運行更平穩、更準確。如果司機能更熟練操作這一模式，在旋轉機構運行過程中通過判斷抓斗運行軌跡合理踏下這個限位及手柄及時回零位，通過變頻器的自動減速及直流制動會是旋轉運行更加平穩，無需外界的機械制動。

　　另外，電氣制動參數的設定也很關鍵，當旋轉機構的運行，特別是達到了旋轉電機的額定速度，此時司機將手柄馬上回到零位。電機的減速應當按一定的斜率來動作，在這個過程中變頻器參數的設定要合理。首先是加、減速時間，當PLC掃描到減速指令后，在滿足相應的條件時，PLC給變頻器指令，變頻器依據設定的加、減速時間來輸出，又由于變頻器具有輸出直流成分功能，在PLC得到操作指令由高向低Z后到零位這個過程中，在手柄還沒有回到零位前電機減速受變頻器輸出交流來控制，當PLC檢測到手柄到達零位時給定變頻器封鎖交流輸出，改為直流輸出去阻止電機的運轉，達到制動的效果，由于采用了雙級限位，當司機繼續下踩接觸到機械制動限位時PLC會發出指令封鎖變頻器的輸出，此時機械制動起了作用，一般情況下司機不會踩到機械制動這一級限位，這是由于在未機械制動前，電氣相應的功能已經起了作用。
　　經過實際操作，達到了先期的設計的目的，為公司的生產提供了優質、安全、穩定、高效的機車，具有很強的推廣性。

（來自微信號“天津港TIANJINPORT”）