[00135998]起重机电气控制系统安全可靠性设计研究

1、本项目来自于国家质量监督检验检疫总局科技计划项目,编号：2013QK223。 2、该项目应用领域为特种设备装备制造业; 3、性能指标： 3.1可靠性建模。把可靠性设计的串、并联、冗余设计的方法应用到起重机械电气控制系统的设计中,完成了起重机电气安全回路控制的串联设计,制动系统的并联设计。 3.2提出起重机制动器电气控制回路有两个独立的电气装置来实现的思想,给出了一套起重机械制动器电气控制解决方案;主起升机构为双电机驱动,两台电动机有一套调速装置控制,另配置一套调速装置备用,当一套调速装置出现故障无法工作时,可迅速切换至另外一套备用调速装置进行控制,分设工作制动器和支持制动器各一套,以免发生设备生产事故。运行机构的制动除常闭式制动器之外,另设一套常开式制动器单独控制,可实现给电制动。在司机室内控制,在大小车运行时制动器常开,定点工作时制动器可实现常闭,避免定点工作过程中起重机滑移。 3.3 起重机电气图谱。以工程实践为例,对电气控制系统缺陷进行消除,依据可靠性设计原理设计了一套桥式起重机电气原理图谱集。 4、与国内外同类研究的比较： 本项目针对有代表性的桥式起重机的电气控制系统的特点,建立起重机电气控制系统评价模型。从起重机电气规范设计入手,划分电气控制系统模块,以制动器控制回路,断、错相回路的控制,起重量限制器控制,限制运动行程和工作位置的安全装置控制为评价单元,进行辨识和分析,找出起重机电气控制系统的薄弱环节和缺陷,以期进行完善的可靠性设计。 5、成果的创造性、先进性 5.1电气控制串联设计 将安全保护开关、各连锁开关,各机构过流继电器的触点（启动按钮（SD）、大车零位触点[S40（1、2）]、小车控制器零位触点[S41（1、2）]、升降机构控制器零位触点[S42（1、2）]、紧急停止开关（JK）、相序继电器触点（XJ3）、过流继电器的触点（F41）、司机室开关触点（S11）、大车走台联锁触点（S12）、桥架通道口联锁开关触点（S13）、端梁走台联锁触点（S14）、大车限位开关（SK1/SK2）、小车限位开关（SK3/SK4）、上升限位（SK5）、下降深度限位（SK6））设计为串联结构,即有一个单元开关失效,则系统失效,保证系统的安全可靠; 5.2电气控制冗余设计 为了确保当一个或多个零件发生失效,而系统中剩余的零件仍然能够维持其功能,在起重机（尤其是冶金桥式起重机）制动器单元,为提高制动的可靠性采取了两种设计： 5.2.1在机械形式上,将制动器设计成双制动器,即工作制动器和支持制动器,支持制动器的动作应稍滞后于工作制动器的动作。制动器的安全系数应进行校核。 5.2.2在电气控制上为了增加可靠性,采用两个独立的电器装置来控制制动接触器,一旦某个电气装置的触点粘连吸合,还有一个与之串联的电气装置的触点起作用。