来源:河南双力起重机械集团有限公司 日期:2025-11-04
电气控制系统是运架一体式架桥机的 “神经中枢”,负责统筹支腿动作、箱梁起吊、走行转向等多机构协同作业,而故障诊断系统则是保障设备连续运行的 “健康卫士”。当前主流技术已形成 “集中控制 + 分布式执行 + 实时诊断” 的成熟架构,在福厦高铁、朔黄铁路等工程中实现毫米级控制精度与分钟级故障排查,彻底摆脱传统人工操作的低效与安全隐患。

电气控制系统以 “分层控制、精准协同” 为核心设计逻辑,覆盖设备全作业流程。底层执行层由 PLC 控制器(多采用西门子 S7-1500 系列)与变频驱动器构成,负责将控制指令转化为机械动作:“昆仑号” 的起吊系统通过 PLC 编程实现四吊点同步升降,变频驱动器调节卷扬机转速,使 1000 吨箱梁起升速度稳定在 0.5m/min,且 4 个吊点高度偏差控制在 2mm 以内;走行系统则通过 PLC 联动 88 组轮边电机,配合编码器反馈的转速数据,实现整机沿曲线轨道的匀速行进,郑济高铁曲线段施工中,该系统使设备轨迹偏差不超过 5mm。中层协调层依托工业以太网(Profinet 协议)连接各控制单元,解决支腿、起吊、走行的动作冲突 —— 过孔时,系统自动锁定起吊机构,优先完成支腿转换,待主梁稳定后再解锁起吊功能,避免多机构同时动作导致的载荷失衡。顶层操作层通过触控屏与远程操作台实现人机交互,操作人员可实时查看各机构运行参数(如支腿油缸压力、箱梁倾斜角度),并通过预设程序一键启动 “提梁 - 运梁 - 落梁” 标准化流程,福厦高铁单孔架梁的人工干预环节较传统设备减少 80%。
故障诊断系统通过 “实时监测 - 智能识别 - 应急处置” 的闭环逻辑,大幅降低设备停机风险。监测环节依赖遍布设备关键部位的传感器网络:电流传感器监测电机过载情况,温度传感器实时追踪液压油与电控柜温度(阈值设定为 65℃),振动传感器捕捉支腿关节异常晃动,所有数据通过边缘计算模块预处理后传输至诊断系统。识别环节采用 “规则库 + 数据对比” 双模式:规则库预设常见故障特征(如电机电流突增 30% 判定为过载),数据对比则将实时参数与历史正常数据比对,识别微小异常 —— 朔黄铁路 “太行号” 曾通过对比发现某支腿油缸压力波动频率异常,提前排查出密封件磨损故障,避免油缸泄漏导致的架梁事故。处置环节分为三级响应:轻微故障(如油温偏高)自动启动散热风扇;中度故障(如单吊点受力偏差超 5%)触发声光报警并暂停相关机构;严重故障(如电机堵转)立即切断动力电源,同时锁定支腿与起吊机构,防止箱梁坠落或设备倾覆。此外,系统还具备故障追溯功能,可自动记录故障发生时间、参数变化曲线与处置过程,为后续维护提供数据支撑,建瓯丘陵段施工中,该功能使故障排查时间从传统的 4 小时缩短至 30 分钟。
不同工况下的技术适配,进一步凸显电气控制与诊断的成熟度。隧道过隧时,控制系统自动切换 “窄空间模式”,限制支腿横向动作幅度,诊断系统重点监测梁体与隧道壁的距离传感器数据,避免剐蹭;海上引桥施工中,电控柜加装除湿模块,诊断系统增设盐雾腐蚀预警(通过湿度与盐分传感器数据判定),防止电气元件锈蚀;频繁转场工况下,系统优化走行电机启动曲线,减少电流冲击,同时诊断系统加强轮边电机绝缘检测,避免转场颠簸导致的线路破损。这些技术细节的优化,使运架一体式架桥机在复杂环境中的平均无故障运行时间突破 3000 小时,成为保障工程进度的关键支撑。