门座起重机（门机）是天津港散、杂货作业的主要大型装卸设备，其安全、稳定运行是保证装卸生产的关键。根据门机结构和工作特点，其旋转机构是在设备运行中受到可变载荷冲击Z大的机构，这些因素主要包括启、制动、风速、惯性、机械排装以及司机控制方式的不同等因素，尤其是大吨位、大幅度用于散杂货作业的门机（如40t-33m以上级别门机），在Z大幅度Z大负载的情况下，其旋转负载特性的变化随机性很强且变化很大，因此该机构的各系统的故障也是Z高的，损坏的部件也Z多。

　　旋转机构多为转柱型、其回转轴承的支撑重量较重，造成门机旋转机构起、制动过程中晃动较大，对钢结构的寿命产生了一定的影响，且门机刹车脚踏力较大，从而造成司机的操作疲劳。通过对上述原因进行分析，我们认为旋转机构所产生的撞击是由于起、制动时产生的动能无法很好地吸收造成的，通过引入变频调速系统及闭环控制、制动系统中采用双级制动限位控制技术解决了这一问题，另外通过PLC的逻辑判断，真正保证了电机能够在“零速”抱闸，实现了变频器的平稳的起、制动，从而减轻了起、制动时对门机机械部分造成的冲击，延长了门机机械部分的寿命。

　　1　闭环控制

　　这一理念是针对于过去门机在电气控制上采用开环控制造成精度不高使执行机构达不到理想效果提出的。

　　闭环控制由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环，又称反馈控制系统。就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。

　　在闭环控制系统中，只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，闭环控制具有较强的抗干扰能力。

　　内环控制：这一环节主要解决电机启动、力矩、直流制动。

　　外环控制：电机的运行速度，加、减速时间、位置、零速。

　　由于采用全变频驱动，在旋转机构运行时，驱动指令给定后，电机从零加速到额定转速及从额定转速降到所需的转速，PLC通过扫描及内部运算赋予变频器一个精确的数值，变频器输出驱动电机，在这一环节上速度的反馈、力矩的大小、启、制动的电流是直接影响旋转机构的平稳，由于采用闭环控制，PLC依据实际状况对信号的传输进行比较、修订，Z后传给变频器一个适合实际状况的数据使得电机真正按操作者的需求运行。

　　2　采用双级制动限位控制

　　这一理念的提出是针对门机在作业中，特别是在对船舶的腰窝的装卸、平舱等工况复杂的作业环境，需要抓斗更精确到位，以提高效率和避免对船具的损坏。

　　以往的控制在司机操作中当抓斗要接近需要装卸的位置，司机需要踩下制动以达到目的，这个过程司机的操作由于视线或其它原因没能提前将速度将下来，当发现抓斗要接近货物时司机会踩下制动，这时机械制动对旋转机构（旋转机构惯性较大）造成冲击，这样的操作对门机的机械传动系统造成一定的伤害，也增加司机的劳动强度、抓斗产生的晃动容易造成船具的损坏，对于这样的状况，我们在门机的制动控制上采用双级制动限位控制，就是当抓斗接近需要抓取、释放的位置时司机轻踩这级限位，此时司机的操作肯定也会将操作手柄由速度大的档位向速度小的档位转换。当这级限位信号进入PLC后，PLC扫描编码器反馈当前速度，由于内部运行程序参数的设定，PLC会自动发出指令将当前的速度降低90%进行运行，这种运行模式由于没有机械制动的参与使得旋转机构的运行更平稳、更准确。如果司机能更熟练操作这一模式，在旋转机构运行过程中通过判断抓斗运行轨迹合理踏下这个限位及手柄及时回零位，通过变频器的自动减速及直流制动会是旋转运行更加平稳，无需外界的机械制动。

　　另外，电气制动参数的设定也很关键，当旋转机构的运行，特别是达到了旋转电机的额定速度，此时司机将手柄马上回到零位。电机的减速应当按一定的斜率来动作，在这个过程中变频器参数的设定要合理。首先是加、减速时间，当PLC扫描到减速指令后，在满足相应的条件时，PLC给变频器指令，变频器依据设定的加、减速时间来输出，又由于变频器具有输出直流成分功能，在PLC得到操作指令由高向低Z后到零位这个过程中，在手柄还没有回到零位前电机减速受变频器输出交流来控制，当PLC检测到手柄到达零位时给定变频器封锁交流输出，改为直流输出去阻止电机的运转，达到制动的效果，由于采用了双级限位，当司机继续下踩接触到机械制动限位时PLC会发出指令封锁变频器的输出，此时机械制动起了作用，一般情况下司机不会踩到机械制动这一级限位，这是由于在未机械制动前，电气相应的功能已经起了作用。
　　经过实际操作，达到了先期的设计的目的，为公司的生产提供了优质、安全、稳定、高效的机车，具有很强的推广性。

（来自微信号“天津港TIANJINPORT”）