1 引言

根據(jù)碼頭用戶以及現(xiàn)場調(diào)試人員的反饋，部分門座起重機( 以下簡稱門機) 項目電控系統(tǒng)中 PLC通訊電纜屢次受到干擾，造成 PLC 通訊故障，導致門機電氣設備控制系統(tǒng)癱瘓，生產(chǎn)作業(yè)停止。給碼頭用戶的生產(chǎn)使用和現(xiàn)場工程師的調(diào)試工作帶來了很大的困擾。

2 通訊電纜受干擾的表現(xiàn)特征和原因分析

通訊電纜受干擾具體表現(xiàn)為: ①司機室聯(lián)動臺觸摸屏上顯示“電控系統(tǒng)通訊故障”; ②司機室聯(lián)動臺所有或者部分電氣控制系統(tǒng)癱瘓; ③通訊故障時而出現(xiàn)，時而又沒有。根據(jù)以上的表現(xiàn)特征，可以判斷 PLC 通訊電纜受到了其他屬性的電纜( 如動力、變頻、控制電纜等) 干擾。

2．1 通訊電纜的敷設要求

不同屬性的電纜( 包括變頻電機電纜、通訊電纜及其他) 原則上需要穿不同的電纜管，對于客觀條件不能滿足這個要求的，比如到電機等，在短距離( 2 m) 內(nèi)可以不受此限制。變頻電機電纜和通訊電纜長距離相鄰平行敷設時，需要適當?shù)拈g隔，電纜相互之間的間隔距離應不小于 80 mm。如果達不到間隔要求，可以采用隔板將變頻電機電纜、通訊電纜及其他電纜相互分隔。電纜相互之間的距離大于 80mm，并且同一電纜托架上( 或電纜槽內(nèi)) 絕緣耐壓等級不低于該電纜托架上( 或電纜槽內(nèi)) 的*高供電電壓時，不需要加隔板; 當通訊電纜的絕緣耐壓等級低于該電纜托架上( 或電纜槽內(nèi)) 的*高供電電壓時，即使該通訊電纜與其他電纜之間的距離大于 80 mm，也必須采用金屬隔板或金屬電纜管進行分隔［1］。

為了降低其他電纜的干擾影響，以下通訊電纜必須穿金屬電纜管，而且金屬電纜管兩端必須可靠接地: ①用于驅(qū)動器、PLC 和遠程模塊的 Profibus、Profinet、Can－Bus 及以太網(wǎng)等通訊電纜; ②ＲS422、ＲS232、ＲS485 等串口通訊電纜; ③用于 Transponder等有特殊要求的通訊電纜。其他通訊電纜( 如用于電機編碼器、重量傳感器等的電纜) 和光纜都不需要穿電纜管。穿管的通訊電纜可以不再安裝隔板與其他電纜分隔，但是在條件允許時仍應盡可能遠離動力和控制電纜。除變頻電機電纜和通訊外的其他電纜，按電壓等級分束捆扎或分別穿電纜管［2－3］。

2．2 通訊電纜受干擾的原因分析

根據(jù)上述 PLC 通訊電纜敷設時的要求，對現(xiàn)場實際施工進行調(diào)查反饋，確定 PLC 通訊電纜受干擾原因主要有以下幾點:

( 1) 通訊電纜沒有單獨穿金屬電纜管( 包塑金屬軟管) 敷設。

( 2) 金屬電纜管( 包塑金屬軟管) 兩端沒有可靠接地。

( 3) 在特殊結(jié)構(gòu)中，通訊電纜敷設時和不同屬性的電纜( 如動力、控制電纜等) 成束捆扎在一起，相互間沒有足夠的分隔空間。

3 通過電氣工藝設計解決通訊受干擾問題

3．1 中心集電器上部( 轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)) 電氣工藝設計步驟

門機 PLC 通訊電纜的敷設走向為: 電氣房 PLC柜→司機室聯(lián)動臺→中心集電器→橫梁結(jié)構(gòu)內(nèi)行走PLC 控制柜。依據(jù)這個電纜走向，結(jié)合機械結(jié)構(gòu)圖就可以在電氣工藝圖紙設計中采取相關(guān)措施，避免PLC 通訊電纜受干擾的問題。首先從中心集電器上部( 轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)) 入手( 見圖 1) 。

圖 1 為常規(guī) 40 t－37 m 門機轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)內(nèi)部通訊電纜走向圖，電氣工藝穿線預埋管一般采用在回轉(zhuǎn)電機兩側(cè)分別預埋 2 根直徑 245 mm 的無縫管的方式，不同屬性的電纜在敷設過程中按電壓等級分束捆扎在同一結(jié)構(gòu)內(nèi)預埋管路中，這樣，PLC 通訊電纜勢必受到周圍其他電纜的干擾影響。通過上述干擾原因的分析，可在原來轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)常規(guī)電氣工藝預埋管的基礎上另外增加 2 處預埋管，分別預埋 2 根直徑 102 mm 的無縫管專門用于通訊電纜的敷設( 見圖 1) 。這里需要指出的是，該預埋管的位置隨機械結(jié)構(gòu)變化而定，沒有統(tǒng)一的定位尺寸，原則上要做到非通訊電纜走線預埋管和通訊電纜走線預埋管之間分開單獨預埋，從而形成電纜之間的分隔。同樣的，在轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)內(nèi)常規(guī)需要預埋至司機室的電氣工藝進

線預埋管旁邊，平行預埋 1 根直徑 102 mm 的無縫管，專門用于通訊電纜的敷設。

這樣，PLC 通訊電纜就可沿著電氣房 PLC 柜下部的電纜托架穿進通訊電纜結(jié)構(gòu)內(nèi)預埋管。接下來包裹著通訊電纜的金屬軟管通過一段金屬電線管繼續(xù)單獨敷設，此段金屬電線管通過花盤角鐵架空安裝在中心集電器上方，然后通過金屬軟管穿進另一端的通訊電纜結(jié)構(gòu)內(nèi)預埋管，繼續(xù)沿著電纜托架敷設，通過司機室處的通訊電纜預埋管至司機室聯(lián)動臺。*后從司機室聯(lián)動臺處重新敷設 1 根通訊電纜按原來管路走向返回敷設至中心集電器處。

3．2 通訊電纜在托架敷設中的要求

當 PLC 通訊電纜和其他不同屬性的電纜在電纜托架上長距離相鄰平行敷設時，通訊電纜不但要穿金屬軟管敷設，而且電纜之間的間隔距離應盡量不小于 80 mm。

3．3 中心集電器下部( 門架結(jié)構(gòu)) 電氣工藝設計步驟

圖 2 為門架結(jié)構(gòu)內(nèi)部通訊電纜走向主視圖，從圖中可見，PLC 通訊電纜由中心集電器引出，穿金屬軟管沿著電纜托架經(jīng)過圓筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)部、橫梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部*終敷設至行走 PLC 控制柜。此處通訊電纜在電纜托架上也需按照圖 1 要求敷設。

在橫梁內(nèi)部電氣工藝布置中，為防止通訊干擾，需要特別注意橫梁內(nèi)部行走 PLC 控制柜、下部電源柜的定位位置以及通訊電纜預埋管的定位位置。圖3 為橫梁俯視圖。

圖 3 為圖 2 中 A－A 剖面的橫梁俯視圖。由圖 3可知，行走 PLC 控制柜和下部電源柜面對面定位布置，這種布置的優(yōu)點是: ①提高電氣柜的散熱空間;②避免敷設至行走 PLC 控制柜內(nèi)的通訊電纜和其他屬性電纜成束混穿在一起引起通訊干擾。以圖 3為標準，在門機橫梁機械結(jié)構(gòu)內(nèi)常規(guī)電氣工藝預埋管( 直徑為 245 mm) 的基礎上增加單獨的直徑為102 mm 的預埋管，僅用于敷設通訊電纜。該預埋管定位可按照常規(guī) 40 t 或 25 t 門機橫梁結(jié)構(gòu)通用規(guī)格做成通用件形式。橫梁機械結(jié)構(gòu)內(nèi)通訊電纜預埋管和非通訊電纜預埋管應該分別預埋在橫梁結(jié)構(gòu)相對應的兩側(cè)，避免交叉，形成電纜之間的分隔。電氣柜布置時應按照下部電源柜同非通訊電纜預埋管( 大預埋管) 同側(cè)、行走 PLC 控制柜同通訊電纜預埋管( 小預埋管) 同側(cè)的原則，杜絕行走 PLC 控制柜和下部電源柜同側(cè)并排定位。按圖 2 中走向，通訊電纜穿金屬軟管沿著電纜托架敷設，并穿過通訊電纜結(jié)構(gòu)內(nèi)預埋管至行走 PLC 控制柜。

4 現(xiàn)場施工過程中的電氣工藝安裝規(guī)范

現(xiàn)場電纜敷設施工按照以下順序進行: ①先敷設主干電纜，后敷設局部電纜; ②先敷設遠距離電纜，后敷設近距離電纜; ③先敷設有金屬鎧裝電纜，后敷設無金屬鎧裝電纜; ④先敷設變頻電機電纜、動力回路電纜，后敷設控制回路電纜，*后敷設通訊電纜; ⑤雙層電纜托架先敷設下層，再敷設上層。同時，要求現(xiàn)場施工人員必須按照電氣工藝圖紙以及電氣工藝安裝規(guī)范，做到以下幾點:

( 1) PLC 通訊電纜要單獨穿金屬電線管( 包塑金屬軟管) 敷設。

( 2) 金屬電線管( 包塑金屬軟管) 兩端可靠接地，金屬軟管需要用專門的軟管接地端頭，與軟管相連接，通過接地端頭將金屬軟管和控制屏內(nèi)的接地點用綠色或黃綠色接地線連接起來，同時該接地裝置作為電纜的出口保護。在電氣設備一端，接地線可以與就近的電焊螺母、電纜托架或電纜槽等的螺絲連接。

( 3) 通訊電纜敷設時和不同屬性的電纜( 如動力、控制電纜等) 不能成束混穿捆扎在一起; 通過機械結(jié)構(gòu)內(nèi)部時，要走專門的通訊電纜預埋管; 在電纜托架上敷設時，與不同屬性的其他電纜之間需要適當間隔。

5 結(jié)語

通過在若干個門機項目上的運用，門機 PLC 通訊電纜防干擾電氣工藝技術(shù)能有效避免門機項目的通訊電纜受干擾問題，使得門機電氣設備的控制系統(tǒng)持續(xù)可控，保證門機作業(yè)時的安全性、連續(xù)性、穩(wěn)定性，增加用戶的經(jīng)濟效益。