近年来，许多用户在购买起重机时经常要求冗余设计。冗余是针对一些特殊的工作条件而设计的，为的是避免设备故障对生产造成重大影响的情况。由于起重设备是移动设备，冗余设计不仅仅是在线备用，设计中还要考虑现场条件和成本。

1机械机构冗余

当起重机发生故障时，一些机构仍需要动作。如果是机械传动链故障，就需要应急机制来完成。以下一般情况需要应急响应机构。

1.1起升机构由一个大减速器驱动。

由于铸造起重机在吊运高温液态金属，当起重机的起重电机出现故障，无法继续工作时，钢包就会结冰，整个炼钢线就会瘫痪。大减速器驱动的铸造起重机起升机构由两台电动机驱动，每台电动机的额定功率为总净功率的0.65。当一台电机出现故障时，另一台电机(过载53%)仍能驱动起升机构完成一个工作循环。两台电机在紧急情况下互为冗余。

1.2起升机构由行星减速器驱动。

铸造起重机行星减速器驱动方案的起升机构由两台电动机驱动，每台电动机的额定功率为总净功率的0.5。当一台电机出现故障时，另一台电机仍能驱动起升机构长时间工作。机械装置的速度是正常运转速度的1/2。两台电机在紧急情况下互为冗余。

1.3俯仰应急机制

用于带有活动臂架的起重设备(岸边桥式集装箱起重机、卸船机、装船机、门座起重机等)。)，为了避开大船等障碍物，需要升起三角帆。如果臂架俯仰机构的传动链出现故障，将会影响船舶的降落或造成碰撞。因此，有必要建立一个应急机制。当吊臂俯仰的主机构出现故障，或者电源出现故障时，可以通过链条将应急机构连接到卷筒上，启动应急电机将吊臂提起。

2总电源故障时的应急电源

当起重机的电源出现故障时，起重机就会瘫痪。一般问题不严重，使用前要通电。但是如果停电后需要将起重机移动到安全的地方，或者像电磁吸盘一样，需要保证停电后重物不能脱落，或者停电后需要查明故障和照明，那么就需要配置应急电源。对于轨道安装在厂房屋顶的起重机，应急电源如蓄电池、柴油发电机、UPS等。可以随机配置。对于轨道安装在地面上的起重机(港口机械、龙门起重机等)。)，应急电源一般取自地面轨道附近的维修电源箱(属于地面设备)，地面维修电源由手摇电缆卷筒引至吊车。一般应急电源的容量应考虑应急照明、应急机构、PLC、控制电路等工况下必须使用的设备。

3个驱动器冗余

3.1变频系统整流反馈装置的冗余

变频系统的两套整流和反馈单元可以互为备用，正常运行时独立工作。当一套整流和反馈单元出现故障时，首先通过更换开关切断故障单元，然后将两条DC母线连接在一起，保证起重机能够继续运行。铸造起重机是为起吊液态金属而设计的，因为如果整流装置失灵，整个起重机的所有机构都不能运转。如果故障发生在提升过程中，处理故障需要一定的时间，这样液态金属会冷却停滞，钢包会损坏，整个炼钢线都会瘫痪。这种设计是变频技术的优点之一。

3.2逆变器冗余1

大车小车行走机构由多台电机驱动时，分为两组电机，分别由两套变频器控制。当一套变频器或一套电机出现故障时，另一套变频器可以带动另一套电机工作。这种设计适用于所有多电机驱动的行走机构。如果采用其他速度控制方案，这种设计思路也是适用的。

3.3逆变器冗余2

当吊臂俯仰机构的变频器出现故障时，通过故障运行选择，大车变频器可以切换到俯仰机构，驱动俯仰机构的电机工作。该设计适用于两个不同时工作且驱动功率相近的机构，其驱动变频器互为冗余。如果采用其他速度控制方案，这种设计思路也是适用的。

4制动接触器的冗余

制动接触器是冗余的，如图1所示。

图1制动接触器的冗余

K71与K72和K73是冗余的。这种设计适用于所有起重设备的起升机构，主要是防止接触器触点卡死，接触器无法打开电路，使制动器无法抱紧，导致滑钩甚至重物坠落。

5 PLC冗余设计

PLC是起重机电气控制系统中逻辑控制的核心，负责采集命令和状态信息，并向驱动器(变频器)发出动作指令。一旦PLC的CPU出现故障，整机就会瘫痪。冗余PLC系统将解决这一问题。如果一个控制器出现故障，冗余系统使用一对相同的机架来保持用户的机器运行。当起重机不允许袖手旁观或自动运行时(如干熄焦提升机)，PLC有必要具有冗余功能。如果考虑成本的话，可以采用硬连线的PLC旁路电路，保证PLC出现故障时系统不会瘫痪。

6结束语

随着科学技术的进步，起重机的设计将会越来越完善，冗余设计将会更加全面地应用到起重设备上，这将使起重运输机械更加安全可靠，大大提高起重设备的利用率。