双悬臂式架桥机的机构控制、安全保护与故障诊断通过 “中枢统筹 - 数据互联 - 动作联动” 的集成体系实现协同运作，以 PLC 控制器为核心，衔接传感器网络、执行机构与人机界面，在复杂施工场景中构建 “控制精准、保护及时、诊断高效” 的一体化保障系统，成为设备安全作业的核心支撑。
集成系统的硬件基础由 “中枢 - 感知 - 执行 - 交互” 四层架构构成。核心控制层以高性能 PLC 为中枢，搭配分布式 I/O 模块与工业总线（如 PROFINET），实现起升、小车、大车、支腿等机构的驱动单元与安全元件的集中接入。感知层部署 70 余种传感器：起升机构加装重量传感器与高度编码器，支腿处安装销轴式压力传感器与插销到位检测开关，行走机构配备速度传感器与轨道偏差监测器，同时集成风速仪、倾角仪等环境感知设备。执行层涵盖变频驱动器、液压阀组、制动器等执行部件，交互层则以司机室触摸屏与后台云平台为终端，形成 “采集 - 运算 - 控制 - 反馈” 的闭环链路。DJ180 型架桥机在京通铁路施工中，通过该硬件架构实现 12 个关键作业环节的数据实时互通，为集成功能提供基础支撑。
机构控制的集成核心是流程化协同与多动作联动。PLC 预设过孔、架梁、转场等标准化作业程序，通过逻辑联锁实现各机构按序动作：过孔时，系统先通过支腿压力传感器确认中支腿顶升到位，再解锁大车制动器，同时限制悬臂外伸距不超过 20 米，待大车纵移至指定位置，自动触发中支腿回落与前支腿锁定。架梁环节中，起升机构将梁体提升至安全高度后，高度编码器反馈信号解锁小车运行权限，双电机同步驱动系统通过 PLC 控制转速差不超过 0.01m/min，配合支腿横移油缸的毫米级微调，实现梁体精准对位。130 吨级架桥机在新荷铁路施工时，通过该集成控制逻辑，将整孔箱梁架设的对位时间缩短至 15 分钟以内。
安全保护的集成体现为 “预警 - 干预 - 连锁” 的三重防护。传感器采集的数据实时接入安全控制回路，当起升重量超过额定值的 90% 时，载荷限制器触发声光预警；达到 104% 时，PLC 立即切断起升电机电源，同时锁定小车与大车运行机构，禁止任何移位动作。支腿系统采用插销联锁保护设计，任一支腿插销未安装到位，检测开关便向 PLC 发送信号，系统随即暂停所有作业并报警，中交四航局的架桥机通过该功能，在开春高速项目中彻底规避了支腿松动引发的安全风险。极端环境下，风速超过 12m/s 时，风速仪信号同步触发液压夹轨器夹紧与锚定装置锁定，形成防风抗滑的双重保护，该逻辑在沿海金马大桥施工中有效抵御了阵风冲击。
故障诊断的集成依托实时数据解析与历史溯源实现。系统通过传感器采集电机电流、液压压力、轴承温度等运行参数，PLC 或专用诊断模块将实测数据与预设阈值对比，判断故障类型与位置：电机过载时，电流传感器反馈异常信号，诊断系统立即定位故障电机并显示过载原因；液压系统泄漏时，压力传感器的数值波动触发预警，同时标记可能的泄漏回路。京通铁路应用的 “黑匣子” 智能监测系统，不仅能实时显示故障信息，还能完整记录操作指令与设备状态数据，上传至云平台用于事后溯源，某标段通过该系统提前识别出起升机构减速机磨损故障，避免非计划停机超 8 小时。
实际应用中，集成系统需适配不同工况需求：中小吨位机型侧重基础控制与安全联锁，大吨位机型强化诊断精度与多机构协同，复杂环境施工则升级环境感知与联动保护。日常维护中，需每月校准传感器与 PLC 的信号传输精度，每季度更新诊断系统的参数阈值库，确保集成功能始终处于有效状态，为架桥机的高效安全作业提供全流程技术保障。
