本機用於水運所試驗基地堆場上的集裝箱裝卸作業試驗,采用雙主梁、雙懸臂、帶斜拉杆的橋架結構,主結構為整體雙對稱形式。橋架跨中可堆碼8列集裝箱,並留有1列拖掛車通道;兩側懸臂可通過2列拖掛車。集裝箱吊具可越過4層箱垛並堆裝第5層集裝箱(箱高9英尺6英寸)。
(吊鉤橫梁下);滿載吊具升降速度:25m/min空載吊具升降速度:50m/min滿載吊鉤橫梁升降速度:16m/min小車速度:120m/min模擬岸邊集裝箱起重機、集裝箱門式起重機裝卸作業工藝,開展單機性能試驗及作業效率研究;集裝箱機械的技術性能及參數的檢測試驗;電氣驅動和控製性能試驗和檢測;集裝箱吊具作業技術及工作性能試驗;集裝箱裝卸機械操作人員操作技術的模擬培訓。
2電氣係統原理與組成本機電氣係統的主要組成部分有:安川變頻器(VS-616G5型)、通用電氣可編程控製器(GE-9d3Q)、研祥工換機,上位監控軟件iFix2.6以及Digital公司的GP觸摸屏。整個係統分三個層次:執行層、控製層、監視層。
本機由司機室操作台集中對起升機構、小車運行機構、大車運行機構、頂規器、集裝箱吊具伸縮、轉鎖、導板等進行操作控製。根據作業工況的要求,起升機構和小車運行機構、小車運行機構和大車運行機構可以同時運行。
2.1執行層執行層:主要由變頻器實現對電機速度的調節與控製。電氣驅動係統框圖如所示。
輔助動力,照明起升機構采用一台變頻電機驅動,電機功率為200KW,轉速為980/1960ipm,額定電流為370A,起升變頻器選用616G5A4330,額定輸出電流為605A,帶PG-B2卡,選用閉環矢童控製模式,速度控製範圍是1:1000.係統具有足夠的調速硬度和良好的低能轉矩特性,在Hz電機能以150%額定轉矩輸出,50Hz以下實現恒轉矩調速,50Hz以上實現恒功率調速。
起qi升sheng機ji構gou屬shu於yu位wei勢shi負fu荷he,即ji負fu荷he力li矩ju的de方fang向xiang始shi終zhong一yi致zhi,因yin此ci驅qu動dong器qi除chu提ti供gong滿man足zu負fu荷he上shang升sheng和he下xia降jiang的de方fang向xiang運yun行xing力li矩ju外wai,在zai製zhi動dong器qi打da開kai時shi,以yi及ji在zai整zheng個ge減jian速su停ting車che過guo程cheng中zhong,都dou要yao提ti供gong足zu以yi維wei持chi負fu荷he重zhong量liang的de力li矩ju。在zai每mei一yi次ci起qi動dong時shi(不論上升還是下降),bianpinqigenjuduidiandongjidezishiyingjiancechusuobixutigongdeliju,tigongchuyigezhuangtaihuashidangdedianliugeidiandongji,ruguobianpinqidudaofankuidedianliu,zezhidongqishifang、打開;如果變頻器讀不到反饋電流,則認為力矩檢測失敗,並提供有關的信息顯不。
disuzhidongshisuoyoutiaosujigoudegongtongtedian。shijisududefankuishitongguoxuanzhuanbianmaqijiangsudufankuizhibianpinqi,bianpinqijiangsududezhuanhuanzhiyongtongxindexingshichuandizhiPLC,然ran後hou控kong製zhi製zhi動dong器qi的de動dong作zuo,在zai速su度du減jian至zhi接jie近jin於yu零ling時shi,發fa出chu製zhi動dong指zhi令ling,保bao證zheng了le機ji構gou在zai篼dou速su運yun行xing及ji製zhi動dong過guo程cheng中zhong的de平ping穩wen,沒mei有you任ren何he衝chong擊ji負fu荷he的de效xiao應ying。
恒功率調速是起升機構進行篼效節能、廣泛應用的控製方式,即在重載時,保持在電動機基速以下的*大恒轉矩運行;而er在zai輕qing載zai或huo空kong載zai時shi,利li用yong電dian動dong機ji高gao速su低di轉zhuan矩ju輸shu出chu的de特te性xing,根gen據ju負fu荷he大da小xiao所suo應ying提ti供gong的de轉zhuan矩ju弱ruo磁ci提ti高gao轉zhuan速su,保bao持chi功gong率lv恒heng定ding,以yi提ti高gao起qi重zhong機ji的de使shi用yong效xiao率lv。該gai起qi重zhong機ji的de*高轉速是基速的兩倍,即頻率輸出為(KlOOHz.負荷的檢測是根據提供電流的大小,通過數據通信由變頻器傳至PLC,然後經過計算比較得出向變頻器發出的速度給定指令。
大車運行機構采用四台變頻電機驅動,功率4X11KW,轉速為970rpm,額定電流為104A,與起升機構共用一台變頻器,采用不帶速度反饋的矢童控製方式,即開環矢量控製方式,其速度控製範圍為1:100,1Hz時啟動轉矩達150%.小車運行機構采用兩台變頻電機驅動,功率為2X37KW,轉速為1500ipm,額定電流為140A,變頻器選用616G5A4100,帶PG-B2卡,選用閉環V/f控製方式。其速度控製範圍為1:100,1Hz時啟動力矩可達150%.吊具係統采用一台吊具栗驅動,主要動作有吊具伸出、吊具縮回、旋鎖打開、旋鎖閉合;吊具泵啟動後,根據操作信號,開閉相應的電磁閥。
2.2控製層控製層由PLC及工業控製網絡組成,通過PLC程序實現係統的安全保護和運行控製。控製係統框圖見。
電氣室工控機司機室觸摸屏PLC係統主要由電源模塊、CPU模塊、Genius通訊模塊、ProfiBus通訊模塊、高速計數模塊、A0模塊、DI/DO模塊、遠程模塊組成。按所處位置分為本地站、操作台、大車箱、吊具箱、變頻器等五部分。
CPU模塊負責PLC係統本身的自動管理、輸入采集、程序處理、輸出刷新。
Genius模塊通過屏蔽電纜與遠程站的FieldControlUnit模塊相連完成Genius通訊,通訊波特率為153.6Kb/s(各遠程站中配有FieldControlUnit模塊,負責所在遠程站各模塊的地址配置二信號定義、與主站的通訊)。
Profibus模塊通過屏蔽電纜與變頻器SI-P卡相連完成PLC與變頻器之間的通訊,變頻器的所有數據,包括各項指令信息、狀態信息等,都可以通過數據通信網絡進行傳遞。
該起重機的每一台變頻器上都配備有SIP+,負責與PLC的通訊、變頻器站號通過SI-P卡上的兩個開關設定。兩者的通訊需要安川變頻器的GSD文件引導,該文件的配置在PLC的硬件配置文件中設定。
高速計數模塊與脈衝發生器相連,采集各電機的實時速度。
AI/AO/DI/DO模塊是各現場電氣元件與CPU之間聯係的橋梁,AI/DI用於接收和采集外設輸入信號並將其轉化成CPU能接受和處理的數據。AO/DO模塊將CPU的輸出控製信息轉換成外設所需要的控製信號去驅動執行機構。
PLC通過CPU364上的以太網口與工控機相連,采用TCP/IP通訊協議與上位監控軟件進行數據交換。通過電源模塊上的串口與司機室觸摸屏相連,采用SNP協議將數據傳給觸摸屏監控軟件。
2.3監視層電氣室裝有工控機和iFk圖形控製軟件,實時動態顯示起重機各運行機構的運行狀態,並實時顯示電機速度、起重量等參數;司機室放置GP2301工業觸摸屏,實時顯示各電氣元部件狀態。
為了方便用戶對設備的使用、維修和管理,該起重機具有完善的上位監控係統和故障報警顯示器。監控係統的硬件就是一台上位計算機,通過以太網卡與PLC進行數據通信;其軟件平台為iFix2.6人機界麵軟件。起重機調試界麵如所示。
該起重機的主要作業機構為起升、小(xiao)車(che)和(he)大(da)車(che)機(ji)構(gou),而(er)起(qi)升(sheng)和(he)小(xiao)車(che)構(gou)成(cheng)的(de)立(li)體(ti)作(zuo)業(ye)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)為(wei)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)二(er)維(wei)動(dong)態(tai)顯(xian)示(shi)畫(hua)麵(mian)。該(gai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)動(dong)態(tai)模(mo)擬(ni)起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)作(zuo)業(ye)狀(zhuang)況(kuang),包(bao)括(kuo)起(qi)升(sheng)、小車機構運行的動畫模擬。其中起升和小車的移動位置和速度是根據PLC所提供的計算位置和速度而得到的,並伴有數值顯示。
起重機在運行過程中可能發生的故障,都可由上位係統進行監視、存儲及打印。當某一故障發生時,進入警報記錄看器,即可看到曆史上所發生的故障、警報的內容和時間、日期。
起重機的調試或維護工程師,都希望能在設備運行過程中,對各機構的轉速、電流、力li矩ju等deng參can數shu進jin行xing實shi時shi狀zhuang態tai監jian視shi。而er監jian控kong係xi統tong具ju有you這zhe種zhong以yi曲qu線xian形xing式shi反fan映ying在zai坐zuo標biao軸zhou上shang的de示shi波bo器qi功gong能neng,坐zuo標biao軸zhou的de橫heng坐zuo標biao為wei時shi間jian,縱zong坐zuo標biao為wei參can數shu值zhi,曲qu線xian可ke以yi根gen據ju參can數shu類lei型xing進jin行xing放fang大da、縮小,其掃描速度可以加快、減慢或停止,並可鎖定。此外,各個機構的速度設定、轉速、電流、力矩等參數曲線可以任意單獨切換或同時選擇。
監控係統各類故障表、變頻器參數表、曲線圖等均可通過打印機打印出來。
3jieshuyubihuankongzhidesudufankuicaiyongzengtongshimaichongbianmaqi,xitongjuyouzugoudetiaosuyingduhelianghaodedipinzhuanjutexing,nengbimiandipinshimanfuhegongkuangxiafashengdaibudongfuzaidexianxiang。
軌gui道dao式shi集ji裝zhuang箱xiang門men式shi起qi重zhong機ji應ying用yong變bian頻pin調tiao速su係xi統tong,可ke以yi實shi現xian整zheng機ji迅xun速su準zhun確que的de移yi動dong和he定ding位wei,運yun行xing平ping穩wen。起qi升sheng機ji構gou具ju有you良liang好hao的de低di速su性xing能neng,實shi現xian零ling速su抱bao閘zha,全quan速su受shou控kong,減jian少shao製zhi動dong器qi閉bi合he時shi昀yun振zhen動dong及ji製zhi動dong片pian磨mo損sun。利li用yong恒heng功gong率lv功gong能neng,實shi現xian提ti篼dou生sheng產chan效xiao率lv,節jie約yue能neng源yuan的de目mu的de。
變頻器設有輸出濾波器,有較好的輸出波形補償,從而減少了由於輸出線較長而造成的傳輸損耗。
控製層采用PLC使控製係統具備快速、準確、可靠的性能,並節約了大量中間繼電器。
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