轨道式集装箱龙门吊能否实现远程操控

　　PLC(可编程控制器)+变频传动+触摸屏监控组成的电气控制系统

　　一、概况：起重型号及规格：Gn=50t，S=30m。

　　(1)作业范围：用于铁路货场集装箱和长大笨重货物的装卸作业。

　　(2)基本要求

　　1) 起重机的额定起重量：40.5t(吊具下)，50t(吊钩下);起重机的走行轨的轨距为：30m。

　　2) 大车运行距离380m。

　　3) 小车跨度为14m。

　　4) 配备3t以下检修葫芦吊。

　　5) 检修平台架设在端梁，并贯穿整个端梁。

　　6) 起升高度12.5m(自吊具底部计算)堆三过四。

　　B.大车、小车部分

　　1) 大车轮800mm，16轮运行，8驱，单个电机11kw。

　　2) 大车制动与防风制动分开布局。(设置轮边制动器为工作制动，设置防风拉锁、锚定装置为非工作制动)

　　C.吊具：20、40伸缩式吊具，1个20ft普通吊具，1个40普通吊具。

　　二、电气系统方案

　　由供电系统、PLC控制系统、各机构变频传动系统、联动台操作、故障监控系统几个部分组成。

　　1、概述

　　1.1、门机电气系统采用 “PLC(可编程控制器)+变频传动+触摸屏1监控”组成的电气控制系统。

　　1.2 PLC实现整车的逻辑控制，采用SIEMENS公司S7系列产品，通过PROFIBUS DP总线通讯将各个变频控制系统与PLC连接，实现数据交换。

　　变频传动驱动各机构协调动作，实现平稳可控运行，变频器采用安川变频器。

　　触摸屏监控实现对整机状态监控和故障诊断，触摸屏采用SIEMES公司触摸屏。

　　1.3、优点

　　1.3.1、精确的电机控制有效降低机械磨损：变频器可精确控制电机的转矩，无级调速，实现机构的零速抱闸，使机械冲击降至最低，有效延长设备的使用寿命;

　　1.3.2、强大的通讯总线使控制系统简洁并具有更高的控制性能：PROFIBUS DP总线的使用使电气设备间控制电缆的数量极大减少，使系统的可靠性大大增加，且为系统的智能故障诊断提供了大量的诊断原始数据;

　　1.3.3、实时的状态监视及智能的故障智诊断：采用触摸屏监控系统运行，使系统具备实时的状态监控画面，且能进行智能故障诊断;

　　2、供电系统

　　2.1、电源：380V 50HZ，三相四线

　　2.2、供电回路保护：设有过载、短路、过流、过压、欠压、过热、漏电、失压、缺相、错相等可靠的电气保护措施。 2

　　2.3、安全保护：各通道门设有限位开关，在司机室、小车架、主梁中部、电气房、柔性腿台车、刚性腿台车处设有急停开关，以保证有人员通过和急停开关动作时设备不能运行。

　　3、拖动系统方案

　　3.1、门机传动系统采用安川CH700内置防摇软件系列起重专用变频器,对各机构电机进行驱动控制。变频器与可编程控制器(PLC)以PROFIBUS DP总线的方式实现机构的自动化控制，以实现生产工艺控制要求。

　　3.2、安川CH700变频器的特点及优越性能

　　3.2.1、安川CH700系列变频器是安川公司最新推出的重负载变频器，在重型工业领域发挥稳定出众。

　　极强的过力矩能力：可达150%60s过载能力;

　　3.2.2、零速高转矩：由CH700带动的电机在零速能够获得在时电机150%-200%额定转矩，可以确保电机在启动、减速、停车时平稳性;

　　3.2.3、控制精度高，动态响应性能优越：动态转速误差在开环应用时为±0.2%，在闭环应用时为±0.01%;

　　3.2.4、调速范围广，开环时达到1：100，闭环时到达1：1500;

　　3.2.5、完善的保护功能：包括瞬时过电流保护、瞬时断电失压保护、接地保护、冷却风机异常、超频(超速)保护、缺相、超载、过热等保护。

　　4、起升机构 4.1、起升机构为典型位能负载，采用一台台CIMR-CH700变频器驱动以增量型电机旋转编码器构成闭环矢量控制加装DP通讯卡的方式。

　　4.2、采用编码器主令控制器控制，通过PLC逻辑程序判断给定速度。通过PROFIBUS DP总线对变频器进行速度给定，调速范围1~10m/min。

　　4.3、钢丝绳卷筒末端加装绝对值编码器，用以判断起升机构的高度。

　　4.4、起升吊具控制

　　4.4.1、通过联动台上的操作按钮及选择开关对吊具进行伸缩、旋转、开闭锁操作。

　　4.5、起升机构保护

　　4.5.1、超负荷限制器：

　　4.5.2、超负荷限制器限制超载、偏载，具有控制信号干接点，接入PLC系统参与机构控制。载荷量可在司机室显示屏上显示。仪表带有458接口或模拟量输出接口，安全监控系统可以采集载荷量信号。

　　4.5.3、超负荷限制器并有如下警告和联锁功能：

　　4.5.4、当吊具下的载荷达到额定载荷的90%时，司机室内指示灯显示。

　　4.5.5、当吊具下载荷达到额定载荷的105%时，音响警报器报警，警示灯闪亮并立即切断起升机构的“起升”回路，但能下降操作。

　　4.6、机械限位保护：

　　4.6.1、高度限位：用于起升高度的检测与升降预限位、终点限位、极限限位的检测与保护。

　　4.6.2、高度软限位：通过绝对值编码器测量的高度可以预设多个软限位，如：上限、上升减速1、上升减速2、下降减速1、下降减速2、下限等用于起升机构的控制和保护。

　　4.6.3、超速保护：超速开关对起升机构进行超速检测与保护，当电机速度超过115%时，电动机断电，直接进行紧急制动。

　　4.7、集装箱专用吊具的检测与保护如下：

　　4.7.1、通过吊具上的检测限位(开锁、闭锁限位、顶锁限位、20FT限位、40FT限位)来识别吊具的工作状态;

　　4.7.2、开锁到位：四个开锁限位开关同时到位;

　　4.7.3、闭锁到位：四个闭锁限位开关同时到位;

　　4.7.4、顶销到位：四个顶销限位开关同时到位;

　　4.7.5、起升机构保护：开锁到位或者闭锁到位时才能进行起升机构上升操作，顶销到位时起升机构停止下降;

　　4.7.6、吊具伸缩保护：开锁到位，四个顶销限位无到位信号时才能进行伸缩，20FT限位或者40FT限位到时停止;

　　4.7.7、开锁闭锁保护：顶销到位时才能进行旋锁操作;

　　4.8、变频器保护功能：包括瞬时过电流保护、瞬时断电失压保护、接地保护、冷却风机异常、超频(超速)保护、缺相、等保护。

　　4.9、防溜钩保护功能：制动器的工作状态反馈回控制系统，与起升电机的变频驱动系统互锁，有效防止溜钩。

　　4.10、零位保护功能：机构断电后，操作手柄必须回零后才能启动，防止误操作

　　4.11、起升电机保护功能：过载、电机过转矩保护：通过变频器的保护功能实现;