Система управления козловым краном

Козловые краны применяют в основном при строительстве зданий, погрузке и разгрузке судов в морских или речных портах. Выполнение погрузочно-разгрузочных и других видов работ обеспечивают несколько электроприводов различной мощности. В качестве приводов применяют электродвигатели переменного тока с регулированием от преобразователя частоты. Рассмотрим систему управления козловым (портальным) полноповоротным краном типа «Сокол».
Схема крана представлена на рис., где 1 — механизм разворота грузовой траверсы; 2 — механизм изменения вылета стрелы; 3 — машинное отделение; 4,8— механизмы поворота; 5— барабан для намотки кабеля; 6 — кабина; 7 — центральный токосъемник; 9, 15 — тупиковые концевые выключатели; 10 — концевой выключатель кабеля; 11, 14— механизмы передвижения; 12, 13 — рельсовые захваты; 16 — концевой выключатель перепасовки.
В машинном отделении размещаются: пульт управления, станция оператора (дисплей ОР27), электродвигатели переменного тока механизмов подъема и механизма замыкания, электродвигатели вентиляторов, толкатели тормозов, преобразователи частоты, контроллер с интеллектуальными модулями ввода и вывода, кабельный канал связи контроллера с пультами управления, станция управления замыканием грейфера.
Используются электродвигатели переменного тока и преобразователи частоты фирмы «Konecranes».
На схеме показаны также коммутационные аппараты с токовой и тепловой защитами.
В приводах подъема, замыкания, изменения вылета стрелы, поворота и передвижения крана использованы частотные преобразователи семейства DynA, предназначенные для управления частотой вращения асинхронного короткозамкнутого двигателя. Эти преобразователи обеспечивают плавное регулирование частоты вращения приводных двигателей в диапазоне 0... 100%.
Питание вспомогательных электроприводов (вентиляторов, толкателей тормозов, насоса смазки) осуществляется непосредственно от сети напряжением 380 В, 50 Гц.
Основные электроприводы крана выполнены по схожим схемам. В качестве примера на рис. представлена схема СУ механизмом замыкания. В механизме замыкания используется электродвигатель переменного тока мощностью 160 кВт. Его нагревание контролируется тремя терморезисторами, информация с которых поступает на преобразователь частоты. Электрическое торможение электродвигателя — динамическое. Механическое торможение осуществляется двумя тормозами, в которых используются электродвигатели переменного тока мощностью 450 Вт. Охлаждение электродвигателя осуществляется вентилятором мощностью 1,6 кВт. В качестве датчика скорости используется двухдорожечный импульсный датчик.
Система управления краном построена на базе контроллера SIMATIC S7-400 фирмы «Siemens». Все управление механизмами осуществляется с использованием промышленных сетей Sinec L2 и Profibus-DP. Связь основных подсистем системы управления осуществляется посредством интеллектуального модуля ЕТ200Н и вышеперечисленных сетей. Для управления механизмами подъема А, замыкания М, изменения вылета стрелы Р, поворота К, передвижения крана R используются специальные модули:
SM431 — 8 аналоговых входов;
SM432 — 8 аналоговых выходов;
SM421 — 32 цифровых входа;
SM422 — 16 цифровых выходов;
SM321 — 32 цифровых входа;
SM331 — 8 аналоговых входов;
SM322 — 16 цифровых выходов;
IM153 — интерфейсный модуль;
FM450-1 — двухканальный счетчик;
PS307 — 1В — блок питания.
Система управления краном реализует следующие алгоритмы работы: управление подъемным и замыкающим приводом крана, управление стрелой, управление поворотом, управление передвижением крана, управление рельсовыми захватами, одновременная работа нескольких механизмов, аварийный режим.