集装箱桥吊电控系统分析（二） - 青岛港湾职业技术学院

集装箱桥吊电控系统分析（二） - 青岛港湾职业技术学院 青岛港湾职业技术学院授课 编号:第8 周 第16次 课 题 集装箱桥吊电控系统分析(二) 班 级 05港电一 授课日期 年 月 日 星期 1、掌握集装箱桥吊小车机构的电气控制原理 目 的 2、掌握集装箱桥吊吊具系统的电气控制原理 与 3、掌握集装箱桥吊俯仰机构的电气控制原理 要 求 4、掌握集装箱桥吊通讯系统原理 集装箱桥吊小车机构和吊具系统的电气控制原理 重 点 桥吊通讯系统原理(远程I/O控制系统) 难 点 课堂讲授 授课方式 多媒体 教 具 一、小车机构的电气控制 1、 概述 小车机构由一台交流鼠笼式变频电机驱动。小车电机和俯仰 电机由一套变频器控制，采取先到先行原则，为带PG的矢量控制。 教 学 过 程 设 计 教 学 过 程 2、小车控制过程 小车控制逻辑建立变频器速度给定，加减速给定信号、运行信号，终点旁路信号及紧停信号等，小车机构通过司机室联动台上的小车手柄手动操作，手柄的方向触点触发运行方向命令，手柄动作时，数字式主令手柄通过绝对值光电编码器发送一个格雷码至PLC远程输入,输出摸块。此信号通过PLC软件运算，被校准为对应手柄零位为0、手柄最大为10000的数，此数值范围为-10000到+10000， 与手柄编码器发送的格雷码数据一一对应，经过匀加减速运算(加 减速时间在程序中设定)后送到小车变频器。 通过小车控制系统和起升控制系统原理基本相似。 CMS动小车许可逻辑允许起升时，小车机构按照手柄命令的方向运行，画展示许可逻辑不成立时，一个停止命令将送到变频器，从而小车机构产小车机生正常的再生停止。 构电气当小车机构碰到极限限位时，要想退出极限位置，必须在按旁驱动原路按钮的同时反向打手柄方可退出极限位置。 理 通过组 态画面 和CMS 动画展 示小车 机构由 PLC和 变频器 联合控3、硬件保护: 制的原(1)超程保护: 在大梁前后各装有一个机械摆杆限位作为前后理 极限限位,当任一个限位断开时,会产生小车紧停，停止当前动作， 制动器抱闸，需按住极限旁路按钮边操作手柄方可退出。 (2)驱动器过热保护: 当驱动柜内温度超过允许值时,停止小车 机构运行。排除故障后按故障复位按钮，然后可以重新启动小 车机构。 4、软件保护 PLC内部程序控制逻辑监控小车运行的异常状态，小车运行出现异常状况时切断小车运行电路。 (1)运行计时器，运行计时器用来检查当停止命今发出后变频 教 学 过 程 器是否在一定时间完全停止，当运行命令被取消，计时器启动，展示硬当制动器抱闸或新的运行命令发出，计时器复位.如果计时器超时，件保护将关断停止继电器，故障自锁直至被复位.计时器设定大约比马达从装置的高速到停止的时间大半秒。 实物图 (2)小车电机制动器接触器检查，如果检查到制动器命令和制片 动器接触器触点输入不一致达1.5秒，停止继电器失电。 (3)小车电机制动器释放检查，如果检查到制动器释放限位输 入和制动器接触器触点输入不一致达1.5秒、停止继电器失电。 (4)小车电机制动器抱闸检查，如果检到马达制动器释放限位 输入和制动器命令输出不一致达1.5秒，停止继电器失电。 展示部 (5)前后终点保护: 前后极限位置之前分别装有机械摆杆限位,分PLC作为小车前后终点停止用。 程序 (6)终点前减速保护: 在前后终点前位置,分别装有磁性接近限 位开关,当小车以全速通过此减速限位后, 立即减速至20% 额定转 速。 二、吊具系统的电气控制 吊具动作由液压泵控制，在正常条件下，首先可用联动台上的选择开关“吊具泵开,关”手动启动液压泵，在其边上的“吊具泵开”指示灯指示是否泵在运行。在控制电源合情况下，可把选择开关放到“关”的位置关断吊具泵，但是，当下列条件发生时，吊具泵将自动被关断: 教 学 过 程 (1)控制电源关断; 展示部分 (2)小车,吊具柜空气开关断开; PLC程序 (3)吊具电缆断开; (4)在命今发出后1.5秒内吊具泵接触器辅助触点不闭合; (5)当吊具泵停止后。听有控制吊具功能的输出被关断，所有 电磁阀断电; 吊具四个角上都装有限位(现在一般都装接近式感应限位)，包 括着箱限位——用来检测吊具是否正确放在集装箱上、开闭锁限位——用来检测旋锁的开闭。吊具伸缩链条附近装有20’、 40’限位， 用来检测是否伸缩到所需的位置。吊具上还有吊具电缆连接和上架连接限位，用来检测吊具电缆和上架是否连接。 1、 吊具伸缩控制: 吊具有三种位置可供选择.吊具可放在20’或40’，其控制通过 联动台上选择开关20’ 40’进行，通过20’、 40’限位来确认吊具是否伸缩到位。 1)20’/40’检测:检测伸缩梁是否在所要求的 20’,40’位置。可与转销动作联锁，并确保吊着集装箱时不能做伸缩动作。 2)吊具必须在20’或40’到位的情况下，才允许上升，下降运行。 2、 着箱检测: 当吊具正确放在集装箱上，四个锁头正确放在孔中后着箱限位展示实物发出信号。检测到着箱信号，才能进行开闭锁操作，此时起升机构图片 不能下降。 3、 旋锁控制: 旋锁的操作是由司机通过联动台上的“开锁/闭锁”两位选择开关操作而进行的。在进行旋锁操作前吊具必须着箱，着箱限位必须指示吊具四个脚上的旋锁全部着箱，否则开闭锁操作无效。 假设吊具已经着箱，司机希望开锁，必须把旋锁开关扳到“开锁”位置。如果所有着箱限位已经闭合达一定时间(可在程序中调节，一般设为0.5秒)，那么开锁信号被触发，开锁电磁阀通电，旋锁打开。开锁电磁阀在开锁限位动作后关断。 如果要闭锁，吊具必须首先放在集装箱上，检测到着箱限位全部动作，司机把开旋锁开关扳到闭锁住置。如果所有着箱限位已经闭合达一定时间(可在程序中调节，一般设为0.5秒)，那么闭锁信号被触发、闭锁电磁阀通电，旋锁关闭扣住集装箱。闭锁电磁阀在闭锁限位动作后关断。 所有旋锁必须都开锁或闭锁，起升才能被允许进行，此外联动台前方和吊具上有开锁和闭锁以及着箱指示灯供司机监视。 教 学 过 程 4、 吊具回转控制: 展示实 吊具倾转司机把司机室里的“左旋,右旋”自动回零开关放在物图片 “左旋”或“右旋”位置可操作吊具旋转。当左旋命令发出后，回 转电机反时针方向旋转，回转电机将保持运行直至司机松开左旋开关或回转电机左旋终点限位动作;当右偏命令发出后，回转电机顺 时针方向旋转，回转电机将保持运行直至司机松开右旋开关或回转电机右旋终点限位动作。另外还有一个“吊具回零”带灯按钮，可 用来把吊具放到中心位置，这时指示灯指示吊具的零位。 ?5?检测:吊具可以有水平士5?回转，士5?位置由限位控 制制，吊具偏移到任何位置，只要按吊具零位按钮，吊具便会自动 回到零位。 5、吊具连接互锁: 当吊具电缆插头插到吊具上的插座以及吊具连接到吊具上架 时，相应的两个限位动作才允许吊具起升、下降运行，否则不能运 行。 吊具的控制单元安装在轮胎吊上，而不在吊具上，这样可避兔 因吊具使用时冲击而导致电控系统故障。 三、俯仰机构的电气控制 1、概述 俯仰机构有一台交流变频鼠笼式电机驱动，和小车电机共用一 台变频器，采取先到先服务原则，为带PG量控制。 通过 CMS动 画展示 俯仰机 构电气 驱动原 理 2、俯仰控制过程 俯仰控制逻辑建立变频器速度给定，加减速给定信号、运行信 号，终点旁路信号及紧停信号等，俯仰机构通过司机室联动台上的 俯仰手柄手动操作，手柄的方向触点触发运行方向命令，手柄动作 时，数字式主令手柄通过绝对值光电编码器发送一个格雷码至PLC 远程输入,输出摸块。此信号通过PLC软件运算，被校准为对应手 柄零位为0、手柄最大为10000的数，此数值范围为-10000到+10000， 与手柄编码器发送的格雷码数据一一对应，经过匀加减速运算(加 减速时间在程序中设定)后送到小车/俯仰变频器。 俯仰许可逻辑允许起升时，俯仰机构按照手柄命令的方向运行， 许可逻辑不成立时，一个停止命令将送到变频器，从而俯仰机构产 生正常的再生停止。 当俯仰机构碰到极限限位时，要想退出极限位置，必须在按旁通过组路按钮的同时反向打手柄方可退出极限位置。 态画面 和CMS 动画展 示俯仰 机构由 PLC和 变频器 联合控 制的原 理 3、 俯仰安全钩保护 展示实 物图片 岸桥停止作业时，俯仰机构上抬至某一角度后，俯仰安全钩会 将俯仰机构挂住，可使钢丝绳放松。俯仰安全钩设有检测限位，可在程序中连锁。 四、通信系统 通过组 态画面 展示通 信系统 的原理 以营口港现代集装箱岸桥为例，采用日本安川PLC，主 CPU-CP316H通过CP215通信接口与电气房、司机室的远程I/O控制模块RIO2000相连，与大车本地的运程I/O控制模块RIO 120相连，构成远程I/O系统。 主CPU CP316H通过CP216通信接口与起升、大车、小车变频器通讯，构成全数字交流变频驱动控制系统。