Перевод кранов на радиоуправление в Санкт-Петербурге

Оснащение кранов мостового типа системой радиоуправления

1. Перевод крана на управление с пола.

При оснащении крана системой радиоуправления , в зависимости от типа радиосистемы и резервного управления , возможны различные способы перевода на управление с пола. Основные варианты представлены в таблице на рис.1.

Одно-скоростной режим, в основном, применяется на кран-балках или кранах с электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Краны с электродвигателями с фазным ротором, целесообразно переводить в двух или более скоростной режим.

В зависимости от назначения, резервное управление может быть использовано как аварийное, в случае выхода системы радиоуправления из строя, разряда аккумуляторной батареи и т.д., так и как основное управление. При этом схема управления должна быть построена таким образом, чтобы исключить возможность одновременного управления от системы радио и резервного управления.

Вся необходимая управляющая и коммутационная аппаратура, контакторы и автоматические выключатели, устанавливаются в шкаф управления. Посредством этой аппаратуры осуществляется управление краном с переносного пульта-передатчика или с помощью резервного управления.

Электрическая схема управления должна исключать:

– самозапуск электродвигателей после восстановления напряжения;

– пуск электродвигателей контактами предохранительных устройств (контактами концевых выключателей и блокировочных устройств);

-удержание контакторов во включенном положении должно быть возможным только при непрерывном нажатии на пусковую кнопку;

– при управлении краном системой радиуправления должно быть предусмотрено ограничение скорости передвижения моста крана до 50 м/мин., а тележки до 32 м/мин.

Так как при оснащении крана системой радиоуправления, часто, коммутация силовых цепей переводится во вновь устанавливаемый электрошкаф управления, то появляется возможность, для удобства, заменить силовые контроллеры в кабине машиниста крана на кресло-пульт.

2. Виды электроприводов кранов мостового типа при оснащении их системой радиоуправления.

При оснащении крана системой радиоуправления, электропривод механизмов крана также может быть реализован различными способами. Основными типами электроприводов являются:

– релейно-контакторный электропривод;

-частотно-регулируемый электропривод;

-частотно-регулируемый электропривод, управляемый программируемым логическим контроллером (PLC).

Электропривод крана мостового типа с релейно-контакторным управлением.

В релейно-контакторном электроприводе управление электродвигателями осуществляется силовыми магнитными контакторами (реверс). На рис.2 представлен односкоростной режим. На рис.3 режим с двумя и более скоростями, где переключение скоростей происходит путем изменения сопротивления в роторной цепи электродвигателей с фазным ротором.

Контакторы электроприводов грузовой лебедки, перемещения тележки и моста крана (реверс) подбираются с учетом их работы в тяжелом режиме категории АС-4 ( толчковый режим работы электродвигателя, торможение противотоком, отключение при пусковых токах, значительно превышающих номинальный ток электродвигателя).

Применение релейно-контакторной схемы электропривода при оснащении крана системой радиоуправления хотя и является простым решением, но при этом имеет ряд существенных недостатков. Это прежде всего:

– наличие механических силовых контактов, работающих в тяжелых условиях частых включений и выключений;

– недостаточная плавность пуска электродвигателей;

– сложность регулирования скоростей, путем подбора пускорегулирующих сопротивлений;

– и др.

Устранить все эти недостатки позволяет применение частотно-регулируемого электропривода.

Электропривод крана мостового типа с частотным регулированием.

Применение частотно-регулируемого привода мостового крана позволяет:

– точно регулировать скорость в широком диапазоне от нуля до номинальной скорости электродвигателя ;

– обеспечить облегченный режим работы механического оборудования и металлоконструкций, за счет плавного разгона и торможения электродвигателей;

– исключить силовые механические контакты магнитных пускателей, контакторов, механических контроллеров управления;

применять электродвигатели с короткозамкнутым ротором взамен электродвигателей с фазным ротором и щеточным механизмом;

-ограничить ток электродвигателей на уровне номинального в пусковых и рабочих режимах, когда как при обычном управлении пусковой ток может превышать номинальный в несколько раз, что очень важно для электродвигателей грузоподъемных машин, работающих в тяжелых режимах частых пусков и остановок;

– исключить торможение крана противоходом;

– принудительно тормозить электродвигателем, что позволяет использовать тормозные устройства крана только как стояночные тормоза. Такое торможение уменьшает износ накладок тормозных колодок и не требует очень точной и тщательной регулировки тормозов (только для горизонтальных передвижений крана- тележки и моста);

-обеспечить полную защиту электрооборудования с сообщением о причине перегрузки и аварийной остановки.

Частотно-регулируемый электропривод на кране может быть полным для всех механизмов или частичным, только для горизонтальных перемещений. Вариант, где используется частичное частотное регулирование ( рис.4) применяется в случае, когда не требуется динамическое торможение при опускании груза и позволяет финансово сэкономить, так как в электроприводе грузовой лебедки , обычно, устанавливается наиболее мощный частотный преобразователь и соответственно наиболее дорогой.

На рис.5 представлен частотно-регулируемый электропривод всех механизмов крана, включая грузовую лебедку.

Недостатком электроприводов , представленных на рис.4 и рис.5, является реализация схемы управления, блокировок и защит . Такая схема, построенная на промежуточных реле или маломощных магнитных контакторах с механическими контактами, очень громоздка, ненадежна и сложна в обслуживании. Целесообразно, заменить её электронным микропроцессорным устройством – программируемым логическим контроллером (PLC).

Электропривод крана мостового типа с частотным регулированием и программируемым логическим контроллером (PLC).

На рис.6 представлена функциональная схема электропривода крана с использованием программируемого логического контроллера. Упрощенно программируемый логический контроллер представляет собой микропроцессор и модули ввода и вывода с многочисленными входами и выходами. Микропроцессор, в реальном времени, производит опрос состояния входов, обрабатывает их по определенной программе и выдает на выходы команды управления.

Применение PLC в управлении грузоподъёмным краном позволяет:

1. Значительно упростить электрическую схему, т.к. весь алгоритм работы крана реализован программным путем в PLC, поэтому все органы управления, концевые выключатели и т.д. подключаются непосредственно, напрямую к входам программируемого логического контроллера. Кроме того, система радиоуправления работает по CAN-протоколу и соединяется с частотными преобразователями не жгутом проводов, а витой парой по каналу связи через интерфейс, например, типа RS-485;

2. Увеличить надежность работы схемы управления за счет исключения элементов с механическими контактами и уменьшения соединительных проводов;

3. Упростить и ускорить диагностику и поиск неисправности с помощью, подключенной к PLC панели оператора ( ПО ).

4. При установке дополнительных датчиков, PLC позволяет реализовать ряд полезных систем и функций. Например:

– систему выравнивания хода крана на путях без взаимодействия реборд с рельсами, что способствует увеличению срока службы ходовых колес;

– замедление хода при приближении к концу пути или к соседнему крану, находящемуся на одном пути;

– выдачу значений температур электродвигателей на панель оператора ( ПО);

-и т.д.

Панель оператора ( ПО) устанавливается в кабине машиниста крана и представляет собой конструкцию, имеющую плоскую переднюю часть с экраном, защищённую от негативного воздействия окружающей среды и механического воздействия. При работе, на экран ПО выдается информация в виде мнемосхемы о состоянии крана, его блокировок, концевых выключателях, органах управления , частотных преобразователях и т.д.