Система управления мостовым грейфер­ным краном Г10-6К-1У

Заказчик: ТОО "Атырауский нефтеперерабатывающий завод"
Внешний вид крана Г10-6К-1У
Требования к системе автоматизации
Два мостовых грейферных крана Г10-6К-У1 предназначены для перегрузки кокса из приемной ямы установки замедленного коксования на питатель конвейера. Установка и краны располагаются на открытом воздухе. Режим работы непрерывный. Эксплуатация кранов осложняется выбросами в процессе бурения кокса большого количества пара с содержанием остатков нефтепродуктов, а так же высоким содержанием в окружающем воздухе токопроводящей коксовой пыли.
Требовалось разработать проект модернизации системы управления мостовым грейферным электрическим краном Г10-6К-1У грузоподъемностью 10т с заменой электродвигателей с фазным ротором всех приводов крана на асинхронные электродвигатели с кротко замкнутым ротором. Управление краном производится из кабины при помощи пультов управления с джойстиками. Управление электроприводами крана должно осуществляться при помощи преобразователей частоты. Для диагностики электрооборудования система управления краном должна включать в себя человеко-машинный интерфейс. Оборудование должно быть размещено в герметичных шкафах (IP54), оборудованных системой контроля микроклимата для поддержания рабочего диапазона температуры при условии, что температура окружающей среды может варьироваться от -40°С до +50°С.
Решение и характеристики системы автоматизации
Система управления краном реализована на базе оборудования фирмы Siemens. Для регулирования скорости использовались преобразователи частоты Sinamics G120 – для приводов передвижения крана и S120 – для приводов подъема и замыкания грейфера. Привод грейфера состоит из двух инверторов (силовых модулей) РМ340 подключенных к одному блоку управления CU320 посредством интерфейса DriveCliсk. Датчики обратной связи подключены каждый к своему преобразователю через адаптер CUA. Такая схема на удобном для восприятия языке CFC позволяет реализовать алгоритмы равномерного распределения нагрузки на приводы, автоматическую выборку провисов канатов при определенных режимах работы крана, контроль за смыканием грейфера с последующим автоматическим отключением привода замыкания и т.д. не нагружая основной контроллер.
Все преобразователи обеспечивают регулирование скорости двигателя в функции векторного управления, тем самым, достигается достаточная жесткость механических характеристик электроприводов, плавность разгона и торможения, точность поддержания необходимой скорости и момента. Помимо этого данные преобразователи частоты обеспечивают управление электромеханическими тормозами приводов встроенным математическим аппаратом, что значительно снижает износ тормозных механизмов.
Управление преобразователями частоты осуществляется от контроллера серии Simatic S7-313C-2DP по сети Profibus DP. Контроллер позволяет считывать с преобразователей диагностические данные (состояние преобразователей, значение токов, частоту и напряжение на выходе преобразователей, состояние дискретных входов и выходов преобразователей, коды предупреждений и ошибок при их наличии) для отображения их на панели оператора.
Управление краном производится от двух пультов с установленными на них контактными джойстиками. Каждому положению джойстика соответствует фиксированное задание скорости привода. Разгон и торможение двигателя, при переключении джойстика, производится плавно по заданной характеристике. Все сигналы с пультов поступают в контроллер при помощи удаленной станции ЕТ200, установленной в кабине и подключенной по сети Profibus DP. Контроллер по заданному алгоритму в зависимости от состояния приводов и концевых выключателей выдает команды управления приводами.
Структурная схема системы управления крана Г10-6К-1У
Диагностическая информация состояния преобразователей частоты, концевых выключателей и коммутационной аппаратуры отображается на сенсорной панели серии MP277 подключенной к контроллеру по сети ProfibusDP.
Шкафы системы управления краном Г10-6К-1У на стадии монтажа
Аппаратура системы управления краном размещается в шкафах фирмы Rittal серии TS8 обеспечивающие уровень защиты IP54. Данные шкафы комплектуются системой поддержания микроклимата (тепловентиляторами и принудительной вентиляцией), которая обеспечивает поддержание температуры в диапазоне, необходимом для нормальной эксплуатации электронного оборудования, при температуре окружающей среды от -40°С до +50°С.