Система управления мостовым краном КМТРМ30-10

Заказчик: "Аксуский завод ферросплавов" филиал АО "ТНК "Казхром"
Описание технологического процесса
Кран мостовой электрический КМТРМ грузоподъемностью 30-10 тонн, предназначен для подъема и перемещения расплавленного металла в плавильном цеху металлургического завода, а также для проведения грузоподъемных работ при ремонте технологического оборудования. В зависимости от специфики операций может применяться главный подъем грузоподъемностью 30т, или вспомогательный подъем грузоподъемностью 10т.
Требования к системе автоматизацииСистема управления крана КМТРМ 30/10
На кране установлены следующие механизмы:

  • привод главного подъема - 75 кВт;
  • привод вспомогательного подъема - 30 кВт;
  • привод моста – 2 двигателя по 22 кВт;
  • привод передвижения тележки – 15 кВт.

Для плавного разгона и торможения, а так же для точного позиционирования крана скорость вращения двигателей механизмов должна регулироваться при помощи преобразователей частоты. Управление краном должно производиться из кабины при помощи стационарных пультов с джойстиками. Исходя из условий производства, кабина машиниста крана и электрооборудование системы управления должны охлаждаться при помощи кондиционеров с рабочим диапазоном от -40°С до +60°С. Режим работы крана непрерывный А7(7К). Климатическое исполнение У2. Для исключения возможности застывания металла в момент транспортировки, кран должен быть оснащен функцией оперативного перехода на резервную систему управления.
Решение и характеристики системы автоматизации
Система управления краном построена на базе преобразователей часты Sinamics G120 и контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens. Для отображения диагностической информации и настройки некоторых функций крана применена сенсорная цветная панель оператора XP50-TTB/DC фирмы LSIS. В качестве удаленных модулей для ввода/вывода сигналов с пультов и аппаратов установленных в кабине, применены станции ввода (GPL-D24A) и вывода (GPL-RY2A) дискретных сигналов, подключенные по сети ProfibusDP.
Преобразователи частоты Sinamics G120, это модульные индивидуальные приводы, состоящие из силового блока, блока управления и панели для отображения данных, и конфигурирования. Для данного крана применены преобразователи с силовым модулем PM250 с функцией рекуперации энергии в сеть, а благодаря технологии Efficient Infeed Technology, эти преобразователи можно применять без входного дросселя, что существенно снижает необходимый габарит помещения и вес. Еще одним из главных достоинств преобразователей с силовым модулем РМ250 является возможность создания 100%-ого тормозного момента в течении длительного периода времени, что особенно актуально для приводов подъема.
Структурная схема системы управления крана КМТРМ 30/10
Управление краном осуществляется при помощи двух стационарных пультов, установленных в кабине. Сигнал с пультов, а также блок-контактов автоматических выключателей и других аппаратов, расположенных в кабине, поступают в контроллер при помощи удаленных станций, которые подключены к контроллеру по сети ProfibusDP.Контроллер, по заданному алгоритму, в зависимости от состояния приводов и концевых выключателей, выдает сигналы управления приводами. ПЛК считывает с инверторов диагностические данные, такие как: состояние дискретных входов преобразователя, наличие ошибок и предупреждений преобразователя частоты, значение тока и частоты напряжения на выходе преобразователя. В свою очередь, контроллер отсылает в преобразователи такие данные, как: задание скорости вращения вала двигателя, команды управления преобразователем (разрешение работы, вращение вправо, вращение влево, стоп, квитирование ошибки).Обработанную информацию о состоянии приводов и других устройств автоматики контроллер передает на сенсорную панель оператора для отображения на мнемосхемах и архивировании на Flash карте памяти. Помимо диагностических функций панель служит для настройки некоторых параметров работы крана, например, уставка скорости для каждого положения джойстика привода, или блокировка и имитация дискретных сигналов от концевых выключателей, и автоматических выключателей (например, при наладке и опробовании механизмов крана) и др.Ввиду особенностей технологического процесса, в котором участвует кран, была внедрена схема оперативного перехода на резервную систему управления в случае выхода из строя основных элементов рабочей схемы (например, контроллера или преобразователя частоты). Резервная схема построена на базе устройства плавного пуска SS7 и коммутационной аппаратуры фирмы LSIS.Управление приводом, выбранного для работы по резервной схеме, производится от того же джойстика что и в нормальном режиме, с той лишь разницей, что отсутствует возможность регулировать скорость привода. При переводе джойстика из нулевого положения в любое из пяти положений движения, привод включается на максимальную скорость, при этом, благодаря устройству плавного пуска, снижаются ударные нагрузки на механизмы. При выборе одного из приводов для работы по резервной схеме другие приводы могут работать от своих преобразователей частоты. 
Электропомещение крана КМТРМ 30/10
Основная аппаратура системы управления краном размещается в закрытом электропомещении, которое устанавливается на мост крана. Электропомещение комплектуется системой поддержания микроклимата состоящей из тепловентиляторов и специального промышленного кондиционера Итальянской компании AEA air conditioning system Srl. Данная система обеспечивает поддержание температуры в диапазоне, необходимом для нормальной эксплуатации электронного оборудования, при температуре окружающей среды от -40°С до +65°С.