Система управления мостовым краном КМ50/10

Требования к системе автоматизации
Система управления мостовым краном устанавливается на новый кран. Согласно технического задания все приводы крана оснащены преобразователями частоты. Управление краном должно производиться от двух пультов, установленных в кабине. Так же, в кабине должно быть установлено устройство отображения диагностической информации. Температурный диапазон работы системы управления от -40 до +50 градусов по Цельсию.
Решение и характеристики системы автоматизации
На кране установлены электродвигатели фирмы Siemens следующей мощности: главный подъем – 90кВт, вспомогательный подъем – 55кВт, передвижение моста крана – два двигателя по 22кВт и передвижение тележки – 11кВт. Все электроприводы реализованы на частотных преобразователях фирмы Siemens серии Simovert Masterdrives мощностью: главный подъем – 110кВт, вспомогательный подъем – 75кВт, привод передвижения моста – два преобразователя по 30кВт, привод передвижения тележки – 15кВт.
Однолинейная схема приводов мостового крана КМ50/10
Особенностью данного проекта является то, что все преобразователи питаются от шины постоянного тока, которая, в свою очередь, питается от блока выпрямления Simovert. Для обеспечения требуемых характеристик торможения на шину постоянного тока установлены два тормозных прерывателя мощностью 170кВт с подключенными тормозными резисторами.
Электродвигатели приводов передвижения моста крана, вспомогательного подъема, главного подъема оборудованы инкрементальными HTL датчиками скорости 1024 имп./об. (далее энкодер). Управление данными электродвигателями производится от преобразователей частоты в функции векторного контроля частоты вращения вала с обратной связью по скорости. Управление электродвигателем перемещения тележки производится в функции векторного контроля выходной частоты напряжения без обратной связи по скорости. Двигатели приводов передвижения моста подключены к индивидуальным преобразователям частоты. Синхронизация скорости приводов осуществляется при помощи оптической сети Simolink (Siemens Motion Link). SIMOLINK обеспечивает реализацию высокодинамичного и точного синхронизма преобразователей MASTERDRIVES, благодаря своей сверхбыстрой передаче данных и строго одновременной передачи в строго определенное время SYNC-телеграммы в каждом цикле опроса. Управление электрогидравлическими тормозами и обдувом двигателей производится соответствующими преобразователями. Сигналы состояния предохранительных разъединителей, автоматических выключателей, контакторов каждого привода поступают на дискретные входы соответствующего преобразователя.
Кабина крана КМ50/10
Система управления и контроля реализована на базе контроллера SIMATIC S7-315-2DP и панели оператора ТР-277, с диагональю 6 дюймов, фирмы Siemens. Контроллер, преобразователи частоты и панель оператора объединены в сеть полевого уровня Profibus DP на базе интерфейса RS-485. Мастером сети выступает контроллер.
По сети Profibus DP контроллер считывает с преобразователей диагностические данные, такие как состояние преобразователя, значение тока на выходе преобразователя, частота напряжения на выходе преобразователя, состояние дискретных входов и выходов преобразователя, статус преобразователя, код предупреждения и код ошибки при их наличии. 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).
Организация сети передачи данных мостового крана КМ50/10
Помимо функций мастера сети Profibus DP контроллер выполняет программу алгоритма управления краном и вывода диагностической информации на панель 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, который по заданному алгоритму в зависимости от состояния приводов и концевых выключателей выдает сигналы управления приводами.
Для обеспечения диагностирования преобразователей частоты и состояния концевых выключателей при аварийном отключении силового питания крана, предусмотрен источник бесперебойного питания (=24В).
Электропомещение крана КМ50/10
Все оборудование смонтировано на панелях фирмы Rittal, которые, в свою очередь, установлены в аппаратной, находящейся на мосту крана. Для обеспечения температурного режима в аппаратной на панелях установлены датчики температуры, по сигналам которых включается обогрев аппаратной реализованный на тепловентиляторах фирмы Siemens.