桥式卸船机

500T/h 桥式卸船机电气控制系统《方案说明书》

2006年11月

1 总则 (3)

2 标准规范 (3)

3 电气系统设计原则 (3)

3.1 高效安全的自动运行功能设计 (3)

3.2 可靠的测量与保护手段 (4)

3.3 控制系统的基本功能 (4)

4 电气系统主要控制功能描述 (5)

4．1操作站功能与选择 (5)

4．2操作模式 (6)

4．3运行机构的通用逻辑控制功能 (6)

4．4支持、开闭电机的起停顺序 (7)

4．4．1支持、开闭电机的起停顺序 (7)

4．4．2检测元件 (8)

4．5小车机构运行控制 (8)

4．6变幅机构运行控制 (9)

4．7大车电机运行控制 (9)

4．7．1检测元件 (9)

4．8自动抓斗控制 (10)

4．8．1抓斗初始化 (10)

4．8．2自动开闭斗 (10)

4．8．3位置同步 (10)

4．8．4负载平衡 (11)

4．8．5最大抓取量控制（深挖） (11)

4．9半自动工作流程 (11)

4．10急停操作 (12)

4．11超速保护与超速复位按钮 (12)

4．12故障蜂鸣器（位于联动台上） (12)

4．13故障确认/故障复位/故障指示灯 (12)

4．14位置编码器校正 (13)

1 总则

本方案适用于桥式卸船机电气设备技术要求，符合原《技术规格书》，原则上不改动电控系统的硬件结构，尽最大的可能满足业主的要求。

2 标准规范

卸船机的设计、制造、安装和调试全部符合中华人民共和国国家标准及有关国际标准。提供的图纸和文件均采用中文书写。

IEC 国际电工委员会标准；

GBJ232 电气装置安装工程施工及验收规范；

GB1497 低压电器基本标准；

3 电气系统设计原则

3.1 高效安全的自动运行功能设计

系统基于国际先进且成熟可靠的系统设计，提供如下高效安全的自动运行功能：

»抓斗自动开闭斗控制，实现软开斗及闭斗，消除手动开闭斗对电机和机械的冲击

»抓斗自动深挖控制，实现最大抓取量控制，提高每次抓取物料的效率

»最优半自动运行控制，自动实时构造半自动运行曲线，安全，高效

»静态卸料和甩斗卸料方式选择，满足高效装卸不同状态物料的要求，提高卸料效率

»位置同步控制，保证起升、开闭机构同步升降

»负载力矩平衡控制，保证起升、开闭机构出力均衡，并有效防止洒料

»精确定位控制，卸料不撒出料斗

»自动防摇控制，根据随动控制理论和动力学分析建模，精确控制抓斗摇摆，保证机械安全及精确定位

»变幅及其挂钩全自动联动，效率高，避免人工误操作可能产生的危害

3.2 可靠的测量与保护手段

采用德国施迈赛公司的专用高精度凸轮限位开关，具有重复定位精确，调整方便，安装检修容易等特点。各机构除具备重点停止限位和预减速限位外，还有最后的超程保护限位，以及由编码器测量构成的软限位保护，确保了机构的极限位置的安全性。

原设计中起升与小车的位置测量是利用安装在卷筒末端的绝对值编码器检测。设计原理正确，但在实际适用中经常损坏，由于其安装位置特殊不方便维修，且易受到干扰，为了彻底解决此问题，在系统位置检测整改为直接对安装在电机轴编码器的脉冲进行计数。采用编码器测量卷筒钢丝绳的绳差、抓斗的高度、小车的位置，计数可靠，精度高，并有基准矫正点消除误差。

3.3 控制系统的基本功能

◇ 一般控制、连锁和监视

辅助驱动设备（制动器、风机等）

通过硬件限位开关对编码器进行复位

俯仰就地操作箱，机房操作箱

◇ 起升/开闭机构的驱动

带有电流限制的速度控制

加速、减速斜坡控制

抓斗控制

点动控制

速度/电流监视

一些其他监控信号

◇ 小车机构的驱动

带有电流限制的速度控制

加速、减速斜坡控制

点动控制

速度/电流监视

设置值/实际值的监控

一些其他监控信号

◇ 俯仰机构的驱动

通过起动/停止按钮进行手动/自动操作功能

带有电流限制的速度控制

加速、减速斜坡控制

点动控制

速度/电流监视

设置值/实际值的监控

一些其他监控信号

◇ 大车机构的驱动

带有电流限制的速度控制

加速、减速斜坡控制

通过缓冲器、电缆卷筒的紧停控制

速度/电流监视

设置值/实际值的监控

一些其他监控信号

◇ 司机室的驱动

4．电气系统主要控制功能描述

4．1操作站功能与选择

每次仅允许一个操作站取得控制权，按某操作站的“控制合”按钮后，可以使该操作站取得控制权，可以操作该操作站允许操作的运行机构。当在一个操作站已拥有控制权时，若要选择其它操作站，应先取消该操作站的控制权，可按任意操作站的“控制分”按钮中断当前的有效操作站，然后可按某操作站的“控制合”按钮，选择该操作站为有效控制站。当一个操作站有效时，该操作站“控制合”按钮指示灯亮，其它操作站“控制合”按钮指示灯闪烁，当没有操作站有效时，操作站“控制合”按钮指示灯熄灭。

系统具有零位保护功能，当主零控制器不在零位时，操作站选择无效。

1．司机室联动台

可以操作起升机构、开闭机构、小车机构、大车机构、司机室。这是正常作业时有效的操作站。

2．机房操作站

可以低速操作单个电机/单个卷筒。

3．变幅操作站

可以自动/手动操作变幅俯仰及挂钩动作

4．辅机操作站

可以就地操作皮带机等辅助设备

5．大车就地操作站

可以就地低速操作大车

4．2操作模式

操作模式选择只有在司机室操作站取得控制权时，方可进行的操作，共有以下几种操作模式可供选择：

1．抓斗模式：正常卸船操作的模式

2．支持＋开闭模式：起升两个机构同时运行的模式；

3．支持模式：仅支持单个电机运行；

4．开闭模式：仅开闭单个电机运行。

4．3运行机构的通用逻辑控制功能

运行机构指主起升支持机、开闭机、小车及大车机构，这些机构的动作都受到PLC的控制。操作者通过主指令控制器给出运动方向合速度指令，由PLC处理过后送到变频器：

┄PLC根据吊车系统的当前状态来确定用户的指令是否有效；

┄如果指令有效（无故障，并且工作模式正确），PLC向变频器发出启动命令；

┄对起升机构将进行开闸前的预加力矩控制，防止重物在开闸的短时间内下