卸船机 工作原理讲课

松缆、电缆坑、电缆拉力过大的判别: 松缆：导缆架内的两个方向限位均不触发。报警，大车停止行走。 电缆坑：导缆架内的两个方向限位均不触发，凸轮限位“电缆坑” 触点触发。 电缆拉力过大： 导缆架内的两个过紧限位中的任何一个触发且延 时1-2秒，则报警，大车停止行走。
震动给料
震动给料机构为无级变速驱动，电机由一个变频器驱动。 其控制方式为启动和停止，并能用增加/减少按钮来控制 其震动速度。漏斗中物料流量的控制通过调节漏斗门的 开闭来调节。
电气原理图
电气主接线中采用了3套SIEMENS公司的6SE71调速柜；分 别为支持、开闭和大小车/俯仰；其中支持、开闭调速柜是同型 号，同功率；由进线柜、滤波柜、整流/回馈AFE柜和逆变INV 柜组成。整流/回馈AFE柜的型号为6SE7041-1EK80； 3AC400V；630KW；CKD； 逆变柜INVERTER的型号为6SE7041-1TK60；DC520V； 630KW；SKD；
控制模式
1、抓料时的主/从控制 主驱动器（支持）作为转矩控制器，跟随驱动器（开闭斗）作为 速度控制器。 此功能用于料斗抓料，以控制料斗中抓料的数量。 工作次序：抓斗由转矩控制的支持电机慢速下放到物料里面，同 时由速度控制的开闭斗电机闭合抓斗。 2、 闭斗时的主/从控制 跟随驱动器接收主驱动器的转矩给定值。 此功能用于起升闭合的抓斗，以保证抓斗闭合，共享负荷，通常 开闭斗驱动器负荷比支持驱动器大5-10%。 工作次序：当抓斗在物料中闭合时开闭斗驱动器处于速度控制模 式，支持处于转矩控制模式。当抓斗接近闭合时起升驱动器（支 持和开闭）开始提升抓斗，同时切换到负荷共享模式。 3、开斗时的主/从控制 跟随驱动器接收来自主驱动器的速度给定值，并与两个驱动器的 位置差相整合。主/从驱动器都处于速度控制模式。 此功能用于下放打开的料斗，以保证起升和开闭斗驱动器位置的 差值。
大车机构功能
大车机构包括二十个AC电机，并联联接。每个电机联 接一个减速箱。在电机与减速箱之间的主轴上各安 装有一个制动器。AC电机都为自冷方式。 驱动装置由一套西门子AFE可回馈装置组成，包括一 个整流器和一个逆变器。整流器和逆变器都是6脉 冲4象限的数字式驱动装置。PLC为西门子S7-400 系列，利用PROFIBUS总线联接大车驱动装置。 注意： 大车逆变器与小车/俯仰逆变器为公用直流母线 方式，即一个整流器下面并联连接大车逆变器与小 车/俯仰逆变器 。
小车机构功能
机械布置 小车机构包括一个AC电机联接一个减速箱。在电机与减速 箱之间的主轴上各安装有两个液压推杆盘式制动器。 AC电机都为自冷却方式，电机非驱动侧安装有测速编 码器。 驱动装置 驱动装置由一套西门子AFE可回馈装置组成，包括一个整 流器和一个逆变器。整流器和逆变器都是6脉冲4象限的 数字式驱动装置。PLC为西门子S7-400系列，利用 PROFIBUS总线联接小车驱动装置。 脉冲编码器接到小车变频器，用于速度反馈和位置控制。 驱动装置控制小车机构的运行和制动等功能。 注意： 小车电机和俯仰电机共用一套驱动装置。电气上使用了 转换接触器进行电机的联接转换。此接触器由逆变器和PLC 共同控制。
俯仰应急驱动装置
俯仰机构配备有应急驱动装置，由一个电机、减速箱和联轴节组成。 应急驱动装置可通过手动操作联轴节，连接到俯仰机构上。 只要联轴节不在正常的驱动装置位置上，俯仰的正常驱动装置就被联锁 不能动作。 应急驱动装置的运行也由联轴节的位置联锁。只要联轴节不在应急的驱 动装置位置上，俯仰的应急驱动装置就被联锁不能动作。 应急驱动装置能够独立于PLC和驱动器而工作。 应急驱动装置的操作开关分布在机器房独立的操作站上。 在应急驱动装置运行时，紧停按钮、超速开关仍然有效。 注意：必须慎重使用俯仰应急装置，因为除了硬件上的基本联锁，由 PLC处理的众多软件保护在应急装置运行时都无效。
电缆卷筒
电缆卷筒用于联接卸船机和码头高压电力系统。 高压电缆绕在电缆卷筒卷盘上，当大车离开高压电缆 坑时，高压电缆将释放到大车轨道边的电缆槽里。 高压电缆传输三相高压电和地线。 当大车运行到两端高压电缆终点（一般留2-3圈备用）， 凸轮限位动作，大车停止运行。 当大车处于静止状态时，电缆卷筒电机不运转，制动 器制动。
概述
桥式抓斗卸船机除金属结构外,本机设置抓斗起升及开闭机构、小车运 行机构、大车行走机构、悬臂俯仰机构、悬臂固定装置、绕绳系统、抓斗、 漏斗、振动给料机及供料皮带机系统、落料回收装置、自行式司机室、机 器房、电气室、电气控制系统、监视及报警系统、供电、照明、防尘、计 量以及机器房内的维修起重机、电梯、防火装置等组成，另外还应装设各 种安全保护和指示装置，如超负荷限止器、航空信号灯、风速仪、夹轮器、 锚定及防风系缆装置、电气保护装置。
2008年10月30日下午，SIEMENS A&D华东区服务人员 和ZPMC技术服务人员一同到达公司现场。 按照SIEMENS公司的检测规范，首先对电子箱中的选件 板CUVC、ADB、工艺板T300和通讯板CBP2进行了检测；发 现ADB适配板、T300工艺板和CBP2通讯板都已经烧坏，不再 可以正常工作。但由于电子箱中的CUVC主控板未烧坏，A &D 服务人员认为PSU控制电源板不存在问题；仅仅按照SIEMENS 公司的服务规范中EMC电磁屏蔽规约中的要求重新敷设及压接 PROFIBUS DP通讯终端头。 在以上工作完成后，对调速系统送电，发现上位机仍然 报出同类故障。向其服务中心请求支援后。回复仍然是按照规 范重新检查一遍。 在我们的一再要求下，该A &D服务人员开始对该逆变柜 进行解体检查（需要注意的是在保修期内，仅SIEMENS公司的 服务人员才有资格进行变频器的解体检查，否则不予以质保）。 经过不懈努力，在拆卸下电源板PSU及安全停车模块SSB后， 发现了其+5V电源端子（第6针脚）已经过热烧坏；如图：
整个卸料过程可通过手动操作、全自动控制、半自动控制 或就地操作四种方式实现。卸船机漏斗和供料皮带机头部等转 卸处安装洒水除尘装置。整机可沿码头轨道运行至任意位置进 行卸船作业。作业完毕后，整机行至锚定位置处锚定。需要时 前臂梁可以仰起至固定位置，并用安全钩将其钩住固定。卸船 机将设置防风系缆及锚定装置，具有抵抗55m/s风速的能力。 还将具有不拆卸抓斗把清舱机械从码头上吊入船舱的能力，清 舱机械采用3m3单斗装载机的尺度。 卸船机处于非工作状态时，海侧主梁可仰起80°，以不妨 碍船舶的靠岸、离港等作业。 卸船机采用AC6KV高压供电，供电及通讯控制电缆通过各 自的电缆卷筒卷取上机。
速度 m/mi n
电 型式 数量 功率 （K W） 11
动
机 控制 工作制 生 产 厂 备 注
转速 （RPM） 1000
大车运行
25
卧式
20
变频
S260min S1
小车运行
220
卧式
1
310
1200
变频
抓斗起升
130
卧式
1
500
1000/120 0 1000/120 0 1200
变频
S1
抓斗开闭
130
俯仰起升机构功能
机械布置 俯仰起升机构包括一个AC电机联接一个减速箱。在电 机与减速箱之间的主轴上安装有一个液压推杆盘式 制动器。AC电机都为自冷却方式。机构还包括一 套盘式卷筒液压制动器，安装在卷筒旁边。电机非 驱动侧安装有测速编码器和超速开关。在减速箱的 非传动侧的轴上经过一减速机构安装有一个凸轮限 位开关。 驱动装置 驱动装置由一套西门子AFE可回馈装置组成，包括一 个整流器和一个逆变器。整流器和逆变器都是6脉 冲4象限的数字式驱动装置。PLC为西门子S7-400 系列，利用PROFIBUS总线联接小车驱动装置。 脉冲编码器接到俯仰逆变器，用于速度反馈和位置控制。 驱动装置控制俯仰机构的运行和制动等功能。 注意： 小车电机和俯仰电机共用一套驱动装置。电气上使 用了转换接触器进行电机的联接转换。此接触器由逆变 器和PLC共同控制
卧式
1
500
变频
S1
悬臂俯仰
ห้องสมุดไป่ตู้
35
卧式
1
110
变频
S1
动力电缆卷筒
25
立式
4
1.5
1000
直接启 动 变频
S260min S260min S1
司机室运行
20
立式
2
1.1
1500
振动给料器
卧式
1
15
变频
主要机构功能
桥式抓斗卸船机的主要组成：
1、电差动四卷筒机构（起升、开闭、小车运行机构三者合而为 一，简称为四卷筒机构); 2、大车行走机构 3、物料系统
卸船机简介 及电气系统故障处理
廖方华 设备部电气 2011年7月
卸船机组图
主 要 内 容
●分类及概述 ●卸船机主要机构 ● 卸船机电气系统图 ● 变频器故障 ● 电缆卷筒故障 ●司机室系统故障 ●振动给料系统故障
卸船机分类
卸船机是码头卸船专用机械，它可把船舱内的散货物料卸到输料胶带机上， 然后通过胶带机将物料送到堆场。 卸船机主要有以下三项基本功能∶ 1、从船舱内抓取物料。 2、将物料从船舱内提升至卸船机料斗中。 3、将物料输送到码头上的输料胶带机上。 目前，散货卸船机按作业方式和结构型式大致有以下几种类型∶ 抓斗式 —— 桥式 ——小车自行式 牵引式 ——补偿小车式 贯穿牵引式 四卷简牵引式 臂架式—— 固定回转式 门座行走式 连续式 —— 链斗式—— 张紧式 悬链式 螺旋式 斗轮式
A、当大车向电缆坑行走时，电缆卷盘转动，收取电缆: 大车行走机构启动时略滞后电缆卷盘装置启动。 大车行走停止运行后，电缆卷盘应延迟一段时间再停。 大车在收取电缆时, 保持足够力矩来卷取电缆，电缆卷筒由储缆 电机驱动，制动器打开，电机为绕线式电机，力矩可用多级电阻 来切换。 B、当大车向终点行走时，电缆卷盘放缆: 电缆卷盘放出电缆时，保持一定力矩来张紧大车电缆，电缆卷筒 由储缆电机驱动，制动器打开，电机为绕线式电机，力矩可用多 级电阻来切换。 C、电缆坑附近: 大车行走运行到电缆坑附近，凸轮限位断开信号，可以旁路大车 松缆信号，过了电缆坑后，凸轮限位又发出信号，大车继续以正 常速度运行。
变频器型号说明
本型号卸船机采用S7 400 -2DP PLC 通过 PROFIBUS-DP总线与卸船机上的3套6SE71调速柜进 行通讯；通讯配置图如图2： 支持和开闭调速柜的工艺板T300之间的通讯通过硬 接线连接。
变频器故障一：通讯故障
自2008年8月后，上位机就经常同时报出“PROFIBUS-DP SLAVE （起升1变频器）通讯故障”和“起升编码器故障”。如图3；同时开闭 调速柜的逆变柜控制面板 OP1S报“F119”。故障报出后，急停后停止 工作， 但是在卸船机和变频器的故障复位后，变频器都能够正常工作一段时间； 热控维护人员更换了支持电机上的增量式编码器和S7-400 PLC 的 CPU模块；故障变成偶尔发出； 在ZPMC两名工程师的帮助下，对整套工控系统进行了检测；并在 SIEMENS A&D的服务热线支持下，更换了该套逆变柜中的主控板 CUVC；同时按照SIEMENS公司的技术要求，对PROFIBUS总线的各 个通讯DP终端头的的接地重新压接。 设备运行正常一周时间后，上位机于2008年10月22日再次报出相同故 障；更换闭环控制板CUVC及重新制作 PROFIBUS通讯终端头后，故障 依然如故。 直到2008年10月30日凌晨，卸船机停止了运行，甚至发生调速柜一 送控制电，上位机就报通讯故障；至此，#1卸船机彻底地瘫痪。
技术参数
额定 生产能力 额定起重量 抓取比 抓斗容量 轨距 外伸距(自海侧轨中心始) 后伸距(自海侧轨中心始) 起升高度 联系横梁净空高度 基距 轮距 总宽(大缓冲器放开时) 轨上 最大 1500t/h 1800t/h 36.5t 不小于1.3 24.33m3 26m 36m 22m 26m
轨下
20m
～8.9m 18m 1000mm ～32m
门架净空高
起升 小车 速度 大车 悬臂仰起时间(单程) （海侧/陆侧）每腿轮数 大车行走范围 电源
>8.5m
满载 130m/min 空载 150m/min 220m/min 25m/min 6 min 10/10 300m 6000V，50HZ
项 目 驱动装置
起升和开闭斗机构
机械布置 主起升机构包括两套机械装置（支持和开闭），每套装置有二个AC 电机联接一个减速箱。在电机与减速箱之间的主轴上各安装有四 个液压推杆盘式制动器。AC电机都为自冷却方式。电机非驱动 侧安装有测速编码器和超速开关。在减速箱的非传动侧的轴上经 过一减速机构安装有一个凸轮限位开关。 驱动装置 驱动装置由两套西门子AFE可回馈驱动装置组成，每套装置由一个整流 单元，二个逆变器组成，一套驱动装置驱动一套起升装置（支持或开 闭）。整流和逆变都是6脉冲4象限的数字式驱动装置。PLC为西门子 的S7－400系列，利用PROFIBUS总线联接支持和开闭斗驱动装置。 每套装置的2个逆变器驱动方式为主/从跟随控制，支持1和开闭1装置为 主（MASTER）, 支持2和开闭2装置为从（SLAVE）。同时，在作起 升运动时，两套驱动装置之间也是主/从跟随控制，以支持驱动装置为 主，开闭斗驱动装置为从，接收支持驱动装置的给定命令。