卸船机电气系统

2000t/h卸船机控制系统和CMS

1.2000t/h卸船机控制系统

1. 电气系统设计概况

本手册适用于印尼泗水TELUKMONG 码2000T/H卸船机电气系统的系统组成及功能描述。1.1使用环境条件

根据《IEC国际电工委员会标准》、《FEM欧洲搬运工程协会》、《JB/T4315起重机电控设备》《GB3811起重机设计规范》、《GB6067起重机械设计安全规程》、《JB4326-86 湿热带型装有电子器件的电控设备》及《JB4374-86 湿热带型低压电器电控设备》，确定系统设备的使用环境条件及要求。而且完全满足以下要求：

温度: -10゜C--＋45゜C

相对湿度: 95%（25゜C）

海拔高度: <1000m

密封:设备应防虫害,防止自然尘埃对设备的可靠性的侵害

防霉:使用抑制霉菌生长的材料

冲击:设备、组件应能经受得住正常生产过程中产生的冲击，以及运输、装卸过程中的冲击。

振动:设备满足长途运输的要求,以及在使用中产生的振动的作用

1.2供电电源及机上电源

1.高压配电系统

地面供电为6600V（±10％）50Hz（±1％）中压，三相交流电源，采用电缆卷筒上机供电方式，为主要传动机构及辅助机构、控制、照明等提供电源。

2.低压配电系统

主拖动系统供电电压：三相三线400V AC，50Hz。

控制电源：隔离的220V AC，50Hz及24VDC

辅助设备供电电压：隔离的三相四线380V AC，50Hz

照明、加热器电源：隔离的220V AC,50HZ, 零线允许配电。

维修电源：交流380/220V，三相，50Hz

备用低压电源：交流380/220V，三相，50Hz

*主回路电源、控制电源、照明电源等需要维修时必须切断主变压器、辅助变压器电源，注意人身安全。

系统概述

卸料机电气控制系统由国际著名电气制造厂商的产品组成，交流调速器采用ABB公司ACS800系列产品；PLC采用西门子公司S7-300 系列产品；主要机构电动机采用ABB电机；低压配电元器件及附件如：断路器、接触器、继电器等均采用Schneider 公司产品；

主令控制器采用Schneider公司产品限位；限位开关等均采用德国施迈赛公司产品；触摸屏采用日本GP-4000产品；触摸屏与PLC之间通过MB+通讯，构成监控管理系统，能全面实时监控系统工作状态，并提供完善的故障信息，方便运行及维护。

系统具有手动与半自动控制的功能，能实现系统半自动循环堆料、取料等控制功能，可有效地提高生产效率，确保整机运行平稳，震动冲击小，有效减少交变载荷对机械的冲击，减少机械疲劳强度，提高寿命。

在司机室、电气房、登机口配置电话系统，方便机上工作人员的联系。

1.3电气室控制柜

控制柜柜体尺寸统一高度2500mm，深度650mm，单体宽度800~1200mm，表面静电喷塑，颜色RAL7035，框架式安装结构。

1.4中压电器

1.5操作站

1.5.1司机室联动台

2个主令控制器分别控制大车/起升/开闭、小车/俯仰

整机操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等

触摸屏，显示故障信息

1.5.2大车就地操作站

大车及夹轨器就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等

1.5.3前臂架就地操作站

前臂架就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等

1.5.4大车就地操作站

大车就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等

1.5.5料斗就地操作站

料斗就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等

1.6传动系统

起升、开闭、小车、大车、前臂架俯仰和司机室移动都采用通过ABB逆变器调速，各传动系统中的发电机状态电能直接通过直流母线回馈电网，不用制动单元和制动电阻，功率因数在0.85以上。

1.7变频调速系统

1.7.1 变频器的基本构成

变频器分为交—交和交—直—交两种形式。交—交变频器可将工频交流直接变换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器。而交—直—交变频器则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率、电压均可控制的交流，又称间接式变频器。我们主要研究交—直—交变频器，以下简称变频器。

变频器的基本构成如图1所示，由主回路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制回路组成，分述如下：

网侧交流器I 中间直流环节III 负载变流器II

图1变频器的基本构成

（1）整流器电网侧的交流器I是整流器，它的作用是把三相（也可以是单相）交流整流成直流，本机的整流模块采用ABB的ACS800-404-2100-3,重载出力1392KW/2681A,,在环境温度40℃的情况下，每5分钟可有1分钟的150%过载；该整流器采用可控硅控制，系统的发电机状态能量可以回馈电网，不用制动单元和制动电阻。

（2）逆变器负载侧的变流器II为逆变器。是利用IGBT大功率半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律地控制逆变器中主开关的通与断，可以得到任意频率的三相交流输出。本机的4个逆变器采用ABB 的ACS-104-0770-3，重载出力450KW/831A，同时控制起升开闭系统的4个315KW的ABB电动机，其中起升机构的2个逆变器也可控制海侧和陆侧的大车电动机群；本机的1个逆变器采用ABB的ACS-104-0510-3，重载出力315KW/554A，分别时控制小车运行的250KW的和前臂架俯仰系统的1个110KW的ABB电动机；

（3）中间直流环节由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动或发电制动状态，其功能因数总不会为1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲。所以又常称中间直流环节为中间直流储能环节。

（4）控制电路控制电路常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。控制方法通过PLC程序采用数字控制。

1.7.2 2000t/h卸船机变频调速中电动机的几种调速方式

通常情况下，电动机拖动系统有恒磁通调速方式、恒功率调速方式、恒电电流调速方式三种。其力矩曲线见图2。

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图2电动机恒功率调速、恒磁通调速、恒电流调速力矩曲线