›
›

Đồ án Phân tích đánh giá thiết kế truyền động điện và trang bị điện của họ cần trục cầu trục của Nhật Bản tại cảng Hải Phòng

pdf 109 trang huongle 1810
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Phân tích đánh giá thiết kế truyền động điện và trang bị điện của họ cần trục cầu trục của Nhật Bản tại cảng Hải Phòng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_phan_tich_danh_gia_thiet_ke_truyen_dong_dien_va_trang.pdf

Nội dung text: Đồ án Phân tích đánh giá thiết kế truyền động điện và trang bị điện của họ cần trục cầu trục của Nhật Bản tại cảng Hải Phòng

  1. ĐỀ CƢƠNG SƠ BỘ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Phân tích đánh giá thiết kế truyền động điện và trang bị điện của họ cần trục cầu trục của Nhật Bản tại cảng Hải Phòng LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỌ CẦN TRỤC CẦU TRỤC NÂNG CHUYỂN CONTAINER TẠI CẢNG HẢI PHÒNG 1.1. Khái quát chung về các cầu trục QC và RTG 1.2. Phương pháp thiết kế của Nhật Bản 1.3. Một số đánh giá về công tác thiết kế CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH VỀ MỘT SỐ CẤU TRÚC ĐIỂN HÌNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CỦA QC VÀ RTG 2.1. Hệ thống cấp nguồn của QC và RTG 2.2. Hệ truyền động điện nâng hạ hàng 2.3. Hệ truyền động điện di chuyển xe con 2.4. Hệ truyền động điện giàn 2.5. Đánh giá thiết kế truyền động điện CHƢƠNG 3. PHÂN TÍCH VỀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CỦA HỌ CẦN TRỤC CẦU TRỤC QC VÀ RTG 3.1. Cấu trúc điều khiển dung PLC của cầu trục RTG 3.2. Cấu trúc điều khiển dung PLC của cầu trục QC 3.3. Đánh giá về thiết kế điều khiển và giám sát KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 1
  2. CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỌ CẦN TRỤC CẦU TRỤC NÂNG CHUYỂN CONTAINER TẠI CẢNG HẢI PHÒNG 1.1. Khái quát chung về các cầu trục QC và RTG 1.1.1. Khái quát chung về cầu trục QC Cầu trục giàn xếp dỡ container MITSUO PACECO là cầu trục cổng có công son liên kết bản lề chuyển động trên đường ray, xe con di chuyển bằng cáp kéo, sử dụng năng lượng điện 3 pha. Là loại thiết bị hiện đại nhất để xếp dỡ container lên xuống tàu. Cầu trục giàn bốc xếp container cho tàu biển biểu diễn trên hình 1.1. Hình 1.1: Cầu trục giàn bốc xếp container cho tàu biển 2
  3. Cầu trục có các đặc điểm cơ bản sau: Tất cả các chuyển động đòi hỏi để xếp dỡ container được điều khiển từ cabin của người vận hành được lắp đặt trên cơ cấu xe con. Điều khiển chuyển động đảm bảo sự thay đổi tốc độ được nhẹ nhàng đối với các cơ cấu chính (cơ cấu nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển chân đế, nâng hạ công son). Kết cấu thép cầu trục là khung hàn cứng, cấu trúc dạng hộp. Cầu trục được trang bị 1 khung nâng dạng ống lồng để xếp dỡ container. Thiết bị nghiêng khung nâng được lắp để điều chỉnh khung nâng để ăn khớp với container đặt trên sàn tàu. Kẹp ray điện thuỷ lực được trang bị để giữ cầu trục không dịch chuyển dưới gió xoáy 35m/s trong khi cầu trục hoạt động. Các thiết bị an toàn của cầu trục có nhiều công tắc giới hạn, khoá liên động, phanh hãm, các nút dừng khẩn cấp. Bộ điều chỉnh chống lắc được điều khiển bằng computer để hãm sự lắc container khi di chuyển xe con, để đảm bảo dễ dàng định vị container và khung nâng. 1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của họ cầu trục giàn QC - Loại cầu trục: Cầu trục cổng, xe con di chuyển bằng cáp kéo, console nâng hạ kiểu bản lề. - Sức nâng định mức: + Khi dùng khung nâng: 36,5 tấn. 3
  4. + Khi dùng dầm nâng: 40 tấn. Khả năng quá tải: 125 % tải định mức ( cơ cấu nâng ) Loại container: ISO IAA (40’); ICC (20’) và loại container 45’ có công nghệ đúc góc kiểu Loại khung nâng: 20’ / 40’ / 45’ theo công nghệ ống lồng. Hành trình xe con mang hàng: 50 m. + Tầm với ngoài ( từ tâm ray di chuyển ra phía bờ sông ): 30 m. + Tầm với trong (từ tâm ray di chuyển ra phía bờ sông): 20 m. Chiều cao nâng: 27,5 m. trong đó: + Chiều cao nâng hàng: 18,5 + Chiều sâu hạ hàng: - 9 m Chiều cao của gầm giàn: 5 m. Sức gió làm việc được: < 16 m / s. Khoảng cách bên trong giữa các chân: 16,86 m. Độ bằng phẳng của ray di chuyển cầu trục: chênh lệch 0,1 m. Chiều dài bao ngoài cầu trục: 65 m. Chiều cao ( khi nâng console ): 63 m. Số bánh xe: 4 bánh / 1 cụm chân. Số cụm chân: 4 cụm. Áp lực lớn nhất đặt lên bánh xe ở trạng thái làm việc: + Áp lực phía ray trong: 56,8 tấn / bánh. + Áp lực phía ray ngoài: 37,3 tấn / bánh. 4
  5. 1. Các tốc độ vận hành định mức: Tốc độ nâng hạ hàng: + Khi không tải: 80 m / phút. + Khi tải trọng 36,5 tấn: 40 m / phút. Tốc độ di chuyển xe con: 100 m / phút. Tốc độ di chuyển cầu trục: 30 m / phút. Tốc độ nâng hạ console: 5 phút / 1 lần (trừ thời gian đóng chốt giàn) 2. Các động cơ truyền động chính. Động cơ nâng hạ hàng: + Công suất định mức: Pđm = 300 kW. + Tốc độ: n = 800 / 1600 vg/ph. + Điện áp định mức: Uđm = 440 V. Động cơ di chuyển xe con: + Công suất định mức: P đm = 75 kW. + Tốc độ: n = 1500 vg/ph. + Điện áp định mức: Uđm = 440 V. Động cơ di chuyển giàn: bao gồm 8 động cơ với các thông số như sau: + Công suất định mức: Pđm = 11 kW. + Tốc độ: n = 1800 vg/ph. + Điện áp định mức: Uđm = 440 V. Động cơ nâng hạ console: + Công suất định mức: Pđm = 55 kW. 5
  6. + Tốc độ động cơ: n = 1500 vg/ph. + Điện áp định mức: Uđm = 440 V. 2. Cabin điều khiển trên cầu trục QC Trên cầu trục buồng máy chính được đặt trên phần cố định của giàn công son. Trong buồng máy đặt các động cơ truyền động của cơ cấu nâng chính, di chuyển xe con và nâng hạ công son. Tủ điện cao áp (6.3KV) được đặt cách ly với panel điều khiển phía thấp áp. Cabin của người vận hành được đặt cố định trên xe con. Tại cabin này người điều khiển có thể thao tác vận hành di chuyển xe con, nâng hạ hàng và di chuyển chân đế. Để nâng hạ công son, người vận hành buộc phải lên cabin điều khiển nâng hạ công son đặt trên khung dầm công son, ở trên cabin phụ này cũng có thể thực hiện di chuyển chân đế với tốc độ không đổi bằng nút ấn. Các công tắc, thiết bị điều khiển trong cabin chính: Bảng 1.1. bàn điều khiển bên tay phải Số TT Loại và tên gọi Công dụng và cách vận hành Tay trang điều khiển: 5 tiến – 0 – Vận hành cơ cấu nâng chính. 1 5 lùi. 5 phải – 0 – 5 trái. Vận hành di chuyển chân đế. 2 Nút ấn “EMGC” Dừng khẩn cấp mọi hoạt động của cầu trục 3 Công tắc xoay: “khóa – 0 – không Mở khóa 4 chốt xoay khóa” 6
  7. 4 Công tắc bật: “cần gạt nước mở Vận hành cần gạt của sổ” 5 Công tắc bật: “thiết bị rửa kính Lau rửa kính cabin cabin” 6 Công tắc xoay: “băng tay – tự Lựa chọn chế độ kẹp ray. động” Bằng tay – tự động 7 Công tắc xoay: “tại chỗ - tù xa” Lựa chọn chế độ di chuyển chân đế: Tại cabin chính – cabin vận hành công son. 8 Công tắc bật đèn đường 9 Nút ấn: “kẹp – không kẹp” Vận hành kẹp bằng ray tay. 10 Nút ấn (sáng): “bật tắt nguồn điều khiển” 11 Nút ấn (sáng): “tắt đèn báo” Tắt còi báo lỗi vận hành. 12 Công tắc bật: “đèn báo” Bật đèn công son,dầm, chân 13 Công tắc bật: “đèn huỳnh quang” Bảng 1.2. Bàn điều khiển bên tay trái Số Loại và tên gọi TT Công dụng và cách vận hành 1 Tay trang điều khiển: 5 tiến – 0 – 5 Vận hành cơ cấu di chuyển xe con lùi 7
  8. 2 Nút ấn (sáng): “Flipper 1÷ 4” Điều chỉnh từng cách dẫn hướng: Số 1÷4 3 Nút ấn (sáng): “bật bơm khung Khởi động bơm khung nâng. nâng” 4 Nút ấn: “dừng bơm khung nâng” Tắt bơm khung nâng 5 Công tắc chìa: “khóa liên động dự Dự phòng khóa liên động phòng” Công tắc chìa: “ khóa liên động dự Sử dụng để hủi bỏ khóa lien động phòng giữa mạch chốt xoay và mạch cơ cấu 6 nâng chính và sử dụng trong trường hợp khẩn cấp như có lỗi trong việc khóa hay không khóa. 7 Công tắc xoay: “thiết bị chống lắc Điều chỉnh chống dao động container sử dụng CPU” khi di chuyển xe con bằng máy tính. 8 Công tắc xoay: “bằng tay – tự động” 9 Nút ấn: “chống lắc bằng tay” 10 Côngg tắc cần đơn: “FLIPPER” Lựa chọn chế độ chống dao động. 11 Công tắc xoay: “20’ – 40’ – 45’” 12 Công tắc xoay: “khung nâng - cửa Sử dụng trong trườnng hợp khối đầu sập – móc” cơ cấu nâng không dung khung nâng. 13 Nút ấn: “vị trí trước” Sử dụng nghiêng khung nâng về phía trước so với vị trí trung hòa. 8
  9. Hình 1.2: Bố trí các thiết bị điều khiển ở cabin cầu trục QC 9
  10. 1.1.2. Khái quát chung cần trục RTG Cầu trục giàn bánh lốp (RTG) do hãng Mitsui Paceco Nhật Bản thiết kế, chế tạo, đưa vào khai thác, vận hành tại nhiều cảng sông, cảng biển ở Việt Nam và trên thế giới. Loại cầu trục này có nhiệm vụ xếp dỡ Container ở bãi cảng lên ôtô vận tải hoặc ngoặc lại. Trên hình 1.3 biểu diễn cầu trục giàn RTG. Hình 1.3: Cầu trục giàn nâng chuyển container RTG. 10
  11. Cầu trục giàn RTG chuyển tải Mitsui Paceco là loại cầu trục bánh lốp tự hành, hoạt động độc lập, sử dụng động cơ điezel lai máy phát điện. Nó được dùng trong xếp dỡ tại các bãi container. Người vận hành có thể nhìn thấy tất cả từ cabin lái. Một tấm gương treo dưới khung càng cabin sẽ tăng cường khả năng quan sát. Mọi chức năng vận hành được thực hiện bởi người vận hành từ cabin lái. Động cơ điezel lai máy phát cấp nguồn được khởi động sau khi người vận hành đã kiểm tra các điều điều kiện làm việc của cầu trục. Cầu trục RTG được trang bị kỹ thuật điều khiển hiện đại, độ tin cậy và năng suất cao 1. Trúc giàn và vị trí lắp đặt thiết bị của cầu trục RTG. Cấu trúc giàn của cầu trục RTG được thể hiện trên hình 1.4 gồm các bộ phận chính sau đây: Hình 1.4. Vị trí các thiết bị trên giàn 11
  12. 1 , 2 , 3 , 4 - chân của cầu trục; 5 - xà đỡ cho cơ cấu xe con và nâng hạ hàng; 6 - xe con; 7 - Buồng lắp đặt thiết bị điều khiển chính; 8 - Kẹp dây cấp nguồn cho các cơ cấu lắp phía trên; 9 - Buồng điều khiển xe con; 10 - Buồng Diêzel – Máy phát; 11 - Hộp đấu dây; M1,M2 - Động cơ di chuyển giàn. 2. Các thông số kĩ thuật của cầu trục giàn RTG 1. Các thông số chính Loại cầu trục: Cầu trục cổng bánh lốp tự hành, loại có xe con di chuyển. Sức nâng lớn nhất khi dùng khung cẩu: 35,6 tấn. Chế độ thử tải: 125% sức nâng lớn nhất. Loại container: ISO 40 FEET (IAA, 1AAA). ISO 20 FEET (ICC); Khung cẩu : Khung cẩu kiểu ống lồng 20’, 40’ Hành trình xe con : 19,07m Chiều cao nâng : 15,24 Cơ sở xe (khoảng cách trục bánh xe) : 6,4 m Số lượng bánh xe cầu trục : 8 bánh (2 bánh/cụm chân) Áp lực lên bánh xe (khi không có tải trọng gió) Với tải trọng danh định (35,6 tấn) : xấp xỉ 26,9 tấn/bánh Khi không tải : xấp xỉ 18,8 tấn/bánh 2. Tốc độ vận hành. 1. Tốc độ nâng: Với tải lớn nhất : 20 m/phút Chỉ với khung cẩu : 45 m/phút 12
  13. 2. Tốc độ di chuyển xe con : 70 m/phút 3. Tốc độ di chuyển giàn: 135 m/phút (không gió, không dốc, không tải). 3. Nguồn điện: 1. Cầu trục được cung cấp bởi hệ thống điezel – máy phát điện. 2. Động cơ điezel chính : Cummins - Loại động cơ : kiểu NTA855-G2 - Loại vận hành : 4 kỳ, làm mát bằng nước và quạt gió tự lai. 3. Mạch động cơ xoay chiều : AC 440V, 60Hz, 3 pha. 4. Mạch điều khiển : AC 100V, 60Hz, 1 pha : AC 200V, 60Hz, 3 pha 5. Điện áp sự cố và chiếu sáng : AC 220V, 60Hz, 3 pha : AC 100V, 60Hz, 1 pha 6. Máy điều hoà không khí : AC 220V, 60Hz, 1 pha 7. Bộ sấy nóng : AC 220V, 50Hz, 1 pha 8. Nguồn năng lượng dự phòng : AC 220V, 50Hz, 1 pha 4. Cáp thép Cáp thép cho cơ cấu nâng chính : 4 sợi cáp /cầu trục Đường kính cáp : 25 mm Ứng suất : 1770 N/mm2 + 25.47m : 1 sợi/cầu trục + 25.50m : 1 sợi/cầu trục + 25.51m : 1 sợi/cầu trục 13
  14. + 25.57m : 1 sợi/cầu trục Cáp thép sử dụng cho chống lắc khung cẩu - hàng Đường kính cáp : 10 mm Ứng suất : 1770 N/mm2 Tải trọng phá huỷ : 67,5 KN Bảng 1.3. Phanh hãm Công dụng Số Loại lượng Cơ cấu nâng hạ 1 Phanh đĩa điện thủy lực xoay chiều Cơ cấu di chuyển xe con 1 Phanh đĩa điện từ 1 chiều Cơ cấu đi chuyển cầu trục 1 Phanh đĩa điện từ 1 chiều Cơ cấu nghiêng 1 Phanh đĩa điện từ xôay chiều 14
  15. Hình 1.5. bố trí thiết bị điều khiển ở cabin cần cẩu trục QC Chức năng của các thiết bị ng ng i i ng ng e e Bảng 1.4. Bàn điều khiển bên tay phải trên cabin. TT Chi tiết Chức năng Công dụng và vận hành 1 Công tắc chính 15
  16. 2 HOIST DOWN(HẠ) Vận hành cơ cấu nâng chính 3 HOIST UP(NÂNG) Vận hành cơ cấu nâng chính 4 GANTRY LFFT Vận hành cầu trục sang trái 5 GANTRY RIGHT Vận hành cầu trục sang phải 6 Công tắc ấn EMERGENCY STOP ấn dể dừng tấtcar các chuyển động trong trương hợp khẩn cấp 7 NP Khung cẩu 8 Công tắc thay UNLOCK - O - LOCK Chọn để khóa hoặc mở 4 đổi chốt xoay 9 NP Khung cẩu 10 Công tắc thay RETRACT- O - Chọn để vận hành khung đổi EXTEND cẩu 11 NP LANDER BYPASS 12 Công tắc chìa OFF - ON Xoay hạn vì tiết đất dự phòng 13 NP WHEEL POSTTION Vị trí bánh xe 14 Công tắc bật 0 - OFF - 90 Chọn để thay đổi hướng lốp 16
  17. 15 NP Đèn pha 16 Công tắc bật OFF- ON Chọn để chiếu sáng 17 NP WIND Rửa kính và gạt nước WIPER&WASHER 18 Công tắc bật OFF-ON Chọn để vận hành rủa kính và gạt nước 19 Công tắc bật OFF-ON Chọn để vận hành rửa kính và gạt nước 20 Công tắc bật OFF-ON Chọn để vận hành rửa kính và gạt nước 21 Công tắc nút ấn SPREADER PUMP ấn để vận hành khung cẩu START 22 Công tắc nút ấn SPREADER PUMP ấn để vận hành dừng được chiếu sáng STOP khung cẩu 23 Công tác nút ấn WHEEL PIN LOCK ấn để đặt chốt bánh được chiếu sáng Hãm chốt bánh xe xe.Đèn màu xanh sang bánh xe được đặt vào 24 Công tắc nút ấn WHEEL PIN RELEASE ấn để đặt chốt bánh được chiếu sáng xe.Đèn màu đỏ sang chốt Nhả chốt bánh xe bánh xe được đặt vào 25 Đèn dẫn hướng STEERING PUMP Đèn màu xanh sang khởi START khởi động bơm động bơm lái hoạt động cơ cấu lái 26 Đèn dẫn hướng CRANCE COLLISON Đèn màu đỏ sang khi hạn ALARM vị giới hạn báo va chạm 17
  18. hoạt động 27 Đèn báo Window winper and Báo hiệu hệ thống rửa washer kính hoạt động 28 Đèn báo Gyor auto Đèn báo cầu trục hoạt động tự động 29 Công tắc Gyor auto công Bảng 1.5. Chức năng của các thiết bị ở bàn điều khiển bên tay trái trên cabin. TT Chi tiết Chức năng Công dụng 1 Công tắc chính TROLLEY FORWARD Vận hành xe con về phía trước 2 TROLLEY Vận hành xe con về phía BACKWARD sau 3 Công tắc nút ấn EMERGENCY STOP ấn để dừng động cơ điezel (dừng động cơ) 4 NP Lái vi sai 5 Công tắc FORWARD – Chọn để điều chỉnh BACKWARD hướng chuyển động 6 NP Nghiêng 7 Công tắc thay đổi LEFT-0-RIGHT Chọn nghiêng khung theo hướng yêu cầu 18
  19. 8 NP Động cơ 9 Công tắc chọn IDLE-FULL Chọn điều chỉnh tốc độ động cơ(không tải-toannf tải) 10 NP Động cơ 11 Công tắc chìa STOP-RUN-START Chọn để vận hành động cơ điezel 12 Đồng hồ FUEL LEVER Kiểm tra mức dầu 13 Công tắc nút ấn CONTROL ON ấn vận hành nguồn điều được chiếu sáng khiển Điều khiển bật 14 Công tắc nút ấn CONTROL OFF ấn để tắt nguồn điều khiển Điều khiển tắt 15 Đèn dẫn hướng ENGINE FAULT Đèn màu đỏ sẽ sang, khi động cơ điezel hỏng 16 Đèn dẫn hướng ENGINE ON Đèn màu cam sẽ sáng, khi động cơ điezel được khởi động 17 Đèn dẫn hướng BATTERY ON Đèn màu cam sáng khi ắc quy bật (ON) 18 Công tắc nút ấn BUZZER STOP ấn để tắt còi 19 Công tắc chỉnh độ CAB LIGHT Quay để điều chỉnh mức sáng của đèn độ đèn sáng cabin 19
  20. 1.2. Các phƣơng pháp thiết kế của Nhật Bản 1. Cấu tạo chính cầu trục - Cơ cấu nâng hạ hàng. - Cơ cấu di chuyển xe con. - Cơ cấu di chuyển giàn. 2. Ký hiệu thiết bị trong bản vẽ Các cuộn hút của công tắc tơ – rơle được ký hiệu bằng chính công tắc tơ rơle. Khi được cấp điện sẽ co giá trị lôgic 1, khi không có điện sẽ có giá trị lôgic 0. Các tiếp điểm của công tắc tơ – rơle ký hiệu bằng tên công tắc tơ –rơle kèm theo số cột,hàng trong ngoặc đơn mà tiếp điểm được thể hiện. Khi tiếp điểm có điện sẽ có giá trị lôgic 1, khi không vó điện sẽ có giá trị lôgic 0. Ví dụ GM1(15-7D) =1 GM1(15-7D): Nghĩa là tiếp điểm nằm ở bản vẽ 15 cột 7 trong bản vẽ hàng D trong bản vẽ. AVR: Thiết bị điều chỉnh tự động dòng kích từ. FU: cầu chì bảo vệ ngắn mạch. TR: máy biến áp. PT: biến áp đo lường. WL: Đèn tín hiệu. V: Vônmét. A: Ampemet. FM: Đồng hồ đo tần số. UV: Cuộn dây của rơ le bảo vệ thấp áp. PMW: các bộ biến tần dùng điều chỉnh tốc độ động cơ. 20
  21. IM: Các động cơ truyền động chính. PG: Cảm biến tốc độ. B: Phanh hãm dừng. M: Các động cơ phụ. MCD : Các cầu dao. OL : Rơle nhiệt. VCS1: Máy cắt cấp điện cho máy biến áp động lực. DS: Máy cắt điện chính cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống. CT: máy biến dòng. ACG: Máy phát điện đồng bộ 3pha. BIM: động cơ truyền động trống tời nậng hạ công son. BFIM: quạt làm mát cho động cơ BIM. BOS: Rơle cấp tín hiệu quá tốc tới nâng công son. EPB1, EPB2, EPB3: Là các nút dừng khẩn cấp. BR: Ký hiệu của phanh thủy lực – dạng phanh đĩa xoay chiều. RHC: Bộ chỉnh lưu. FRN: Bộ nghịch lưu. EMSX: Công tắc tơ dừng khẩn cấp. CH: Hệ thống chổi than. Các thiết bị, động cơ các cơ cấu truyền động được thiết kế bảo vệ rất chặt chẽ khi sảy bát kỳ một sự cố nào các thiết bị bảo vệ sẽ ngắt dừng thiết bị, động cơ, cơ cấu đó lại để đảm bảo an toàn cho thiết bị cho động cơ không hỏng hóc,an toàn cho người vận hành cũng như an toàn hàng hóa. 21
  22. 3. Các quy ước khi đọc bản vẽ Các bản vẽ được đánh số trang và chia thành các cột (gồm 8 cột từ cột 1÷8) Khi một bản vẽ thể hiện trên khổ giay không hêt được vẽ tiếp một khổ giấy khác khi đọc người đọc phải chú ý xem tiếp theo phần bản vẽ này ở bản vẽ nào. Ví dụ Nghĩa là kết thúc bản vẽ 11 nhưng không thể hiện hết bản vẽ chuyển tiếp sang bản vẽ 10 ví dụ trên cho ta biết tõ về cách chuyển tiếp của các bản vẽ. Khi bản vẽ được cấp nguồn từ bản vẽ khác được thể hiện bằng tên bản vẽ và chỗ cấp nguồn bằng ký hiệu. Ví dụ : AC440V,CONTROL SOURCE (03-3E) Nghĩa là bản vẽ được cấp nguồn từ băn vẽ số 3 cột 3 hàng E. Tên các bản vẽ được ghi bằng tiếng anh mà không sử dụng các ký hiệu riêng cho từng bản vẽ nào. Ví dụ: HIGH VOLTAGE MAIN SUPPLY CIRCUIT là mạch cấp nguồn chính phía cao áp. 22
  23. 1.3. Một số đánh giá về công tác thiết kế Sau khi khái quát về cầu trục RTG và QC em thấy thiết kế của Nhật Bản dã đáp ứng được ngững yêu cầu sau. Đảm bảo tốc độ nâng vận chuyển với tải trọng định mức.Tốc độ chuyển động tối ưu hàng hóa được nâng chuyển là điều kiện trước tiên để nâng cao năng suất bốc xếp hàng hóa, đưa lại hiệu quả kinhh tế kỹ thuật tốt nhất điều này dẫn đến giá thành chế tạo cao. Có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vị rộng. Phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển làm tăng năng suất bốc xếp. Đảm bảo an toàn hàng hóa khi nâng hạ bằng các thiết bị bảo vệ khi nâng hạ hàng. Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ Các bản vẽ thiết kế dễ quan sát,chi tiết,logic khi xảy ra sự cố có thể dễ dàng phát hiện sửa chữa. Cabin điều khiển được thiết kế và bố trí thuận tiện giúp người điều khiển thuận lợi. Người sử dụng có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện và dề dàng. Có trị số hiệu suất và cos cao công tác khai thác hợp lý cần trục cầu trục trong bốc xếp hàng hóa là một yếu tố để nâng cao tính kinh tế của hệ thống điều khiển. Như chúng ta đã biết hệ thống truyền động điện của các cần trục cầu trục thường không sử dụng hết khả năng công suất, hệ số tải thường là 0,3 ÷ 0,4. Do vậy các thiết kế của Nhật họ chọn động cơ truyền động loại có hiệu suất cos cao và ổn định trong phạm vi rộng. 23
  24. Tính kinh tế và kỹ thuật cao thiết kế chắc chắn, kết cấu đơn giản và kính thước nhỏ ngọn. Chi phí bảo quản và chi phí năng lượng (kW/tấn) hợp lý Ổ định nhiệt, cơ và điện do các cần trục và cầu thông thường được lắp ráp để vận hành ngoài trời. Các khu vực thông thường có nhiệt độ biến đổi theo mùa rõ rệt. Còn chịu ảnh hưởng của hơi nước mặn vì vậy mà các thiết kế về các thiết bị điện và cơ khí của Nhật Bản rất phù hợp với điều kiện môi trường công tác. CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH VỀ MỘT SỐ CẤU TRÚC ĐIỂN HÌNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CỦA QC VÀ RTG 2.1. Hệ thống cấp nguồn của QC và RTG 2.1.1. Hệ thống cấp nguồn cần cẩu giàn QC 1. Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý điều khiển cấp nguồn cho cầu trục giàn QC được biểu diễn trên hình 2.1. Nguồn điện ba pha điện áp 6300V, 50Hz và được đưa đến hố cấp điện tại cầu tàu, bên cạnh đường ray của cầu trục QC. 2. Các phần tử chính của hệ thống cấp nguồn QC 1. Nguồn điện cho các động cơ điện của các cơ cấu bao gồm hai loại S1: 3 pha, 440V, 50Hz. S2: 3 pha, 380V, 50Hz. Nguồn S1 là nguồn điện cung cấp cho bộ biến tần, điều khiển cho các động cơ truyền động trong các cơ cấu chính (nâng hạ hàng, di chuyển chân đế, di chuyển xe con và nâng hạ giàn). Nguồn điện S2 được sử dụng cho các cuộn phanh điện từ, các động cơ bơm thuỷ lực, động cơ cuốn cáp điện cấp nguồn, quạt làm mát 24
  25. Hình 2.1. sơ đồ nguyên lý điều khiển cấp nguồn cho cẩu giàn QC. 25
  26. 2. Mạch động lực Đện áp U = 6300 V. CH: là hệ thống chổi than, vành trượt lấy điện từ hố cáp điện từ bờ vào, cung cấp tới hệ thống thanh cái ba pha, 6300V của QC. DS: Máy cắt điện chính cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống. Uđm = 3.3/7, 2 kV, Iđm = 14 kA. VCS1: Máy cắt cấp điện cho máy biến áp động lực MTR1. Uđm = 7, 2 kV, Iđm = 4 kA. PF1: Ba cầu chì bảo vệ ngắn mạch phía sơ cấp biến áp MTR1 MTR1: Máy biến áp chính số 1 cấp nguồn 380V 3 pha 50Hz MTR2: Máy biến áp chính số 2 cấp nguồn 440V 3pha 50Hz VCS2: Máy cắt cấp điện tới sơ cấp của MTR2 có Uđm =7,2kV; Iđm =40kA. PT1: Máy biến áp 1pha cấp nguồn 220V cho mạch điều khiển và mạch đèn bấo hiệu trên không. Các thông số của PT1: 6300/220V (1pha); Iđm = 3kVA. PF: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch phía sơ cấp máy biến áp 1pha PT1. PTO 2: Hai biến áp 1pha, được mắc trở thành biến áp 3pha cấp nguồn 110V cho mạch đo lường, điều khiển và tín hiệu. PTO có thông số: 6300/110V, Sđm =100VA. ZCT: Máy biến dòng cấp nguồn cho rơle dòng 51G (bảo vệ chạm mát). CTO 2: Hai máy biến dòng cấp điện cho dụng cụ do và cho rơle dòng 26
  27. 51X (bảo vệ quá tải) cho toàn hệ thống. CTO có k =100/5A. CT2 2: Hai máy biến dòng một pha mắc phía sơ cấp của MTR2 cấp tín hiệu đo lường và bảo vệ quá tải cho MTR2. CT2 có k = 100/ 5A. CT1 2: Hai máy biến dòng một pha mắc phía sơ cấp của MTR1 cấp tín hiệu đo lường và bảo vệ quá tải cho MTR, CT1 có k = 10/5A. 3. Mạch điều khiển Mạch điều khiển chính QC sử dụng điện áp 1pha, 220V, 50Hz lấy từ phía sơ cấp của PT1 qua áptomát MCB2 51G: Rơle dòng điện bảo vệ chạm mát (mạch nguồn các pha ở phía cao áp với đất).Nó có một tiếp điểm thường mở ở SH13-3B. 51X: Rơle dòng điện bảo vệ quá tải cho toàn bộ hệ thống. 3E1: Rơle dòng điện bảo vệ quá tải máy biến áp MTR1. 3E2: Rơle dòng điện bảo vệ quá tải máy biến áp MTR2. HSP1: Rơle cấp điện cho cuộn đóng máy cắt VCS1, đóng MTR1 vào hoạt động VCS1: Cuộn đóng máy cắt VCS1. VCS1X: Rơle khống chế cuộn mở máy cắt chính DS- SOL(SH12-7D). HSP2: Rơle cáp điện cho cuộn đóng máy cắt VCS Đóng MTR2 vào lưới. VCS2: Cuộn đóng máy cắt VCS1 (12 - 6,74). VCR2X: Rơle khống chế cuộn mở máy cắt chính DS-SOL (SH12 – 7D) DS-SOL(12 - 7D): Cuộn mở máy cắt chính DS(08 - 2A). PFX1, PFX2: Rơle báo hiệu, bảo vệ trạng thái đứt cầu chì PF1, PF2. 27
  28. 3E1X, 3E2X: Rơle báo hiệu, bảo vệ trạng thái quá tải máy biến áp MTR1, MTR2. 51GX: Rơle báo hiệu, bảo vệ trạng thái chạm mát phía cao áp. 51XX: Rơle báo hiệu, bảo vệ trạng thái quá tải hệ thống. COS1 (12 - 1A): Công tắc lựa chọn chế độ cấp nguồn (tại chỗ, từ xa). Chế độ từ xa: Nút ấn 21 PBLOPEN và 22PBCLOSE đóng cắt máy biến áp MTR1 khỏi lưới. CS2ON, OFF: Hai nút ấn đóng và cắt máy biến áp MTR1 khỏi hệ thống.ở chế độ REMOTE: Nút ấn 21PBLOPEN và 22 PBCLOSE đóng và cắt biến áp MPT1 khỏi hệ thống. CS2ON, OFF: Hai nút ấn đóng cắt máy biến áp MTR2 ra khỏi hệ thống. PF1, PF2 (13 - 1,2B): Hai tiếp điểm thường mở, đóng lại khi cầu chì PF1, PF2 (ở phía sơ cấp của MTR1, MTR2) bị đứt do ngắn mạch. RST (13 - 5A): Nút ấn RESET các đèn báo hiệu. 4.Mạch đo lường tín hiệu V(08 - 7C): Vôn kế đo điện áp toàn bộ hệ thống phía cao áp có dải từ 0- 900V, được cấp điện từ thứ cấp của máy biến áp PTO A(08 - TD): Ampe kế đo dòng điện của toàn bộ hệ thống, được cấp từ biến dòng CTO. A1; A2: Hai ampe kế đo cường độ dòng điện phía sơ cấp của máy biến áp MR1, MR2, được cấp từ máy bién dòng CT1, CT2. PL1, GL1, GL2: Đèn báo hiệu nguồn toàn bộ hệ thống, báo MTR1, MTR2 28
  29. đang hoạt động. PL2, PL3, PL7: Các đèn tín hiệu báo các trạng thái đứt cầu chì PF1, PF2 quá tải máy biến áp MTR1, MTR2, trạng thái chạm mát phía cao áp, quát tải dòng điện toàn bộ hệ thống. 3. Nguyên lý hoạt động 1. Thao tác đóng nguồn điện Đóng máy cắt chính DS (08 - 24), đóng aptomat MCCB2, lúc này nguồn điện 6300V được cấp tới đầu vào của tiếp điểm đóng cắt VCS1, VCS2 chờ cấp điện tới hai máy biến áp MTR1, MTR2. Do aptomat 2MCCB(08 -6A) đã đóng nên nguồn điện 220V được cấp cho mạch điều khiển, đèn báo t ín hiệu nguồn PL1(13 - 5D) sáng báo nguồn Chọn công tắc chế độ COS1(12 - 1A) ấn nút CS1ON(12 - 1B) hoặc 21PBLOPEN(12 - 1B), rơle HSP1(12 - 1D) = 1, Các tiếp điểm PFX1, 51GX, 3E1X, 51X bảo vệ chưa mở nên cuộn dây đóng máy cắt VCS1 có điện đóng tiếp điểm chính AVCS1(09 - 1B) = 1. Cấp điện tới cuộn dây thứ cấp của máy biến áp MTR1, cấp nguồn 3 pha 380V tới các đầu R02, S02, T02 chờ cho các cơ cấu hoạt động. ấn nút CS2ON(12 - 4B), SHP2(12 - 4D); aHP2(12 - 6A) = 1. Do các tiếp điểm bPFX2, b51GX(12 - 6A,B) = 1. Làm cho AVCS(09 - 5B) = 1. Cấp nguồn tới máy biến áp MTR2 cấp nguồn440V, 3pha tới các đầu R01, S01, T01 sẵn sàng đưa tới bộ biến tần PWM cấp điện cho các động cơ cơ cấu chính. 2. Thao tác ngắt nguồn điện Để ngắt nguồn điện hoạt động S1 (380V, 3pha, 50Hz) ấn nút 29
  30. CS1OFF hoặc nút 22PBCLOSE; HPS1(12 - 1D) = 0 ngắt điện tới đầu vào sơ cấp của MTR1, đèn GL1 tắt, báo biến áp MTR1 ngừng hoạt động. Tương tự để ngắt nguồn S2(440V, 3pha, 50Hz) ấn nút CS2OFF HPS2(12 -5D) = 0 làm cho AHPS2(12 - 6A) = 0 dẫn đến VCS2(12 - 6C) = 0 làm cho AVCS2(12-5B) = 0 ngắt nguồn tới sơ cấp của MTR2, nguồn S2 (440V, 3 pha, 50Hz) được ngắt, đèn báo GL2 tắt báo biến áp MR2 ngừng hoạt động .Để ngắt nguồn 220V tới mạch điều khiển, mở aptomat 2MCC(08 - 6A). 3. Các bảo vệ sơ đồ cấp nguồn 1. Bảo vệ ngắn mạch thanh cái cao áp: Được thực hiện bằng rơle dòng điện cực đại 51G(08 - 4B). Rơle này được cấp nguồn từ máy biến dòng ZCT. Khi hệ thống xảy ra sự cố ngắn mạch (chạm mát) thanh cái phía cao áp 51G(08 - 4B) tác động làm tiếp điểm a51G(13 - 3B) = 1. Dẫn đến rơle 51GX(13-3D) = 1. Đồng thời đèn PL6 sáng báo hiệu sự cố. Lúc này tiếp điểm b51GX(12 - 2B) = 0 & b51GX(12 - 6B) = 0 dẫn đến VCS1(13 - 3C) = 0; VCS2(12 - 6C) = 0; làm cho ngắt hai máy biến áp MTR1, MTR2, dừng toàn bộ hoạt động của hệ thống. Mở máy cắt chính DS(08 - 2A) cắt điện toàn bộ hệ thống và chờ khắc phục sự cố xong mới cho phép hoạt động trở lại. 2. Bảo vệ hai máy biến áp động lực. Do đặc điểm của hệ thống là khi hoạt động bình thường hai nguồn điện S1 và S2 phải được cấp đồng thời nên hai máy biến áp MTR1, 2 phải 30
  31. công tác song song. Yêu cầu đặt ra cho hệ thống bảo vệ hai máy biến áp phải hoạt đông tin cậy và liên động với nhau. Nếu xảy ra sự cố ở một máy biến áp, ngắt cả hai máy biến áp và dừng mọi hoạt động của hệ thống. Việc bảo vệ ngắn mạch và quá tải ở hai máy biến áp được thực hiện như nhau, ta xét bảo vệ đối với máy biến áp MTR2. Bảo vệ ngắn mạch: được thực hiện bằng cầu chì PF 3pha mắt mắc ở phía cuộn sơ cấp của biến áp. Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, cầu chì PF đứt ngắt máy biến áp ra khỏi lưới , mở máy cắt chính DS ngắt nguồn điện của toàn bộ hệ thống Bảo vệ quá tải: được thực hiện nhờ rơle dòng điện 3E2(09 - 5D). Khi xảy ra quá tải của máy biến áp MTR2; 3E2 tác động ngắt điện vào sơ cấp MTR2, a3E2X(12 - 3C) = 1 Đèn PL5 sáng báo sự cố quá tải máy biến áp MTR2. Khi đã khắc phục xong sự cố RESET trạng thái bằng nút ấn RS. 2.1.2. Hệ thống cấp nguồn độc lập của cầu trục giàn bánh lốp RTG 1. Sơ đồ cấp nguồn 2. Các phần tử chính của hệ thống cấp nguồn `1. Phần động lực Toàn bộ điện nguồn của cẩu trục RTG được cung cấp từ tổ máy phát đồng bộ, động cơ sơ cấp là diesel Sơ đồ nguyên lý điều khiển trạm phát điện được biểu biễn trên hình 2.2 ACG: Máy phát điện đồng bộ 3pha có các thông số kỹ thuật sau: Công suất: 450 kVA. 31
  32. Hình 2.2: sơ đồ nguyên lý điều khiển trạm phát điện cấp nguồn cho cầu trục RTG 32
  33. Tốc độ: 1800 vg/ph. Điện áp: AC 460 V, 60 Hz. Loại đồng bộ. Cấp cách điện F. Số lượng 01. AVR: Bộ tự động điều chỉnh điện áp. R2: Chiết áp điều chỉnh độ lớn điện áp ra. PTQA, B: 2 máy biến áp 1pha 440/110; 50 VA được mắc với nhau cấp nguồn 3 pha 110/60 Hz cho mạch đo lường. WL1: Đèn báo nguồn. 1 VM: Vôn kế. 1 FM: Fagơ mét. 1 WHM: Oát kế. CT1, CT2: Máy biến dòng đo lường 600/5A. ACF-6: Ampe kế. UV: Rơ le kiểm tra điện áp. PB1, N2: 2 trục đấu dây cấp nguồn DC 24V cho mạch điều khiển. 1 MCB: Aptomat chính cấp nguồn động lực từ máy phát tới các cơ cấu. 2 MCB: Aptomat cấp điện cho mạch đo lường. Có 2 tiếp điểm thường mở đóng chậm 1T(02-2C); 1T(02-5B). GB: Rơle một chiều điều khiển bật AVR, có một tiếp điểm thường mở GB(01-4C). 33
  34. GBT: Rơle thời gian một chiều có 2 tiếp điểm thường mở đóng chậm GBT(02-4B); GBT(02-4C): Khống chế thời gian đóng AVR. FAL: Rơle một chiều báo sự cố có 1 tiếp điểm thường mở FAL(02-5A); 2 tiếp điểm thường đóng FAL(02-5D); FAL(02-2C). RL1: Đèn báo sự cố. Các tiếp điểm đặc biệt của các rơle trong mạch điều khiển diesel Tiếp điểm thường mở 13L(02-2B) đóng khi tốc độ diesel đạt 1530vg/ph. Tiếp điểm thường mở 15U cuộn dây 15U(101-7D). Đóng ở chế độ có tải (RATED), mở ở chế độ không tải IDLE. Tiếp điểm thường đóng 5Z (cuộn dây 5Z) mở khi dừng diesel. PB1: Nút ấn RESET 2. Phần điều khiển Sơ đồ nguyên khiển cấp nguồn cho các phụ tải cầu trục RTG được biểu diễn trên hình 2.2 chức năng của các thiết bị điều khiển chính như sau: ACG: Máy phát xoay chiều. DE: Động cơ Diezel lai máy phát. EX: Cuộn kích từ. AVR: Thiết bị điều chỉnh tự động dòng kích từ. FU: cầu chì bảo vệ ngắn mạch. TR: máy biến áp. PT: biến áp đo lường. WL: Đèn tín hiệu. 34
  35. V: Vônmét. A: Ampemet. FM: Đồng hồ đo tần số. UV: Cuộn dây của rơ le bảo vệ thấp áp. PMW: các bộ biến tần dùng điều chỉnh tốc độ động cơ. IM: Các động cơ truyền động chính. PG: Cảm biến tốc độ. B: Phanh hãm dừng. M: Các động cơ phụ. MCD : Các cầu dao. OL : Rơle nhiệt. 3. Nguyên lý hoạt động Sau khi thực hiện những thao tác khởi động động cơ diesel lai máy phát. Khi tốc độ động cơ diesel đạt 1530 vg/ph thì tiếp điểm 13L đóng cấp điện 24V-DC cho rơle thời gian 1T, đồng thời lúc này áp suất dầu bôi trơn đã đủ nên tiếp điểm 15U cũng đóng lại đưa hệ thống vào trạng thái sẵn sàng hoạt động. Khi máy phát đã làm việc ổn định tần số điện áp ra nằm trong khoảng từ 90% đến 110% tần số định mức thì lúc đó các cảm biến LV, OV chưa tác động nên các tiếp điểm thường mở LV(01- 4D) = 0, OV(01- 4D) = 0. Mặt khác khi Ura 85%Uđm thì cuộn UV không tác động làm cho tiếp điểm thường mở của nó là UV(01-5D) = 0 cho nên FAL = 0 đưa hệ thống vào làm việc bình thường. Khi rơle 1T có điện thì sau 5s đặt trước tiếp điểm 1T(02-2D) đóng lại 35
  36. cấp điện cho rơle thời gian GBT và các rơle trung gian GB, sau một khoảng thời gian đã được đặt trước thì tiếp điểm GBT(02-3D) và tiếp điểm GB(02-3D) đóng lại cấp điện cho bộ điều chỉnh điện áp kích từ AVR, lúc này máy phát được kích thích bởi cuộn kích từ EX, cuộn EX được cấp nguồn bởi bộ điều chỉnh AVR. Điện áp đầu vào AVR được lấy từ máy phát và điện áp này được so sánh, điều chỉnh với một đại lượng đặt sẵn trong AVR. Nếu điện áp ra của máy phát cao hơn đại lượng cho phép thì bộ điều chỉnh AVR điều khiển cuộn kích từ EX giảm kích từ máy phát với mục đích làm giảm điện áp ra của máy phát, ngược lại, nếu điện áp ra nhỏ hơn đại lượng cho phép thì cuộn EX tăng kích từ cho máy phát. Rơle sự cố FAL(02- 4D) có điện khi điện áp ra của các pha lệch nhau, tiếp điểm OV, LV đóng hoặc khi tần số điện áp ra thấp, tiếp điểm UV đóng. Rơle FAL (02- 4D) có điện ngắt nguồn của rơle GB qua tiếp điểm FAL(02-2D). Ngắt AVR ra khỏi hệ thống. Nếu hệ thống không có sự cố, điện áp ra của máy phát là 470V/60Hz cấp điện tới trụ đấu dây JB-7(03 -1A) chờ cấp nguồn động lực cho toàn bộ phụ tải của cầu trục. 4. Các bảo vệ sơ đồ cấp nguồn Bảo vệ thấp áp: bằng rơle UV khi UF 85%Uđm thì cuộn UV tác động đóng tiếp điểm thường mở UV(01-5D) làm cuộn FAL = 1 FAL(02-4D) = 0 cắt điện GBT làm hệ thống ngừng hoạt động. Bảo vệ tần số: Khi fra fđm khoảng 10% thì bộ cảm biến tần số tác động.Khi đó tiếp điểm LV(01- 4D) đóng lại và lúc này cuộn dây sự cố 36
  37. FAL có điện dẫn đến tiếp điểm FAL(02- 4D) của nó đóng lại để duy trì dòng điện và đồng thời tiếp điểm FAL(02-4D) mở ra và dừng toàn bộ hệ thống. Khi f fđm khoảng 10% thì quá trình diễn ra tương tự. Bảo vệ dầu bôi trơn cho động cơ sơ cấp: Nếu áp suất dầu bôi trơn không đủ thì tiếp điểm thường mở 15U= 0 thì hệ thống ngừng hoạt động. Bảo vệ 0: được thực hiện bằng công tắc tơ cấp nguồn Bảo vệ ngắn mạch: được thực hiện bằng cầu dao tự động. 2.2. Hệ truyền động điện nâng hạ hàng 2.2.1. Hệ truyền động điện nâng hạ hàng cầu giàn QC Cơ cấu nâng hạ hàng có động cơ truyền động được nạp nguồn từ một bộ biến tần gián tiếp PWM INV1(FRN 355 VG75 - 4). Việc thực hiện điều khiển chuyển động của hai cơ cấu này bắt buộc phải liên động với nhau, chỉ được phép điều khiển một cơ cấu tại một thời điểm nhất định. Khi dịch chuyển tay trang bên phải người lái trên cabin theo chiều tiến, lùi sẽ điều chỉnh cơ cấu nâng theo chiều hạ, nâng. Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cầu trục QC được biểu diễn trên hình 2.1. 1. Sơ đồ nguyên lý diều khiển cơ cấu nâng hạ 1. Phần động lực Cơ cấu nâng hạ hàng bằng cáp thép quấn trên trống tời.Trống tời được truyền động bởi động cơ điện dị bộ đặt trong buồng máy. Thiết bị của cơ cấu nâng hạ gồm: Động cơ chính: AC 300kW, 800/1600 vg/ph. Phanh đĩa. 37
  38. Hình 2.3: sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cầu trục QC 38
  39. Hộp giảm tốc 3 lồng bôi trơn bằng bể dầu. Khớp răng có rãnh then 248 mm P.C.D. IM: Động cơ truyền động của cơ cấu. PG: Máy phát xung phản hồi tốc độ. BR1, BR2: Hai phanh thuỷ lực – dạng phanh đĩa xoay chiều (kẹp chặt trục động cơ khi mất điện). RHC: Bộ chỉnh lưu. FRN1: Bộ nghịch lưu 2. Mạch điều khiển S1: Công tắc tơ cấp nguồn vào bộ chỉnh lưu. HCM1: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho động cơ. HB1A, HB1B: Công tắc tơ cấp nguồn cho phanh số 1, số 2. MS, HMC1X: Công tắc tơ trung gian. HOS, BOS, HETS, EMSX1- 6: Các công tắc tơ trung gian bảo vệ móc chạm đỉnh, quá tốc độ, móc chạm đất và các trạng thái dừng khẩn cấp. EMSX: Công tắc tơ dừng khẩn cấp. IPB1- 6: 6 nút dừng khẩn cấp (ở cabin vận hành, hộp vận hành giàn, tủ điện buồng máy, chân đế). 41.1: Công tắc hành trình tác động khi chiều cao nâng bằng 27.65m. 41.2: Ngắt hành trình dừng A. 11: Ngắt hành trình bảo vệ quá tốc độ tời nâng. WB0468, 0370, 0372: Các đầu ra của PLC cấp nguồn động cơ tời, phanh. 39
  40. WB0772, WB0047: Các đầu vào của PLC tín hiệu dừng chính xác. MC-A: Tay điều khiển (có 5 vị trí phía nâng, 5 vị trí phía hạ và vị trí 0). WB 0710: Đầu vào của PLC tín hiệu chiều nâng, hạ hàng. 3. Nguyên lý hoạt động Sau khi đã thực hiện đầy đủ các thao tác cấp nguồn cho toàn bộ cần trục và xác định trạng thái có thể làm việc bằng các đèn hiệu trên bàn điều khiển, nếu không có sự cố gì thì phía cao áp, nguồn điện điều khiển, động lực đã được cấp để chờ hoạt động. Đưa tay điều khiển MC-A tiến hay lùi ứng với chiều hạ hoặc nâng hàng đầu vào B0710 hoặc B0711 = 1. PLC xử lý và cấp tín hiệu điều khiển bộ nghịch lưu PWM cho ra điện áp ứng với chiều quay thuận hoặc ngược của động cơ. Lúc này nếu không có sự cố từ bộ biến đổi và các ngắt hành trình đã nêu trên chưa tác động, không cần nút dừng khẩn cấp nào, PLC S1 đã làm việc thì: MS(61 - 1D) = 1; BS1(61 - 3D) = 1 Cấp nguồn 380V cho mạch phanh điện-thuỷ lực. Đồng thời làm cho tiếp điểm thường mở aMS(32-1B) đóng lại. Mặt khác, lúc này do PWM(32 - 1C) = 1 (do bộ biến đổi làm việc bình thường) và aS1X(32 - 1D) = 1 (do rơle S1X, đầu ra B046C = 1 có điện). Công tắc tơ S1(32-1D) có điện đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực a1(16-3C) cấp nguồn 440V, 3 pha cho bộ biến tần PWM. Đồng thời đầu ra B468 = 1 HMC1X(109-4C) = 1 aHMC1X(32 - 5B) = 1 công tắc tơ HMC1(32 - 5D) = 1 các tiếp điểm chính AHMC1(18 - 5A) = 1 cấp nguồn điện áp có tần số thay đổi phía sau nghịch lưu PWM vào động cơ truyền động.Động cơ quay với chiều đặt trước và có tốc độ phù hợp với trạng thái điều khiển. Thiết bị mã hoá tuyệt đối 8 bit có nhiệm vụ mã hoá 40
  41. vị trí của tay điều khiển cấp 8 bit t ín hiệu đặt tốc độ đưa vào đầu B070 - B077 của khối PLC, PLC xử lý, cấp tín hiệu ra điều khiển bộ nghịch lưu PWM điều chỉnh độ rộng của xung điều khiển sao cho đầu ra của nghịch lưu là nguồn điện áp có tần số phù hợp với tốc độ đặt. Để tăng tính chính xác, hệ thống được xây dựng theo sơ đồ mạch kín với máy phát xung 4. Các bảo vệ nâng hạ Bảo vệ tốc độ nâng - hạ chậm ở cuối hành trình: Khi tới gần cuối hành trình nhờ các cảm biến tác động các rơle điều khiển hệ thống nâng hạ chậm ở gần cuối hành trình. Bảo vệ các sự cố bằng các nút dừng khẩn cấp. Bảo vệ giới hạ n quá tốc khi n = 115%nđm Bảo vệ quá tải nhiệt: Cho các quạt làm mát của động cơ chống lắc khi xảy ra quá tải các rơle nhiệt tác động làm cho các tiếp điểm mở ra tín hiệu PLC điều khiển dừng hệ thống. Bảo vệ góc nghiêng khi nâng hạ: Khi nâng hạ mà góc nghiêng quá lớn so với góc cho phép thì bộ sensơ làm cho các tiếp điểm phụ =0 PLC điều chỉnh độ nghiêng của khung nâng. Bảo vệ Bảo vệ vượt quá hành trình nâng - hạ. 2.2.2. Hệ truyền động điện nâng hạ hàng cầu trục giàn RTG Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ cho cơ cấu nâng hạ hàng của cầu trục RTG được biểu diễn trên hình Động cơ của cơ cấu nâng hạ hàng làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Sự 41
  42. lựa chọn chế độ làm việc được thực hiện bởi các nút ấn và tay trang tại bàn điều khiển trong cabin. 1. Sơ đồ nguyên lý Hình 2.4a: sơ đồ điện nguyên lý điều khiển động cơ nâng hạ hàng 42
  43. Hình 2.4b: Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển động cơ nâng hạ hàng 43
  44. Hình 2.4c. sơ đồ điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng 44
  45. 1. Phần động lực Các thiết bị chính trong cơ cấu nâng hạ Gồm một khung nâng có thể mở rộng từ 20-40 fit. Động cơ truyền động có Pđm = 150 kW; nđm = 1000/2230 vg/ph. Một quạt làm mát cho động cơ nâng có Pđm = 650 W. Một động cơ bơm thuỷ lực dùng cho chuyển đổi khung nâng có Pđm = 5.5 kW. Một động cơ phục vụ cho cơ cấu phanh. Bốn động cơ truyền động chống lắc. Bốn quạt làm mát cho các động cơ chống lắc có Pđm = 40 W. 3. Phần điều khiển 28THR,31THR: Các rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho quạt làm mát của động cơ chống lắc. 1M, 2M: Hai công tắc tơ chính cấp nguồn cho biến tần. 4MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho hệ thống. MC- E: Tay điều khiển 11 vị trí (bên trái 5 tiến - 0 - 5 lùi). MC- F: công tắc hai vị trí chọn độ dài khung nâng. EMX1, EMX2: Rơle trung gian phục vụ cho chế độ dừng khẩn cấp. EPB3, EPB2: Các nút dừng khẩn cấp đặt tại cabin điều khiển. EPB4 Nút dừng khẩn cấp đặt tại động cơ. EPB1: Nút dừng khẩn cấp đặt tại bàn phím bên trái. 1MA: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho bảng điều khiển phụ. RST1: Đặt lại chế độ điều khiển ban đầu cho cơ cấu nâng hạ và di chuyển xe cầu. 45
  46. 20CR: Công tắc giới hạn chiều cao nâng (tác động thì dừng hệ thống). INV1, INV2, INV3: Là các tiếp điểm phụ kiểm tra trạng thái hoạt động của biến tần (nếu = 1 biến tần làm việc bình thường; nếu = 0 biến tần ngừng hoạt động). 3CR, 4CR, 5CR: Các rơle trung gian (nếu = 0 hệ thống ngừng hoạt động). PL: Tiếp điểm cho phép làm việc trình tự (PL = 1 các cơ cấu làm việc theo trình tự nhất định). 7CR: Rơle trung gian làm việc ở chế độ chạy trình tự. 2: Bảo vệ tốc độ nâng dưới định mức. HOS: Rơle trung gian bảo vệ tốc độ nâng định mức 32: Dừng khẩn cấp khi nâng. HELS: Rơle trung gian bảo vệ dừng khẩn cấp khi có sự cố. 24M: Công tắc tơ cấp nguồn cho phanh. 7MA, 8MA: Rơle trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ chính của xe cầu. GM1, GM2: Hai công tắc tơ cấp nguồn chính cho hai động cơ di chuyển của xe cầu. HM1, HM2: Hai công tắc tơ chính cấp nguồn cho các nhiệt điện trở. 5PL: Rơle trung gian dùng để báo hiệu sự cố. 31.1: Cảm biến cuối hành trình nâng (31.1 = 0 khi nâng quá độ cao cho phép). HUS: Rơle trung gian điều khiển dừng khi nâng quá cao cho phép. 31.2: Cảm biến cho hệ thống nâng chậm ở gần cuối hành trình (đến gần cuối hành trình khi nâng thì 31.2 = 0). HSL: Rơle trung gian điều khiển hạ chậm ở gần cuối hành trình. 46
  47. 21MCB: Cầu dao đóng nguồn cho quạt làm mát của động cơ nâng. 22MCB: Cầu dao cấp nguồn chính cho động cơ phanh của động cơ chống nghiêng. 21M: Công tắc tơ chính đóng nguồn cho quạt làm mát của động cơ nâng. 22MF, 22MR: công tắc tơ cấp nguồn chính cho động cơ phanh của động cơ chống nghiêng. 23MCB: Cầu dao cấp nguồn cho động cơ bơm thuỷ lực. 23M: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho động cơ bơm thuỷ lực. 24MCB: Cầu dao cấp nguồn chính cho cơ cấu phanh. 24M, 25M: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho cơ cấu phanh. 25MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho các quạt động cơ chống lắc. 27MCB: Cầu dao cấp nguồn cho các quạt làm mát cho động cơ chống lắc. 29M, 28M, 27M: Công tắc tơ đóng nguồn cho cơ cấu chống lắc. 34.2: Cảm biến cuối hành trình hạ (34.2 = 0 khi hạ xuống quá mức cho phép). HLS: Rơle trung gian điều khiển dừng khi hạ xuống quá mức cho phép. 34.1: Cảm biến cho hệ thống hạ chậm ở gần cuối hành trình (đến gần cuối hành trình khi hạ thì 34.1 = 0). HSD: Rơle trung gian điều khiển hạ chậm ở gần cuối hành trình. 35.1: Cảm biến độ nghiêng (nghiêng phải quá độ nghiêng cho phép thì 35.1 = 0). SKR: Rơle trung gian điều khiển dừng khi nghiêng phải quá mức. 35.2: Cảm biến độ nghiêng (nghiêng trái quá độ nghiêng cho phép thì 35.2 = 0). SKF: Rơle trung gian điều khiển dừng khi nghiêng trái quá mức. 47
  48. PO40: Công tắc tơ điều khiển khung nâng 40 fit. PO20: Công tắc tơ điều khiển khung nâng 20 feet. 2. Nguyên lý hoạt động Ta đưa tay trang điều khiển MC - F tương ứng với B03E = 1 hoặc B03D = 1, đồng thời công tắc MC- E điều khiển khung nâng nằm ở vị trí 20 feet hoặc 40 feet tuỳ theo yêu cầu bốc xếp Container, tương ứng với B13C = 1 hoặc B13D = 1. Tín hiệu từ tay điều khiển qua bộ mã hoá 8 bit B120 B127 truyền tới PLC. Các đầu vào PLC thu nhận tín hiệu từ bộ mã hoá bắt đầu điều khiển đóng các công tắc tơ cấp nguồn cho hệ thống, tín hiệu tương ứng là B01D, B01E B09C = 1 báo hiệu đã cấp nguồn cho hệ thống phụ như phanh, cơ cấu chống nghiêng, quạt làm mát đồng thời các tín hiệu từ các cảm biến hành trình, các rơle kiểm tra trạng thái hoạt động của các biến tần, các cảm biến kiểm tra độ dài khung nâng truyền về mà không có sự cố gì thì công tắc tơ 1M, 2M, 24M = 1 cấp nguồn cho biến tần hoạt động. PLC xác định tín hiệu từ tay điều khiển để điều khiển bộ biến tần tương ứng với tần số và điện áp đặt. PLC điều khiển cấp nguồn cho công tắc tơ 8MA, tiếp điểm 8MA ở mạch điều khiển đóng cấp nguồn cho2 công tắc tơ chính HM1, HM2 các bộ tiếp điểm HM1, HM2 ở mạch 7MA mở ra cắt điện GM1, GM2 đảm bảo chắc chắn chỉ có cơ cấu nâng hạ làm việc. Đồng thời nguồn được cấp qua 6M1, 6M3 làm cho các bộ tiếp điểm 6M1, 6M3, HM1, HM2 bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ truyền động chính lúc này toàn bộ hệ thống đi vào hoạt động. Việc gia tốc cho cơ cấu nâng cũng được thực hiện tại tay điều khiển trên cabin điều khiển chính. Khi đưa tay điều khiển lên tốc độ cao hơn, bộ mã hoá 8 bit xác định tốc độ đặt, mã hoá truyền t ín hiệu tới bộ 48
  49. PLC, PLC thu nhận tín hiệu và điều khiển bộ biến tần thích hợp để điều khiển điện áp phù hợp với tốc độ đặt. Khi nâng – hạ đến gần cuối hành trình thì các bộ tiếp điểm 31.2; 34.1 = 0 làm cho HSD = 0, HSL = 0 tương ứng với B099 = 0, B015 = 0, PLC thu nhận tín hiệu này mặc dù tay điều khiển vẫn xác định ở tốc độ cao nhưng PLC điều khiển bắt buộc hệ thống nâng - hạ chậm lại đến cuối hành trình. Việc giảm tốc và hãm dừng chính xác hệ thống được thực hiện nhờ các cơ cấu phanh và được hãm động năng, hệ thống tiêu hao năng lượng hãm trên điện trở phụ. Sau khi quá trình hãm động cơ làm việc bình thường ở chế độ xác lập. 3. Các bảo vệ nâng hạ Bảo vệ quá tải nhiệt: Cho các quạt làm mát của động cơ chống lắc khi xảy ra quá tải các rơle nhiệt 28THR 31THR tác động làm cho các tiếp điểm 28THR 31THR mở ra tín hiệu B08 = 0 PLC điều khiển dừng hệ thống. Bảo vệ sự quá về độ nghiêng, độ lắc, của các cơ cấu phụ: Khi xảy ra các sự cố trên thì các tiếp điểm phụ của các cầu dao 21MCB 24MCB đóng lại B081 B084 = 1 PLC xác định trạng thái điều khiển không cho hệ thống hoạt động tiếp. Bảo vệ tốc độ nâng - hạ chậm ở cuối hành trình: Khi tới gần cuối hành trình nhờ các cảm biến tác động các rơle HSD = 0, HSL = 0 B099, B015 = 0 điều khiển hệ thống nâng hạ chậm ở gần cuối hành trình. Bảo vệ Bảo vệ vượt quá hành trình nâng - hạ: Khi nâng-hạ mà vượt quá hành trình cho phép thì các bộ cảm biến hành trình 34.1, 34.2 = 0 cắt điện 49
  50. HUS&HLS làm cho các tiếp điểm phụ của nó ở mạch PLC mở ra, PLC điều khiển dừng hệ thốngcác sự cố bằng các nút dừng khẩn cấp: Khi có sự cố xảy ra muốn dừng hệ thống ta nhấn các nút EPB1 EPB4 Bảo vệ góc nghiêng khi nâng hạ: Khi nâng hạ mà góc nghiêng quá lớn so với góc cho phép thì bộ sensơ 35.1, 35.2 = 0 làm SKR, SKF = 0 làm cho các tiếp điểm phụ SKR, SKF = 0 PLC điều chỉnh độ nghiêng của khung nâng. Bảo vệ chống lắc cho hệ thống: Khi khung nâng bị dao động thì các động cơ truyền động chống lắc IL1 IL4 làm việc kéo khung nâng về trạng thái cân bằng (khi khung nâng bị dao động về phía phải thì hai động cơ bên trái có nhiệm vụ kéo khung nâng dần về phía trái và ngược lại). Bảo vệ liên động giữa hai cơ cấu nâng hạ và di chuyển xe cầu: Khi hai công tắc tơ HM1&HM2= 1 thì hai tiếp điểm HM1&HM2 ở mạch 7MA mở ra đảm bảo chắc chắn hai công tắc tơ chính GM1, GM2 cấp nguồn cho cơ cấu di chuyển cầu trục không tác động làm cho các tiếp điểm HM1&HM2 bên mạch động lực đóng lại còn GM1, GM2 mở ra chắc chắn chỉ có một cơ cấu nâng - hạ hoạt động. 2.3. Hệ truyền động điện di chuyển xe con 2.3.1. Hệ truyền động điện di chuyển xe con của cẩu giàn QC 1. Sơ đồ nguyên lý 1. Phần động lực TIM: Động cơ truyền động chính P = 75kW. TIM: Động cơ truyền động chính PG: Máy phát xung. TBIM: Phanh điện thuỷ lực. 50
  51. Hình 2.5: sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu di chuyển xe con cầu trục 51
  52. TBIM: Phanh điện thuỷ lực. 2. Phần điều khiển TMC1: Tiếp điểm công tắc tơ TMC1 cấp nguồn cho TIM. 27MCCB; 31MCCB: Aptomat có rơle nhiệt cấp nguồn cho cuộn phanh TBIM và quạt TFIM. TB, TFAN: Tiếp điểm của công tắc tơ cấp nguồn cho cuộn phanh và quạt làm mát. MC-C: Tay trang điều khiển bên trái 11 vị trí. TMC1: Cuộn hút công tắc tơ chính cấp nguồn cho TIM. TMC1X: Rơle trung gian điều khiển TMC1. TB, TFAN: Cuộn hút của công tắc tơ cấp nguồn mạch phanh, quạt làm mát. TELS1, TELS2: Rơle trung gian báo trạng thái dừng xe con cuối đường ray. 44.1, 44.2: Tiếp điểm thường mở của các hạn vị. a27MCCB, a31MCCB: Tiếp điểm rơle nhiệt của các aptomat 27MCCB, 31MCCB. TECD: Bộ mã hoá tuyệt đối 8 bit. 2. Nguyên lý hoạt động Khi đưa tay điều khiển theo chiều tiến và đến vị trí 1. Tín hiệu vào B0740 = 1 B046A, B0370, B037A = 1 rơle TMCX1 có điện aTMC1X = 1 AMC1 = 1 cấp điện cho động cơ truyền động chính (với biên độ điện áp, tần số phù hợp với tốc độ đặt). B0370 = 1 TB = 1 ATB = 1 cuộn phanh TBIM có điện nhả trục động cơ động cơ được gia tốc đến tốc độ 1. B037A = 1 TFAN = 1 ATFAN = 1 quạt TFIM hoạt động làm mát 52
  53. động cơ TIM. Khi đưa tay trang điều khiển lên các tốc độ cao hơn, thiết bị mã hoá 8bit TECD cấp 1 tổ hợp gồm 8bit tới các đầu vào B0370  B0737. Khối CPU xử lý tín hiệu và cấp tín hiệu điều khiển tới bộ nghịch lưu INV2 sao cho điện áp, tần số ra thích hợp. Khi đưa tay điều khiển từ vị trí tốc độ cao về vị trí tốc độ thấp,xảy ra quá trình hãm tái sinh, động cơ trả năng lượng về lưới qua các điện trở R1, R2, R3 3. Các bảo vệ cho cơ cấu di chuyển xe con Bảo vệ ngắt cuối đường ray được thực hiện bằng các ngắt hành trình 44.1; 44.2. Khi các limit switch này tác động rơle TELS1, TELS2 có điện aTELS1 = 1 B0048 = 1; aTELS2 = 1 B0046 = 1 PLC cấp tín hiệu ngắt nguồn làm việc của động cơ. Ngoài ra, việc tự động giảm tốc gần cuối đường ray được thực hiện nhờ thiết bị mã hoá cấp tín hiệu vào bộ nghịch lưu INV2, cấp điện áp, tần số nạp vào động cơ sao cho tốc độ giảm đi khi gần hết hành trình. Bảo vệ động cơ truyền động. Bảo vệ an toàn bằng phanh đĩa thuỷ lực xoay chiều. Bảo vệ quá tải bằng nhiệt điện trở NTC. Bảo vệ quá tải cuộn phanh TBR và quạt làm mát TFIM: được thực hiện bằng rơle nhiệt của aptomat 25MCCB và 31MCCB. Khi xảy ra quá tải a27MCCB, a31MCCB tác động đầu vào B035C, B0333 đảo trạng thái cấp tín hiệu báo sự cố và dừng toàn bộ hoạt động của cơ cấu. 53
  54. 3.3.2. Hệ truyền động điện di chuyển xe con của cầu trục giàn RTG Cơ cấu di chuyển xe con có động cơ truyền động được cấp nguồn từ bộ biến tần INV3 FRN37VG7S - 4, đặc điểm của cơ cấu này là động cơ truyền động làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Điều khiển động cơ được thực hiện bằng tay trang trong cabin điều khiển chính phía bên trái, lựa chọn chế độ làm việc bằng các nút nhấn tại bàn điều khiển. Sơ đồ điện nguyên lýđiều khiển cơ cấu di chuyển xe con cầu trục giàn RTG được biểu diễn trên hình. 1. Sơ đồ nguyên lý Hình 2.5a: sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ di chuyển xe con cầu trục RTG 54
  55. Hình 2.5b: sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ di chuyển xe con cầu trục RTG 55
  56. Hình 2.5c: sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ di chuyển xe con cầu trục RTG. 1. Phần động lực INV3: Bộ biến tần số 3 (FRN37VG7S-4) có công suất Pđm = 37 kW; Uđm = 440 V. IM: Động cơ truyền động chính là động cơ dị bộ rotor lồng sóc có Pđm = 37 kW. PG: Máy phát xung. THR3: Nhiệt điện trở. BRT: Phanh thủy lục. 56
  57. 2.3. Phần điều khiển 24M: Tiếp điểm của CTT 24M cấp nguồn cho phanh thuỷ lực. IM: Công tắc tơ cấp nguồn chính cho bộ biến tần. MC-T: Tay điều khiển 11 vị trí (bên trái 5 tiến – 0 – 5 lùi). EMX1, EMX2: Dừng khẩn cấp. 2M: Tiếp điểm phụ của công tắc tơ cấp nguồn cho bộ biến tần. 3MCB: Tiếp điểm phụ của cầu dao cấp nguồn cho động cơ di chuyển xe con. EPB3, EPB4, EPB1, EPB2: Các nút dừng khẩn cấp. 4MCB: Tiếp điểm phụ của cầu dao cấp nguồn cho bộ điều khiển biến tần. 034: Công tắc hạn vị cuối hành trình (LS). TFS, TRS: Rơle trung gian của xe con (TFS = 0 làm cho xe đi chậm lại ở cuối hành trình). RST2: Đặt lại chế độ làm việc cho bộ biến tần INV3. 20CR: Công tắc giới hạn chiều cao nâng (tác động thì dừng hệ thống). 33.1: Cảm biến từ (33.1 = 0 truyền tín hiệu dừng hệ thống). 7CR: rơle trung gian làm việc ở chế độ chạy trình tự. TFE, TRE: Rơle trung gian của xe con (TFE = 0 thì dừng hệ thống). INV1, INV2, INV3: Là các tiếp điểm phụ kiểm tra trạng thái hoạt động của biến tần (nếu = 1 thì biến tần làm việc bình thường, nếu = 0 thì biến tần ngừng hoạt động). 3CR, 4CR, 5CR: Các rơle trung gian (nếu = 0 hệ thống ngừng hoạt động). 57
  58. PL: Tiếp điểm cho phép làm việc trình tự (PL = 1 các cơ cấu làm việc theo trình tự nhất định). 2: Bảo vệ tốc độ nâng dưới định mức. HOS: Rơle trung gian bảo vệ tốc độ nâng định mức. 32: Dừng khẩn cấp khi nâng. HELS: Rơle trung gian bảo vệ dừng khẩn cấp khi có sự cố. 24M: Công tắc cấp nguồn cho phanh xe con 2. Nguyên lý hoạt động Sau khi đã thực hiện đầy đủ các thao tác cấp nguồn cho toàn bộ cầu trục và xác định trạng thái có thể làm việc bằng các đèn hiệu trên bàn điều khiển, nếu không có sự cố gì thì nguồn điện điều khiển, động lực đã được cấp để chờ hoạt động. Đưa tay điều khiển MC-T tiến hay lùi tương ứng với chiều dịch chuyển của xe con đầu vào B206 hoặc B207. PLC xử lý và cấp t ín hiệu điều khiển biến tần PWM để lấy điện áp ra tương ứng với tốc độ di chuyển của xe con, lúc này nếu không có sự cố từ các bộ biến tần các cảm biến hành trình thì các tiếp điểm EMX1, EMX2, 3CR, 4CR, 5CR, 7CR, HOS, HELS, IM = 1 cấp nguồn cho hai công tắc tơ 1M, 24M các tiếp điểm 1M, 24M bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho bộ biến tần hoạt động (3 pha 440V) đồng thời cấp nguồn cho cơ cấu phanh sẵn sàng hoạt động. Máy phát xung PG lúc này nhận thông tin xử lý từ PLC phát xung tương ứng để điều khiển biến tần cấp điện cho động cơ hoạt 58
  59. động. Đồng thời tiếp điểm phụ 24M đóng lại cấp nguồn cho cơ cấu phanh Khi đưa tay trang điều khiển lên mức tốc độ cao hơn thì bộ mã hoá 8 bít tiếp nhận thông tin, thông tin này qua xử lý được truyền tới đầu vào của PLC (B208 B20F). PLC xử lý cấp tín hiệu ra điều khiển bộ biến tần sao cho đầu ra của biến tần có điện áp và tần số phù hợp với tốc độ đặt. Để tăng tính chính xác, hệ thống được xây dựng theo sơ đồ mạch kín với máy phát xung PG đóng vai trò là khâu phản hồi tốc độ. Khi giảm tốc từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp (xảy ra quá trình hãm tái sinh), bộ điều khiển PLC thu nhận thông tin và tự động cấp tín hiệu ngắt điện công tắc tơ 1M và cấp điện cho công tắc tơ 2M để trả năng lượng về nguồn có điện trở lại và công tắc tơ hãm 2M mất điện động cơ làm việc bình thường ở chế độ xác lập mới. 3. Các bảo vệ cho cơ cấu di chuyển xe con Bảo vệ quá tải cho động cơ truyền động: sử dụng nhiệt điện trở có tiếp điểm nằm trong bộ biến tần. Bảo vệ ngắt: động cơ truyền động khi bộ biến tần gặp sự cố hoặc ấn các nút dừng khẩn cấp. Bảo vệ an toàn bằng cơ cấu phanh. Bảo vệ hành trình di chuyển xe con: bảo vệ dừng đầu và cuối đường ray bằng các cảm biến. Bảo vệ quá tải bằng nhiệt điện trở. Bảo vệ động cơ truyền động. 59
  60. 2.4. Hệ truyền động điện giàn 2.4.1. Hệ truyền động điện giàn cầu trục QC Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ giàn cầu trục giàn QC được biểu diễn trên hình 2.7. Cơ cấu di chuyển xe con và nâng hạ giàn (công son) có đặc điểm chung là động cơ truyền động của hai cơ cấu này được cấp nguồn từ bộ biến tần INV2 FRN90 VG75-4. Động cơ truyền động cơ cấu nâng hạ công son làm việc ở chế độ ngắn hạn do việc nâng hạ công son được thực hiện khi bắt đầu hoặc kết thúc quá trình làm hàng. Đối với động cơ truyền động cho cơ cấu di chuyển xe con việc điều chỉnh tốc độ, đảo chiều được thực hiện bằng tay trong điều khiển bên trái (trong cabin chính). 1. Sơ đồ nguyên lý 1. Phần động lực Động cơ truyền động: động cơ dị bộ rotor lồng sóc P = 55 kW, n = 1500 vg/ph. Phanh đĩa thuỷ lực xoay chiều: Uđm = 380V, mômen phanh T = 113 kgm, bánh phanh = 450mm 20mm Hộp giảm tốc 3 cấp, bôi trơn bể dầu. Khớp răng có rãnh then: 244mm P.C.D. Phanh khẩn cấp: mômen phanh T = 18817 kgm. Tang trống tời quấn cấp: 900mm P.C.D. Ổ đỡ trục: ổ đỡ lăn hình cầu. 60
  61. Hình 2.7: sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu nậng hạ giàn cầu trục QC 61
  62. 2. Phần điều khiển Công tắc hành trình 48.2: giới hạn dừng phía trên. Công tắc hành trình 48A.2: giới hạn dừng phía trên. Công tắc hành trình 48.3: vị trí nằm ngang công son.tắc hành trình trạng thái vào khớp then cài, then cài nâng then cài hạ. Thiết bị mã hoá: Dừng hạ sau khi móc cẩu ăn khớp M114A, hạ chậm (giảm tốc khi công son giàn nằm ngang) M1148,9. Nâng chậm (giảm tốc khi công son gần thẳng đứng) M1142,3. Dừng cuối khi nâng M1140,1. Công tắc lực ly tâm: tác động khi n = 115%nđm bảo vệ quá tốc khi làm việc. BIM: Động cơ truyền động trống tời nâng hạ công son. BTHS: Nhiệt điện trở NTC. PG: Máy phát xung. BMC1: Công tắc tơ cấp nguồn cho IBM. BBR1,2: Phanh đĩa thuỷ lực xoay chiều. BB1,2: Công tắc tơ cấp nguồn cho hai cuộn phanh BBR1,2. 28, 29 MCCB: Aptomat (có phần tự đốt nóng) cấp nguồn cho hai cuộn phanh). BFIM: Quạt làm mát động cơ BIM có Uđm = 380V, Pđm = 0.27 kW. 32MCCB: Aptomat cấp nguồn cho quạt BFIM. BMC1X: Rơle trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ BMC1. BELS1,2: Rơle cấp tín hiệu dừng cuối cùng khi nâng hạ công son. BOS: Rơle cấp tín hiệu quá tốc tới nâng công son. 5BSL-B0411: Nút ấn sáng bật nguồn điều khiển, tại cabin phụ (vận hành giàn). 14BSL-B0412: Nút ấn ngắt nguồn điều khiển. 12BSL-B0413: Nút ấn sáng vận hành nâng hạ công son. 12BS-BO415: Dừng nâng, hạ công son. 62
  63. 48.4-B0421: Dừng cuối khi nâng. 48A.4-B0426: Dừng cuối hành trình khi nâng. 48.5-B0422: Dừng cuối hành trình khi hạ. 48A.4-B0427: Dừng cuối hành trình khi hạ 48.2: Dừng cuối khi nâng (mức khẩn cấp). 48A.2 Dừng cuối khi hạ (mức khẩn cấp). 11: Công tắc lực ly tâm. 28 MCCB, 29 MCCB, 32 MCCB: Các tiếp điểm của rơle nhiệt trong các aptomat cấp điện cho cuộn phanh, quạt làm mát bảo vệ quá tải. 2. Nguyên lý hoạt động Việc vận hành máy nâng hạ giàn cầu trụcđược thực hiện tại cabin phụ. Quá trình nâng hạ diễn ra tự động với thời gian tối đa là 5 phút. Người vận hành chỉ cần bấm nút cấp tín hiệu nâng, hạ giàn. Cơ cấu nâng hạ giàn có chế độ khoá liên động với các cơ cấu khác, do đó chỉ được vận hành nâng hạ giàn khi các cơ cấu khác ngừng làm việc, xe con được neo giữ đúng nơi qui định. Trước khi lên cabin phụ, người vận hành buộc phải thao tác cấp nguồn điện cho toàn bộ hệ thống theo quy trình đã nêu. Tại cabin phụ, nhấn nút bật nguồn điều khiển 15BSL, nguồn điều khiển đã được cấp, đèn báo “có thể làm việc” sáng. ấn nút hạ cần giàn 13BSL B0414 = 1. Nếu không có sự cố nào, khối PLC xử lý và cấp ra các tín hiệu. B046B = 1 rơle MBC1X có điện đóng tiếp điểm aBMC1X = 1 công tắc tơ chính BMC1 có điện ABMC1 = 1 cấp nguồn 3 pha từ bộ nghịch lưu cho động cơ tời chính BIM. 63
  64. B0379, B0373 = 1 công tắc tơ BB1, BB2 có điện đóng các tiếp điểm chính cấp điện cho hai cuộn phanh BBR1,2 nhả trục động cơ BIM. Động cơ được gia tốc và quay với chiều kéo cáp hạ cần giàn. Các tiếp điểm phụ aBB1, aBMC1, aBB2 = 1 cấp tín hiệu về trạng thái làm việc của động cơ có phanh vào khối PLC qua các đầu vào B0342, B0343, B035F = 1. B037B = 0 công tắc tơ BFAN có điện ABFAN = 1 cấp nguồn cho quạt làm mát động cơ chính hoạt động. Trên bàn điều khiển, đèn báo “hạ giàn cầu” sáng. Tốc độ nâng giàn được điều chỉnh tự động sao cho quá trình gia tốc, giảm tốc xảy ra trơn láng, không gây ra rung động cơ khí. Thiết bị mã hoá vị trí đưa về PLC tổ hợp tín hiệu 13bit vào bộ nghịch lưu, điều chế độ rộng xung và số lượng xung mở các van bán dẫn sao cho điện áp, tần số ra tuân theo thuật toán tối ưu nhất định. Khi đã hạ xong giàn, các ngắt hành trình 48.5, 48A,5 tác động B0422 = 1, B0427 = 1, 48A.2 = 1 rơle BELS1 có điện tiếp điểm aBELS2 = 1 B0049 = 1. PLC nhận tín hiệu vào, xử lý và cấp tín hiệu ra B0046B, B0379, B0373, B037B = 0. Các rơle, công tắc tơ BMC1X, BB1, BB2, BFAN = 0 (mất điện). BMC1X = 0 aBMC1X = 0 BCM1 = 0 ABCM1 = 0 ngắt nguồn tới hai cuộn phanh BBR1, BBR2 tác động kẹp chặt trục động cơ. Công son dừng lại ở vị trí nằm ngang, nhất nút 14BS cấp tín hiệu khoá bản lề ăn khớp của công son. 3. Các bảo vệ trong hệ thống Các bảo vệ hành trình nâng hạ: được thực hiện nhờ các ngắt hành trình dừng cuối nâng, hạ 48.4, 48.5, 48A.4, 48A.5, 48.2, 48A.2. Khi vị trí công son đã nằm ngang, hoặc thẳng đứng, các công tắc này tác động các tín hiệu vào B0421, 2, 64
  65. 3, 6, 7 = 1 hoặc B0049, A = 1. PLC xử lý cấp tín hiệu ra ngắt nguồn của những công tắc tơ chính cấp nguồn cho động cơ, phanh cơ khí tác động dừng hoạt động của cơ cấu. Bảo vệ động cơ truyền động BIM. Bảo vệ an toàn: sử dụng hai phanh đĩa thuỷ lực xoay chiều BBR1,2. Hai cuộn phanh này được cấp điện đồng thời với động cơ và kẹp chặt trục động cơ khi mất điện. Bảo vệ quá tốc (bằng công tắc lực ly tâm 11): khi tốc độ nâng hạ công son tăng đột ngột bằng115%nđm, công tắc ly tâm 11 tác động rơle trung gian BOS có điện aBOS = 1 B0047 = 0 PLC cấp tín hiệu ngừng hoạt động. Bảo vệ quá tải: bằng nhiệt điện trở NTC thermistor mắc trực tiếp vào bộ nghịch lưu INV2. Bảo vệ quá tải cuộn phanh, quạt làm mát: Khi cuộn phanh BBR1,2 hoặc quạt BIM bị quá tải tiếp điểm rơle nhiệt của các aptomat 28MCCB; 29MCCB; 32MCCB tác động làm các tín hiệu vào B0350, B0330, B0334 = 1 PLC cấp tín hiệu ngừng hoạt động của hệ thống, chỉ cho phép hoạt động trở lạisau khi khắ c phục xong sự cố. 3.3.3. Hệ truyền động điện giàn của cần trục RTG Cầu trục được dẫn động bằng hai động cơ ở phía chân cầu trục, mỗi động cơ truyền động cho 4 bánh. Nguyên tắc khi hoạt động như sau: Khi chuyển động sang phải thì động cơ ở phía bên phải của cơ cấu làm nhiệm vụ kéo còn động cơ phía bên trái làm nhiệm vụ đẩy và ngược lại. khi 65
  66. hoạt động để quay thì hai chân chéo nhau quay đồng thời, sau khi hai chân này quay xong thì mới đến hai chân tiếp theo. Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển cơ cấu di chuyển giàn cầu trục RTG biểu diễn trên hình 2.8. 1. Sơ đồ nguyên lý Hình 2.8a: sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu di chuyển gian cầu trục RTG 66
  67. Hình 2.8b: sơ dồ nguyên lý điều khiển cơ cấu di chuyển giàn cầu trục RTG 67
  68. 1. Phần động lực Hai động cơ truyền động chính là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc có: Pđm = 45 kW, tốc độ nđm= 1533/2300 vg/ph. Hai động cơ bơm thuỷ lực dùng cho hệ thống lái có Pđm = 5,5 kW. Hai động cơ dùng cho chế độ phanh hãm dừng của cầu trục. Hai bộ biến tần INV1, INV2 có công suất Pđm = 75 kW. Các bánh xe truyền động (8 bánh). Hai đèn quay cảnh báo khi hệ thống làm việc. INV1, INV2 FRN75VG7S-4: Hai bộ biến tần gián tiếp dùng để điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ. IM1, IM2: Hai động cơ truyền động chính có Pđm = 45 kW. PG1, PG2: Hai máy phát xung dùng cho biến tần. THR1, THR2: Các nhiệt điện trở. IM3, IM4: Hai động cơ bơm thuỷ lực dùng cho hệ thống lái. 2. Phần điều khiển 1THR, 2THR: Hai rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ bơm thuỷ lực. 3M: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho động cơ bơm thuỷ lực. 5MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho động cơ bơm thuỷ lực. 6MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho cơ cấu phanh. 4M: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho cơ cấu phanh. 68
  69. BR1, BR2: Các động cơ dùng cho cơ cấu phanh. 1M, 2M: Hai công tắc tơ chính cấp nguồn cho biến tần. 4MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho hệ thống. MC-C: Tay điều khiển 11 vị trí (bên trái-5 tiến – 0 – 5 lùi). MCH: Công tắc hai vị trí chọn hướng chuyển động cho xe cầu. EMX1, EMX2: Rơle trung gian phục vụ cho chế độ dừng khẩn cáp. 2M: Tiếp điểm phụ của công tắc tơ cấp nguồn cho bộ biến tần. EPB3, EPB2: Các nút dừng khẩn cấp đặt tại cabin điều khiển. 1MA: Công tắc tơ chính cấp nguồn cho bảng điều khiển phụ. RST1: Đặt lại chế độ điều khiển ban đầu cho cơ cấu nâng hạ và di chuyển xe cầu. 20CR: Công tắc giới hạn chiều cao nâng (tác dộng thì dừng hệ thống). INV1, INV2, INV3: Là các tiếp điểm phụ kiểm tra trạng thái hoạt động của biến tần (nếu = 1 biếntần làm việc bình thườn g, nếu = 0 biến tần ngừng hoạt động). 3CR, 4CR, 5CR: các rơle trung gian (nếu = 0 hệ thống ngừng hoạt động). PL: Tiếp điểm cho phép làm việc trình tự (PL = 1 các cơ cấu theo trình tự nhất định). 7CR: Rơle trung gian làm việc ở chế độ chạy trình tự. 2: Bảo vệ tốc độ nâng dưới định mức. HOS: Rơle trung gian bảo vệ tốc độ nâng định mức. 69
  70. 32: Dừng khẩn cấp khi nâng. HELS: Rơle trung gian bảo vệ dừng khẩn cấp khi có sự cố. 24M: Công tắc tơ cấp nguồn cho phanh xe con. 7MA, 8MA: Rơle trung gian cấp nguồn cho công tắc tơ chính của xe cầu. GM1, GM2: Hai công tắc tơ cấp nguồn chính cho hai động cơ chuyển động chính của xe cầu. HM1, HM2: Hai công tắc tơ cấp nguồn chính cho hai động cơ nâng hạ. 6GM1, 6GM3: Hai công tắc tơ chính cấp nguồn cho các nhiệt điện trở. 5PL: Rơle tủng gian dùng để báo hiệu sự cố. GRL: Rơle cấp nguồn cho đèn quay. GIB3: Rơle tín hiệu phanh. GIB4: Rơle tín hiệu của PLC dùng để điểu khiển lái tự động. GIB0: Rơle báo trạng thái của hệ thống (Start/stop). 0,90: Rơle tín hiệu xác định vị trí xe cầu. 43.1 .43.4: Các cảm biến bảo vệ hành trình xe cầu khi va chạm các chướng ngại vật. GES: Rơle trung gian (GES = 1 khi 43.1 43.4 = 1). 40.1 40.4; 41.1 41.4: các cảm biến báo hiệu khi các lốp đã được chốt khoá an toàn. SLK, SUK: Các rơle trung gian báo trạng thái khoá. 42.1 42.8: Các cảm biến xác định hướng chuyển động của xe cầu. S01, S901: Các rơle trung gian xác định hướng di chuyển của xe cầu. 70
  71. 2. Nguyên lý hoạt động Để đưa hệ thống vào hoạt động, ta khởi động động cơ Diezel lai máy phát cấp điện cho toàn bộ hệ thống. Sau đó đóng các cầu dao đầu nguồn trực tiếp là 4MCB. Khi nguồn động lực, nguồn điều khiển đã được cấp ta bắt đầu tiến hành quá trình điều khiển. Bật công tắc MC-H sang vị trí 00 hoặc 900 tuỳ theo yêu càu di chuyển tương ứng với tín hiệu B131 = 1 hoặc B132 = 1 lúc này PLC xử lý và thông qua các rơle trung gian S01, S901 để kiểm tra và điều khiển hướng di chuyển của xe cầu trùng với hướng đặt sẵn của công tắc MC-H (tín hiệu B0040 = 1 hoặc B0041 = 1). Lúc này ta đưa tay trang điều khiển MC-C sang phải hoặc sang trái tương ứng với chiều cần dịch chuyển của xe cầu B138 = 1 hoặc B139 = 1. Tín hiệu được truyền tới bộ mã hoá 8 bít B121 B128, bộ mã hoá này mã hoá tín hiệu đặt sau đó truyền tín hiệu đã được xử lý tới bộ PLC. PLC bắt đầu kiểm tra, điều khiển đóng nguồn cấp cho các công tắc tơ, rơle, nếu các biến tần trong trạng thái bình thường, các công tắc hành trình có tín hiệu đưa về trong trạng thái hoạt động bình thường, lúc này EMX1, EMX2, 3CR, 2CR, 5CR, 7CR, 1MA, 20CR, HOS, HELS = 1 cấp nguồn cho công tắc tơ 1M, lúc này tiếp điểm phụ 1M = 1 đóng nguồn cung cấp cho biến tần để tạo ra điện áp và tần số ra phù hợp với tốc độ đặt. Sau đó PLC điều khiển cấp nguồn cho công tắc tơ 7MA, tiếp điểm phụ 7MA(28-3D) = 1 cấp nguồn cho hai công tắc tơ chính GM1 & GM2, tiếp điểm GM1 ở mạch 8MA mở ra làm cho HM1, HM2 = 0 đảm bảo chắc chắn chỉ có duy nhất cơ cấu di chuyển cầu trục làm việc. Khi đó các bộ tiếpđiểm GM1, GM2 ở mạch động lực đóng lại kết hợp với điện áp điều khiển từ bộ biến tần làm cho động cơ 71
  72. hoạt động với tốc độ tương ứng với vị trí hiện thời của tay trang điều khiển hệ thống ban đầu di chuyển. Lúc này PLC cấp tín hiệu điều khiển hệ thống đèn quay hoạt động. Quá trình gia tốc được thực hiện như sau: khi đưa tay trang điều khiển MC-C lên tốc độ cao hơn thì bộ mã hoá 8bit thu nhận tín hiệu từ tay điều khiển, sau khi mã hoá tín hiệu này được đưa tới đầu vào B12F B128 của bộ PLC, lúc này PLC xử lý truyền tín hiệu tới các bộ phát xung tạo ra các tín hiệu thích hợp để điều chỉnh điện áp, tần số ra phù hợp với tốc độ đặt. Việc thay đổi tốc độ từ cao xuống thấp và dừng chính xác xảy ra quá trình hãm tái sinh. Hệ thống tự trả năng lượng về nguồn qua các điện trở. 3. Các bảo vệ trong hệ thống Bảo vệ quá tải cho động cơ bơm thuỷ lực: khi các động cơ bơm thuỷ lực bị quá tải thì các rơle nhiệt 1THR&2THR tác động làm cho các tiếp điểm 1THR&2THR ở mạch điều khiển mở ra B00D= 0 PLC ra quyết định dừng hệ thống. Bảo vệ sự cố của hệ thống bằng các nút dừng khẩn cấp EPB1 EPB4 đặt tại bàn phím bên phải, động cơ,cabin điều khiển. Bảo vệ sự hoạt động bình thường của biến tần bằng các tiếp điểm INV1 INV3. Bảo vệ sự tránh va chạm của cầu trục khi di chuyển vào các chướng ngại vật: Khi cầu trục đang di chuyển mà bị va chạm vào các chướng ngại vật xung quanh thì các cảm biến 43.1 43.4 = 0 cắt điện GES làm cho tiếp điểm đóng lại B02F = 0, PLC nhận tín hiệu và điều khiển dừng hệ thống. 72
  73. Bảo vệ chống sự xê dịch của bánh lốp khi đang làm việc: khi đang làm việc mà các bánh lốp bị xê dịch khỏi vị trí, các cảm biến 40.1 40.4; 41.1 41.4 = 1 làm cho SLK = 0. SUK = 1 B02B = 0, B02C = 1 PLC điều khiển dừng hệ thống hoặc khi cầu trục di chuyển tới vị trí làm việc mà các chốt khoá tác động thì SLK = 0, SUK = 1 PLC ra lệnh chưa cho các cơ cấu khác hoạt động Bảo vệ hướng chuyển động của cầu trục: Giả thiết công tắc MC-H đang ở o o vị trí “90 ” mà xe cầu vẫn ở vị trí “0 ” thì lúc đó các cảm biến 42.1 42.4; 42.5 42.8 = 1 làm cho B02D = 0, B02E = 1 PLC điều khiển chưa cho các cơ cấu khác làm việc. Bảo vệ liên động giữa hai cơ cấu nâng hạ và di chuyển xe cầu: khi hai công tắc tơ GM1&GM2 = 1 thì hai tiếp điểm GM1&GM2 ở mạch 8MA mở ra đảm bảo chắc chắn hai công tắc tơ chính HM1, HM2 cấp nguồn cho cơ cấu nâng hạ không tác động làm cho các tiếp điểm GM1&GM2 bên mạch động lực đóng lại còn HM1, HM2 mở ra Chắc chắn chỉ có một cơ cấu di chuyển hoạt động. 3.5. Đánh giá thiết kế truyền động điện Sau khi phân tích các truyền động điện cho các cơ cấu nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển giàn hay hệ thống cấp nguồn cho hai cầu trục RTG và QC.Em thấy các thiết kế của Nhật Bản đã đáp ứng được những yêu cầu sau. 1. Đã đảm bảo được tốc độ nâng vận chuyển định mức. Tốc độ vận chuyển tối ưu của hàng hóa là điều kiện trước tiên để nâng cao năng suất bốc xếp hàng hóa, đưa lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật tốt nhất. Vì tốc độ nâng hạ thiết kế quá lớn sẽ đòi hỏi kicchs thước, trọng lượng của các bộ truyền cơ khí lớn, điều 73
  74. này dẫn đến giá thành chế tạo cao. Mặt khác tốc độ nâng hạ tối ưu đảm bảo cho hệ thống điều khiển chuyển động của cơ cấu thỏa mãn các yêu cầu về thời gian dảo chiều, thời gian hãm, làm việc liên tục trong chế độ quá độ.(hệ thống liên tục đảo chiều theo chu kỳ bốc xếp), gia tốc và độ giật thỏa mãn theo yêu cầu. 2. Có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. Phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động làm nâng cao năng suất bốc xếp đồng thời thỏa mãn yêu cầu công nghệ bốc xếp với nhiều chủng loại hàng hóa khác nhau. Nghĩa là khi nâng và hạ móc không hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác phải có tốc độ thấp và ổn định hàng hóa vào vị trí yêu cầu. + Khi không tải: 80 m / phút. + Khi tải trọng 36,5 tấn: 40 m / phút. Tốc độ di chuyển xe con: 100 m / phút. Tốc độ di chuyển cầu trục: 30 m / phút. 3. Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ. Các cơ cấu điều khiển chuyển động trên làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường hệ số đóng điện tương đối % = 40% vì vậy thời gian quá độ chiếm hầu hết thời gian công tác. Do đó rút ngắn thời gian quá độ làm nâng cao năng suất. Thời gian quá độ trong các chế độ công tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm tốc. Các động cơ được chọn trong thiết kế đều có mômen khởi động lớn, dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000÷1500vg/ph). 74
  75. 4. Đảm bảo an toàn hàng hóa. Đảm bảo an toàn hàng hóa, cho thiế bị và bảo đảm an toàn cho công nhân bốc xếp là yêu cầu cao nhất trong công tác khai thác, vận hành cần trục – cầu trục . Trong thiết kế các hệ số dự trữ được nhà thiết kế lụa chọn rất hợp lý. Các hệ thống truyền động được điều khiển giám sát, bảo vệ tự động các hệ thống điều khiển chuyển động của cần trục. Các hệ thống có các bảo vệ như : Bảo vệ móc chạm đỉnh, bảo vệ trùng cáp cho cơ cấu nâng hạ hàng, bảo vệ cơ cấu di chuyển. Ngoài ra còn có các hệ thống đo lường và quá tải trọng nâng hạ hàng và nâng hạ giàn. Hệ thống diều khiển có đầy dủ các bảo vệ sự cố, bảo vệ “không”, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá nhiệt cho các động cơ thực hiện và bảo vệ dừng khẩn cấp. Các loại phanh hãm cho các hheej thống làm việc đều có tính bền vững cao. Có hệ thống giám sát điều khiển chyển động của cầu trục,các hệ thống bảo vệ tự động bảo vệ cho chuyển động của cầu trục. Hệ thống điều khiển có đầy đủ các bảo vệ sự cố ,bảo vệ “không”, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải nhiệt cho các động cơ thực hiện và bảo vệ dừng khẩn cấp. Các loại phanh hãm trong hệ thống đều có tính bền vững cao. 5. Điều khiển tiện lợi và đơn giản. Thiết kế cabin điều khiển cùng với các thiết bị điều khiển được bố trí thuận tiện thống nhất giúp người điều khiển tiện lợi và đơn giản.Đồng thời người điều khiển có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện và dẽ dàng. 75
  76. 6. Ổn định nhiệt, cơ, điện và Tính kinh tế và kỹ thuật cao. Các cầu trục được thiết kế với các thiết bị điện, kết cấu cơ khí thích hợp vơi điều kiện làm việc. Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá thành hạ. Chi phí bảo quản và chi phí năng lượng (kw/tấn) hợp lý. CHƢƠNG 3. PHÂN TÍCH VỀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CỦA HỌ CẦN TRỤC CẦU TRỤC QC VÀ RTG 3.1. Cấu trúc điều khiển dung PLC của cầu trục RTG 3.1.1. Thiết bị PLC và tín hiệu I/O trong hệ thống điều khiển cầu trục giàn RTG 3.1.2. Thiết bị PLC Bộ điều khiển lôgic khả trình sử dụng trong hệ thống mang tên MICREX- F do công ty điện tử FUJI - Nhật Bản chế tạo. Do trong cầu trục số lượng tín hiệu đầu vào (thu thập từ các cảm biến, ngắt cuối hành trình, tay điều khiển ) và số lượng tín hiệu đầu ra (cấp điện cho các rơle, contactor ) là rất lớn, hệ thống sử dụng một mạng PLC cục bộ gồm các modul vào ra, xử lý tín hiệu theo sơ đồ cấu trúc sau: Chức năng các khối trong sơ đồ cấu trúc 70S : Khối xử lý trung tâm. RMn: Các modul ghép nối ( n = 1, 2 ,3 , 5, 6 , 7, 8). INV1, 2, 3: Bộ biến tần số 1, 2, 3. Màn hình chỉ thị: Báo trạng thái hoạt động của cầu trục. 76
  77. Hình 3.1: Cấu trúc mạng PLC cầu trục giàn RTG. Khối xử lý trung tâm 70S có địa chỉ ADD = 0 bao gồm : + 3 modul tín hiệu vào (24V DC, mỗi modul có 32 đầu vào SH.72, 73, 74, 75, 76) + Một modul tín hiệu ra transistor bao gồm 16 đầu (SH.76). + Một modul tín hiệu ra rơle 16 đầu (SH.79) + Hai khối biến đổi tín hiệu A/D (4 tín hiệu / modul) SH.80, 81 + Một modul I/F Khối PLC thành phần RM1, địa chỉ ADD = 40 bao gồm: + 6 Modul (x 16 tín hiệu) tín hiệu vào số (điện áp 220V) SH.96 ÷ 101 + Hai modul (x 16 đầu) tín hiệu ra kiểu tiếp điểm (điện áp 220V AC, Iđm = 0,5A) Khối R2 bao gồm 7 modul (x 16 đầu) tín hiệu ra kiểu tiếp điểm (U = 220V, I = 0,5A) SH.93, 94 Khối MR5 (địa chỉ CH 76 ) bao gồm: 77
  78. + 3 modul (x 16 đầu) tín hiệu vào số (U = 220V AC) SH.138, 141, 142 + 3 modul (x 16 đầu) tín hiệu ra kiểu rơle (SH.147, 148) + 1 modul (x 16 đầu ) tín hiệu ra kiểu transistor (SH>149) U = 24V, I = 0,5A Khối RM6 (địa chỉ CH70) thu thập tín hiệu từ bàn điều khiển bên phải người vận hành bao gồm: + 2 modul (x 16 đầu ) tín hiệu vào B0700 ÷ B07F; B0710 ÷ B071F. Khối RM7 (địa chỉ CH72) thu thập tín hiệu từ bàn điều khiển bên trái bao gồm: + 2 modul (x 16 đầu ) tín hiệu vào; U = 24V DC Khối RM8 địa chỉ CH 74) thu thập tín hiệu từ bàn điều khiển bên trái bao gồm: + 2 modul (x 16 đầu ) tín hiệu vào số ; U = 24V DC Ngoài ra việc liên lạc giữa CPU của PLC và màn hình hiển thị, báo lỗi làm việc và 2 bộ nghịch lưu INV1, INV2 được thực hiện thông qua đường cáp quang và qua khối giao diện T - LINK. Toàn bộ quy trình công nghệ, chương trình hoạt động của cầu trục đã được lập trình và cài đặt. Tuy nhiên, người sử dụng có thể kiểm tra, thay đổi thông số bằng cách ghép nối với máy tính xách tay (LAPTOP) với CPU của PLC qua giao diện có sẵn RS232. 4. Danh sách các tín hiệu vào ra cơ bản Do số lượng tín hiệu số vào ra rất lớn, do đó ta chỉ xét những tín hiệu chính, cơ bản trong hoạt động của cầu trục. Danh sách cụ thể được trình bày trong bảng. 78
  79. Hình 3.2. mạch đầu vào bảng điều khiển (SH 20) Hình 3.3. mạch đầu vào bảng điều khiển (SH 21) 79
  80. Hình 3.4. mạch đầu vào bảng điều khiển (SH 22) Hình 3.4. mạch đầu vào bảng điều khiển (SH28) 80
  81. Đặc trưng I/O Mức Vị trí Loại tín Ý nghĩa Hoạt động điện áp bản vẽ hiệu Địa chỉ I Tiếp Báo đóng nguồn công tắc tơ Khi tiếp điểm B000 24DC 20 điểm chính 1M = 1 I Điều khiển nguồn biến tần Khi tiếp điểm B001 nt 20 2M = 1 I Tiếp Tín hiệu (T.H) đóng Khi tiếp điểm B002 nt 20 điểm nguồn động cơ bơm 3M = 1 I T.H cấp nguồn cho cơ Khi tiếp điểm B003 nt 20 nt cấu phanh xe cầu 4M = 1 I T.H cấp nguồn cho động cơ Khi tiếp điểm B004 nt 20 nt nâng-hạ HM1 = 1 I T.H cấp nguồn cho động cơ Khi tiếp điểm B005 nt 20 nt cầu GM1 = 1 I T.H quá tải cho động cơ lái Rơ le 3THR = 1 B006 nt 20 I T.H đóng nguồn cơ cấu phụ B007 nt 20 I Tiếp T.h cấp nguồn chính cho xe B008 nt 20 điểm con 81
  82. Đặc Mức Vị Loại trưng I/O điện trí tín áp Ý nghĩa Hoạt động Địa chỉ bản hiệu vẽ B013 I 24DC 21 Cảm T.H dừng khẩn Tác động khi cấp khi nâng quá HELS = 0 biến cao B014 I nt 21 NT T.H dừng khi Tác động khi nâng tới cuối HUS = 0 hành trình B015 I nt 21 NT T.H hạ chậm ở cuối Tác động khi hành trình HSL = 0 B016 I nt 21 Xe con di chuyển Tác động khi chậm cuối H.T TFS = 0 tiến B017 I nt 21 Xe con di chuyển Tác động khi chậm cuối H.T lùi TRS = 0 B01D I nt 21 Tác động khi cuộn T.H sự cố INV1 3CR = 0 B01E I nt 21 Tác động khi cuộn T.H sự cố INV2 4CR = 0 B01F I nt 21 Tác động khi cuộn T.H sự cố INV3 5CR = 0 B020 I nt 22 Tiếp T.H khoá liên Bật công tác động cho cơ cấu xoay điểm nâng 82
  83. Đặc trưng Mứ Vị trí Loại I/O c tín Ý Hoạt động bản nghĩa Địa chỉ điện vẽ hiệu áp B021 I 24D 22 Tiếp T.H khoá liên động cho xe Bật công tác C điểm con xoay B022 I nt 22 NT T.H khoá liên động cho xe Bật công tác cầu xoay B023 I nt 22 T.H chỉ báo sự cố Bật công tác xoay B024 I nt 22 T.H chỉ báo thời gian hoạt Bật công tác động xoay B026 I nt 22 Đặt lại chế độ làm việc Khi nhấn nút 12PB B02B I nt 22 Cảm T.H đã khoá chốt an Truyền T.H về biến toàn cho khi bánh SLK = B02C I nt 22 NT T.H chưa kláhoi á chốt an Truyền1 T .H về toàn khi cho bánh SUK = B02D I nt 22 NT T.H xác địnhlá vi ị trí bánh lốp 1 0 ở 0 B02E I nt 22 NT T.H xác định vị trí bánh lốp ở 900 83
  84. Đặc trưng Mức Vị trí Loại I/O tín Ý nghĩa Địa chỉ điện bản vẽ Hoạt động áp hiệu B08F I 24DC 31 Tiếp Cấp nguồn cho Khi công tắc tơ điểm quạt làm mát 21M = 1 động cơ nâng B08E I nt 31 Điều khiển động cơ Khi công tắc tơ nghiêng phải 22MF = 1 B08D I nt 31 Điều khiển động cơ Khi công tắc tơ nghiêng trái 22MR = 1 B08C I nt 31 Tiếp T.H Bơm dầu bôi điểm trơn hoạt động Khi công tắc tơ 23M = 1 B08B I nt 31 T.H cấp nguồn cho Khi công tắc tơ cơ cấu phanh 24M = 1 B08A I nt 31 T.H cấp nguồn Khi công tắc tơ cho phanh cơ 25M = 1 cấu nâng B089 I nt 31 T.H cấp nguồn cho Khi công tắc tơ phanh xe con 26M = 1 B080 I nt 31 .H quá tải nhiệt quạt chống lắc B09F I nt 32 T.H điều khiển Kkhi đóng cấu quạt làm mát dao 21MCB động cơ nâng 84
  85. Đặc trưng I/O Mức Vị Loại Ý nghĩa Hoạt động điện trí tín Địa chỉ áp bản hiệu vẽ B09E I 24DC 32 Tín hiệu điều khiển Khi đóng cầu phanh xe con dao 24MCB B09B I nt 32 Dừng xe con cuối hành Cuộn TFE=0 trình tiến B09A I nt 32 Dừng xe con cuối hành Cuộn TRE=0 trình lùi B099 I nt 32 Hạ chậm dần ở gần cuối Tác động khi hành trình HSD=0 BO98 I nt 32 Dừng ở cuối hành trình Tác động khi hạ HLS=0 B097 I nt 32 Dừng khi nghiêng phải Tác động khi quá mức SKR=0 B096 I nt 32 Dừng khi nghiêng trái Tác động khi quá mức SKF=0 B095 I nt 32 T.H điều khiển khung nâng 40feet B111 I nt 32A T.H điều khiển khung nâng 20feet 85
  86. Vị Đặc trưng Mức Loại trí Ý I/O điện tín Hoạt động bản nghĩa áp hiệu Địa chỉ vẽ Công tắc tơ chính Khi công tắc B0030 O 24DC 28 đóng nguồn bảng tơ điện phụ 1MA = 1 Khi công tắc T.H điều khiển đảo pha B0031 O nt 28 tơ nguồn 2M = 1 T.H cấp nguồn Khi công tắc B0032 O nt 28 động cơ bơm thủy tơ lực 3M = 1 T.H cấp nguồn cho Khi công tắc B0033 O nt 28 phanh xe cầu tơ 4M = 1 T.H Dùng khẩn cấp Khi công tắc tơ B0034 O nt 28 khi có sự cố nâng 20CR = 0 T.H chuyển đổi hoạt Khi công tắc động của cầu trục B0036 O nt 28 tơ 7MA = 1 T.H cấp nguồn chiếu B0038 O nt 28 sáng T.H điều khiển cấp Khi công tắc B0039 O nt 28 nguồn thiết bị làm tơ mát 10M = 0 T.H điều khiển cấp Khi công tắc B003A O nt 28 nguồn thiết bị làm mát tơ 11M = 0 87
  87. Vị Loại Mức Đặc trưng trí tín I/O điện Ý nghĩa Hoạt động Địa chỉ bản hiệu áp vẽ Can thiệp điều B0047 O 24DC 29 khiển hướng bằng tay Điều khiển bánh lái Bằng tay B0048 O nt 29 quay về vị trí 900 điều khiển Tín hiệu điều khiển B0049 O nt 29 phanh xe cầu Tự động điều khiển B004A O nt 29 hướng bằng PLC Tín hiệu đèn quay B004D O nt 29 hoạt động Tín hiệu cấp nguồn Khi công tắc B10F O nt 33 cho quạt làm mát tơ 21M=1 động cơ nâng Tín hiệu cấp nguồn Kkhi công B10E O nt 33 cho động cơ chống tắc tơ nghiêng phải 22MF=1 Tín hiệu cấp nguồn Khi công tắc B10D O nt 33 cho động cơ chống tơ 22MR=1 nghiêng trái Tín hiệu cấp nguồn Khi công tắc B10C O nt 33 cho động cơ bơm tơ 23M=1 dầu bơi trơn 89
  88. I/O Mức Vị trí Loại Ý nghĩa Hoạt động Đặc trưng điện bản tín Địa chỉ áp vẽ hiệu O 24DC 28 Tín hiệu chuyển đổi Khi công B003C hoạt động của cơ cấu tắc tơ nâng 8MA=1 O nt 28 Tín hiệu chỉ báo bảng B003E điện phụ đã được cấp nguồn O nt 28 Tinns hiệu chỉ báo sự B003F cố O nt 29 Tín hiệu xác định B0040 bánh lốp ở vị trí 00 O nt 29 Tín hiệu xác định B0041 bánh lốp ở vị trí 900 O nt 29 Tín hiệu báo bánh lái B0042 đã được khóa O nt 29 Tín hiệu báo bánh lái B0043 chưa được khóa O nt 29 Đặt lại chế độ hoạt B0044 động cho biến tần INV 1,2 O nt 29 Đặt lại chế độ hoạt B0045 động cho biến tần INV3 90
  89. Đăc trưng Mức Loại Vị trí tín Hoạt động I/O điện Ý nghĩa Địa chỉ bản vẽ áp hiệu T.H cấp nguồn cho Khi công tắc tơ B10B O 24DC 33 quạt làm mát động cơ 27M có điện chống lắc T.H điều khiển cấp nguồn cho phanh Khi công tắc tơ B10A O nt 33 cơ cấu nâng 25M có điện T.H điều khiển cấp nguồn cho phanh Khi công tắc tơ B109 O nt 33 xe con 26M có điện Đèn báo bánh lốp đã B14F O nt 37 khoá Đèn báo bánh lốp chưa B14E O nt 37 khoá Đèn báo động cơ B14D O nt 37 bơm thuỷ lực hoạt động Đèn báo đã bật nguồn B149 O nt 37 điều khiển Đèn báo bơm dầu bôi trơn đã hoạt động B147 O nt 37 Đèn báo cầu trục đang B142 O nt 37 hoạt động. 91
  90. 3.2. Chức năng của các khối trong sơ đồ cấu trúc mạng PLC 3.2.1. Sơ đồ chức năng Sơ đồ cấu trúc mạng PLC của họ cầu trục QC được biểu diễn trên hình 3.2 với các phần tử chính như sau: 70S (processor unit): Khối xử lý trung tâm, có địa chỉ ADD = 0. Khối này gồm có: - 3 modul tín hiệu vào 24 V DC, trong đó: + modul 1: có 32 đầu vào số, địa chỉ WB000 ~ WB001, được biểu diễn trên hình SH 72, 73. + modul 2: có 32 đầu vào số, địa chỉ WB002 ~ WB003, được biểu diễn trên hình SH 74, 75 + modul 3: có 16 đầu vào số, địa chỉ WB004 được biểu diễn trên hình SH76. - 2 modul tín hiệu ra, trong đó: + 1 modul tín hiệu ra kiểu transistor có 16 tín hiệu (0,5 A / 1 PT), địa chỉ WB005, được biểu diễn trên hình SH78. + 1 modul tín hiệu ra rơle có 16 tín hiệu (2 A / 1PT), địa chỉ WB006, được biểu diễn trên hình SH79 - 2 modul biến đổi tín hiệu tương tự / số (A / D), mỗi modul có 4 tín hiệu (± 10 V), địa chỉ WB007 ~ WB014 được biểu diễn trên hình SH80, 81. - 1 modul I / F, địa chỉ WB015 ~ WB022, được biểu diễn trên hình SH66. RM1: Khối PLC thành phần có địa chỉ ADD = 40, bao gồm 8 modul - 6 modul tín hiệu vào 220VAC, mỗi modul có 16 đầu vào số, được biểu diễn trên các hình SH96, 97, 98, 99, 100, 101. - 2 modul tín hiệu ra 220VAC, mỗi modul có 16 đầu ra dạng tiếp điểm 92
  91. Hình 3.5. sơ đồ cấu trúc nối mạng hệ thống điều khiển dùng PLC cầu trục QC. 93
  92. RM2: Khối PLC thành phần, địa chỉ ADD = 30, bao gồm 9 modul: - 7 modul tín hiệu vào 220 VAC, mỗi modul có 16 đầu vào số được biểu diễn trên các hình SH87, 88, 89, 90, 91, 92, 92A. - 2 modul tín hiệu ra dạng tiếp điểm, mỗi modul có 16 tín hiệu ra (0,5 A / 1 PT).được biểu diễn trên các hình SH93 và SH94. RM5: Khối PLC thành phần, địa chỉ ADD = 76 bao gồm 6 modul: - 3 modul đầu vào 220 VAC, mỗi modul có 16 tín hiệu vào số ( địa chỉ WB076 ~ WB078 ) được biểu diễn trên các hình SH138, 141 và 142. - 3 modul tín hiệu ra, trong đó: + 2 modul tín hiệu ra rơle, mỗi modul có 16 tín hiệu ra (2A / 1 PT), địa chỉ WB079 ~ WB080, được biểu diễn trên các hình SH147, 148. + 1 modul tín hiệu ra transistor có 16 tín hiệu ra (0,5 A / 1 PT), được biểu diễn trên hình SH149. RM6: Khối PLC thành phần, điạ chỉ CH = 70, làm nhiệm vụ thu thập tín hiệu từ bàn điều khiển bên phải của người vận hành, bao gồm 2 modul tín hiệu vào số WB072 và WB073. RM7, RM8: Khối PLC thành phần, địa chỉ CH = 72(RM7) và CH = 74 (RM8), làm nhiệm vụ thu thập thông tin từ bàn điều khiển bên trái của người vận hành, mỗi khối bao gồm 2 modul tín hiệu vào 24 VDC, mỗi modul lại bao gồm 16 tín hiệu. RM4 (graphic monitor display): màn hình hiển thị báo trạng thái hoạt động của cần trục, có địa chỉ ADD= 98. INV1: bộ biến tần số 1, địa chỉ WB100 ~ WB117, được biểu diễn trên hình SH18. INV2: Bộ biến tần số 2, địa chỉ WB140 ~ WB157, được biểu diễn trên hình SH26. 94
  93. Hình 3.6a: các tín hiệu vào ra khối PLC trung tâm 70s (SH72). 95
  94. Hình 3.6b: các tín hiệu vào ra khối PLC trung tâm 70s (SH73). 96
  95. Hình 3.6c: các tín hiệu vào ra khối PLC trung tâm 70s (SH74). 97
  96. Hình 3.6c: các tín hiệu vào ra khối trung tâm PLC 70s (SH75). 98
  97. Mức Vị trí Loại tín Địa chỉ I/O Ý nghĩa Hoạt động điện áp bản vẽ hiệu Dữ liệu đồng bộ tốc B000 I 24VDC SH72 độ tời chính bị lỗi Dữ liệu đồng bộ tốc B001 nt nt nt độ tời chính bình thường Dữ liệu đồng bộ tốc B0002 ÷ nt nt nt độ tời chính 13 bít, 0 B000F bít phát hiện vị trí Tốc độ di chuyển xe B0010 nt nt 73 con bị lỗi Tốc độ di chuyển xe B0011 nt nt nt con bình thường B0012 ÷ Dữ liệu đồng bộ xe nt nt nt B001F con 13 bít, 0 bít Dữ liệu đồng bộ tốc B0020 nt nt 74 độ nâng hạ giàn bi lỗi Dữ liệu đồng bộ tốc B0021 nt nt nt độ nâng hạ giàn bình thường Dữ liệu đồng bộ tốc B0022 ÷ nt nt nt độ nâng hạ giàn 13 B002F bít, 0 bít Đặt lại dữ liệu đồng Tác động B0030 nt nt 75 bộ tốc độ nâng hạ khi ấn nút hàng 26CS Đặt lại dữ liệu đồng Tác động B0031 nt nt nt bộ tốc độ di chuyển khi ấn nút xe con 27CS Đặt lại dữ liệu đồng Tác động B0032 nt nt nt bộ tốc độ nâng hạ khi ấn nút giàn 28CS Tác động Nút ấn bật nguồn điều B0034 nt nt nt khi ấn nút khiển 20 PB 99
  98. Tác động Nút ấn tắt nguồn điều B0035 nt nt nt khi ấn nút khiển 21 PB Tác động B0036 nt nt nt Định đặt lại sự cố khi ấn nút 22 PB Tác động Chuyển chế độ hiển B0037 nt nt nt khi ấn nút thị 23 PB Tác động khi xoay Công tắc chọn chế độ công tắc B0039 nt nt nt thay cáp(tời chính) 25CS trên bảng điều khiển Tác động xoay công tắc 32CS B003C trên bảng Chế độ vận hành quạt điều khiển nt nt 75 thông gió buồng máy Tác động (tự đông – bằng tay) khi xoay B00 3D công tắc 33CS trên bảng điều khiển Khi hạn vị Điều hòa buồng điện B003E I 24VDC 75 THS1 tác bị hỏng động Kiểm tra nguồn điều B003F nt nt nt khiển Báo động bảng I/O Tác động B0040 nt nt 76 trong cabin điều khi ER1 tác khiển phụ động Tác động Cấp nguồn 220V AC B0041 nt nt nt khi đóng cho các van điện từ 181 MCCB Dừng khẩn cấp (hộp Tác động B0042 nt nt nt điều khiển nâng hạ khi rơle 100
  99. giàn) EMS2(57- 2D) mất điện Tác động khi rơle Nút dừng khẩn cấp B0043 I 24VDC 76 EMS3(57- phía bờ sông 3D) mất điện Tác động khi rơle Nút dừng khẩn cấp B0044 nt nt nt EMS4(57- phía bờ sông 4D) mất địên Tác động Dừng khẩn cấp tại khi EMS5 B0045 nt nt nt buồng máy (57-5D) mất điện Tác động Quá tốc cơ cấu nâng khi rơle B0046 nt nt nt hạ hàng HOS(58-1D) mất điện Tác động Quá tốc cơ cấu nâng khi rơle B0047 I 24VDC 76 hạ giàn BOS(58-2D) mất điện Tác động khi rơle Ngắt cuối khi nâng hạ B0048 nt nt nt HELS(58- (móc chạm đỉnh) 3D) mất điện Tác động khi rơle Ngắt cuối khi nâng B0049 nt nt nt BELS(58- giàn 4D) mất điện Tác động Ngắt cuối khi nâng khi rơle B004A nt nt nt giàn BELS1(E58- 5D) mất 101
  100. điện Tác động Ngắt cuối hành trình khi rơle B004B nt nt nt di chuyển xe con TELS1(58- (phía bờ sông) 6D) mất điện Tác động Ngắt cuối hành trình khi rơle B004C I 24VDC 76 di chuyển xe con phía TELS2 (58- bãi 7D) mất điện Tác động khi rơle Dừng khẩn cấp tại B004F nt nt nt EMS6(57- buồng điện 6D) mất điện transisto Đưa tín hiệu cấp nguồn B0050 O nt 78 Van điện từ chốt giàn cho rơle R7 cấp điện cho van điên từ transisto Cấp nguồn cho rơle R5 Van điện từ phanh tời B0052 nt nt nt cấp nguồn nâng giàn cho van điện từ nt Cấp nguồn Van điện từ kẹp ray cho rơle R3 B0054 nt nt nt phía bờ sông cấp điện cho van điện từ nt Cấp nguồn cho rơle R2 Van điện từ kẹp ray B0055 O 24VDC 78 cấp nguồn phía bãi cho van điện từ nt Cấp nguồn Đặt lại cam tốc độ tời B005D nt nt nt cho rơle chính HPS1 (72- 102
  101. 1B) nt Cấp nguồn Đặt lại cam tốc độ di cho rơle B005E nt nt nt chuyển xe con TPS1(73- 1B) nt Cấp nguồn Đặt lại cam tốc độ cho rơle B005F nt nt nt nâng hạ giàn BPF1(74- 1B) Tiếp Bật tắt đèn điểm xanh Chỉ thị bật nguồn điều 20PL(79- B0060 O 24VDC 79 khiển 1D) chỉ thị nguồn điều khiển Tiếp Bật tắt đèn điểm xanh Chỉ thị bật nguồn cho 21PL(79- B0061 nt nt nt cơ cấu nâng hạ hàng 1D) chỉ thị và di chuyển giàn nguồn đều khiển nt Bật tăt đèn xanh Chỉ thị bật nguồn cho 22PL(79- B0062 nt nt nt cơ cấu di chuyển xe 2D) chỉ thị con và nâng hạ giàn nguồn điều khiển nt Điều khiển đèn B0063 nt nt nt Chỉ thị báo lỗi 23PL(79- 2D) nt Điều khiển Chỉ thị báo dừng khẩn đèn đỏ B0064 nt nt nt cấp 24PL(79- 3D) Tiếp Điều khiển Chỉ thị “quạt thông B0065 nt nt nt điểm đèn trắng gió đang chạy” 25PL(79- 103
  102. 3D) Tiếp Điều khiển điểm Chiir thị bật quạt đèn xanh B0066 O 24VDC 79 thông gió buồng máy 30PL(79- 3D) nt Cấp điện Điều khển bật đèn cho rơle B006A nt nt nt giàn MLT1X(79- 5D) nt Ngắt điện Điều khiển tắt đèn B006B nt nt nt cấp cho rơle giàn MLT1X nt Cấp điện Điều khiển bật đèn cho rơle B006C nt nt nt dầm cầu MLT1X (79-6D) nt Ngắt điện Điều khiển tắt đèn B006D nt nt nt cấp cho rơle dầm cầu MLT2X nt Cấp điện Điều khiển bật đèn cho rơle B006E nt nt nt pha dưới chân cầu MLT3X(79- trục 7D) Tiếp Cấp điện Điều khiển bật đèn điểm cho rơle B006E O 24VDC 79 pha dưới chân cầu MLT3X trục (79-7D) nt Điều khiển tắt đèn Ngắt điện B006F nt nt nt pha dưới chân cầu câps cho trục rơle MLT3X 104
  103. Bảng các tín hiệu vào/ ra cơ bản của khối PLC thành phần RM1. Đặc Vị Mức Loại trưng trí I/O điện tín Ý nghĩa Hoạt động Địa chỉ bản áp hiệu vẽ B0400 220V Tiếp Kéo cáp theo chiều Xoay công tắc I 96 AC điểm nâng hàng 1CSlên nấc hoist B0401 Kéo cáp theo chiều hạ Xoay công tắc nt nt nt nt hàng 1CS xuống nấc lower B0402 Điều khiển xe con tiến Xoay công tắc nt nt nt nt ra phía trước 2CS lên nấc Fower B0403 Điều khiển xe con đi Xoay công tắc nt nt nt nt ngược lại 2CS về nấc reverse B0404 Điều khiển cáp giàn Xoay công tắc nt nt nt nt theo chiều nâng giàn 3CS sang nấc up B0405 Điều khiển các giàn Xoay công tắc nt nt nt nt theo chiều hạ giàn 3CS sang nấc down B040C 220 Tiếp Vận hành di chuyển Nhấn công tắc I 96 V AC điểm giàn sang phải 3PB B040D Điều khiển di chuyển Nhấn công tắc nt nt nt nt giàn sang trái 4PB B0411 Bật nguồn điều khiển Nhấn công tắc 15 nt nt nt nt cabin phụ BLS B0412 Tắt nguồn điều khiển Nhấn công tắc 14 nt nt nt nt cabin phụ BSL B0413 Điều khiển nâng giàn Nhấn công tắc 12 nt nt nt nt tại cabin phụ BSL B0414 Điều khiển hạ giàn Nhấn công tắc 13 nt nt nt nt BSL B0415 Dừng vận hành nâng Nhấn công tắc 13 nt nt nt nt hạ giàn tại cabin phụ BS B0421, Dừng cuối khi nâng Khi các hạn vị nt nt nt nt B0426 giàn 48.4 và 48A.4 tác 105
  104. động B0422, Dừng cuối khi hạ giàn Khi các hạn vị 220V Tiếp B0427 I 96 48.5, 48A.5 tác AC điểm động B046C Tiếp Điều khiển bộ chỉnh Cấp điện cho rơle O nt 109 điểm lưu S1X B046D Nguồn điều khiển bộ Cấp điện cho rơle nt nt nt nt biến tần PWM INVX(109-6C) B046E Reset lại bộ biến tần Cấp điện cho rơle nt nt nt nt PWM RST1 B0470 Chỉ thị bật nguồn Đèn đỏ 15 BSL nt nt nt 110 chính của cơ cáu nâng sáng hạ giàn B0471 Chỉ thị tắt nguồn chính Đèn xanh 14BSL nt nt nt nt của cơ cấu nâng hạ sáng giàn B0472 Chỉ thị nâng giàn Đèn đỏ 112BSL nt nt nt nt sáng B0473 Chỉ thị hạ giàn Đèn đỏ 13 BSL nt nt nt nt sáng B4760 220V Tiếp Chỉ thị dừng khẩn cấp Đèn đỏ 17 SL sáng O 110 AC điểm Bảng các tín hiệu vào ra cơ bản của khối PLC thành phần RM6 Mức Vị trí Loại Địa chỉ I/O điện bản tín Ý nghĩa Hoạt động áp vẽ hiệu B0700 24 131 Mã hóa tuyệt đối 8 bít ÷B0707 I V DC để điều khiển tốc độ tời hàng B0708 ÷ nt nt nt Mã hóa tuyệt đối 8 bít B07F để điều khiển tốc độ di chuyển giàn 106
  105. B0710 nt nt 132 Tín hiệu điều khiển Tác động đưa tay theo chiều hạ hàng trang điều khiển về phía trước Tác động đưa tay Tín hiệu điều khiển B0711 nt nt nt trang điều khiển theo chiều nâng hàng về phái sau Tác động khi đưa Di chuyển cần trục B0713 nt nt nt tay trang điều sang phải khiển về phía phải Tác động đưa tay Di chuyển cần trục B0714 nt nt nt trang điều khiển sang trái sang trái B0715 nt nt nt Điều khiển di chuyển Tác động khi cần trục tại cabin xoay 7CS chính 3.3. Đánh giá về thiết kế điều khiển và giám sát Sau khi phân tích về thiết kế điều khiển em thấy số lượng tín hiệu đầu vào như thu thập từ các cảm biến, ngắt cuối hành trình, các tay điều khiển và số lượng tín hiệu đầu ra như cấp cho các rơle, các công tắc tơ là rất lớn lên hệ thống đã sử dụng một mạng PLC cục bộ gồm các modul vào ra, xử lý tín hiệu theo sơ đồ cấu trúc như hình 3.1. và hình 3.5. Sau khi sử dụng cấu trúc PLC trong hệ thống giúp việc điều khiển chính xác, nhanh, đơn giản, dễ dàng hơn có thể điều khiển từ xa và quan sát xem hệ thống đang làm việc ở chế độ nào.Khi hệ thống sảy ra sự cố sẽ thể hiện ngay trên màn hình hiển thị giúp người điều khiển dễ dàng sử lý thông tin kịp thời không làm hỏng các thiết bị và đảm bảo an toàn hàng hóa. 107
  106. Ngoài ra việc liên lạc giữa CPU và PLC và màn hình hiển thị , báo lỗi làm việc và hai bộ nghịch lưu INV1, INV2 đượ thực hiện thông qua đường cáp và khối giao diện T-LINK. Hệ thống cho phép điều khiển và giám sát sự hoạt động của các thiết bị thực hiện trên từng cầu trục. Đồng thời tạo khả năng kết nối trên từng cầu trục, cầu trục với trung tam điều hành sản xuất của cảng và với thế giới bên ngoài. Sử dụng bộ điều khiển PLC dã khắc phục được nhược điểm như là độ trượt không cao, có thể gây nên lực giật trông quá trình làm việc của cần trục. Vì khắc phục được nhược điểm trên làm cho tính bền vững cao và đáp ứng được yêu cầu đặc tính công nghệ nâng vận chuyển cao. Điều khiển cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống trong chế độ hoạt động và chế độ không hoạt động. Nguồn điện dùng cho cầu trục bao gồm nguồn điều khiển , nguồn động lực cung cấp cho các động cơ truyền động. Đồng thời hệ thống cấp nguồn thực hiện các bảo vệ cần thiết cho cần trục như : bảo vệ ngắn mạch động lực, bảo vệ không, bảo vệ quá tải các động cơ truyền động. Hệ thống có nhiều ưu điểm như tạo ra nhiều cấp tốc độ vì vậy hệ thống hoạt động êm, độ giật nhỏ, khả năng tự động hóa cho toàn bộ cầu trục cũng như toàn bộ hệ thống điều khiển khu vực bốc xếp hàng hoá. 108