3.2.1. Khỏi quỏt về cơ cấu nõng hạ hàng trong cần trục.
Nguyờn lý hoạt động chung của cơ cấu nõng hạ hàng.
Động cơ truyền động thụng qua hệ thống cỏc bỏnh răng trong bộ truyền động cơ khớ. Truyền chuyển động tới trống tời. Trống tời quay quấn hoặc nhả dõy cỏp theo chiều của tay trang điều khiển.
Tại cabin điều khiển, ngƣời vận hành sẽ thực hiện cỏc thao tỏc điều khiển cũng nhƣ nhận biết đƣợc cỏc chế độ hoạt động của thiết bị. Tại đõy ngƣời điều khiển cú thể quan sỏt đƣợc tất cả khụng gian xung quanh cần cẩu.
Kết hợp với sự chỉ dẫn mặt đất thụng qua bộ đàm, điều này làm cho việc vận hành đƣợc an toàn đối với cụng nhõn lao động và thiết bị.
Đặc điểm của cơ cấu này là động cơ truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng là động cơ khụng đồng bộ 3 pha rụto lồng súc điều chỉnh tốc độ bằng bộ biến tần làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
3.2.2. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ mạch điện cơ cấu nõng hạ hàng.
Trờn hỡnh 3.2 là sơ đồ điện tổng thể của cơ cấu nõng hạ hàng.
Cỏc tớn hiệu đƣa về đầu vào PLC để điều khiển cơ cấu nõng hạ hàng từ tay điều khiển, và cỏc ỏp tụ mỏt, cụng tắc tơ, tiếp điểm của cỏc hạn vị, cỏc đầu ra của biến tần. Cỏc tớn hiệu này đƣợc thể hiện trờn hỡnh vẽ 3.3..3.7.
Cỏc tớn hiệu đầu vào,ra của PLC điều khiển hoạt động của cơ cấu nõng hạ hàng đƣợc trỡnh bày trờn hỡnh 3.5,3.6. Hỡnh 3.7 thể hiện tớn hiệu vào ra của biến tần Yakawas -G5.
3.2.2.1. Chức năng cỏc phần tử cú trong sơ đồ. a. Sơ đồ điện tổng thể của cơ cấu nõng hạ hàng.
Hỡnh 3.2: Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu nõng hạ hàng
P13Q1: ỏp tụ mỏt tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nõng hạ hàng. Q1 : ỏp tụ mỏt cấp nguồn cho phanh Y1.
Q2 : ỏp tụ mỏt cấp nguồn cho quạt làm mỏt động cơ M1.
H12K1: cụng tắc tơ đúng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1
truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng.
H12K2: cụng tắc tơ đúng phanh thuỷ lực Y1.
M1: động cơ truyền đụng chớnh của cơ cấu nõng hạ hàng. M2: quạt làm mỏt cho động cơ M1.
Y1: phanh thuỷ lực CDBR: Bộ điện trở hóm.
G5 : biến tần điều khiển động cơ M1.
PG : mỏy phỏt xung đếm tốc độ của M1,phản hồi về G5.
b. Sơ đồ rơ le,cụng tắc tơ cấp nguồn cho động cơ nõng hạ hàng và phanh.
Hỡnh 3.3: Rơle, cụng tắc tơ thực hiện
C52K1: rơ le trung gian đúng cấp nguồn cho cụng tắc tơ động lực của động cơ truyền động chớnh ( H12K1).
C57K1: rơ le trung gian của cơ cấu phanh Y1.
Hỡnh 3.4: Tay trang điều khiển (S1).
S1: Tay điều khiển của cơ cấu nõng hạ hàng gồm 11 vị trớ: cú 1 vị trớ
“khụng”, 5 vị trớ theo chiều nõng và 5 vị trớ theo chiều hạ.
ZERO POSITION: tay điều khiển ở vị trớ khụng UP: chọn chiều nõng hàng
DOWN: chọn chiều hạ hàng
UP/DOWN (1-3): cấp tốc độ 1-3 theo chiều nõng hạ UP/DOWN (2-4): cấp tốc độ 2-4 theo chiều nõng hạ UP/DOWN (3-5): cấp tốc độ 3-5 theo chiều nõng hạ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.1: Mó húa vị trớ tay trang
VỊ TRÍ TAY TRANG STEP (1-3) STEP (2-4) STEP (3-5) 0 1 X 2 X X 3 X X X 4 X X 5 X
d. Tớn hiệu đầu vào PLC.
Hỡnh 3.5: Sơ đồ tớn hiệu đầu vào PLC.
I00200:Cụng tắc giới hạn hành trỡnh lờn.
I00201: Cụng tắc giới hạn hành trỡnh xuống
I00202:Cụng tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00200
I00203:Cụng tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00201
I00303: Cụng tắc tơ đúng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1 truyền
động cho cơ cấu nõng hạ hàng.
I00304 : Áp tụ mỏt tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nõng hạ hàng I00306 Cụng tắc tơ đúng phanh thuỷ lực Y1.
I00308:Biến tần gửi về bỏo tay trang rời vị trớ 0 I00309:Biến tần gửi về bỏo đó thoỏt lỗi.
I00310: Bộ điện trở hóm I00312:Tớn hiệu khúa tời. I00313:Reset biến tần
I00608:Biến tần gửi về bỏo tời chạy Perm(ko đổi).
I00609:Biến tần gửi về bỏo cơ cấu nõng hạ hàng sẵn sàng. e. Sơ đồ tớn hiệu đầu ra PLC.
Hỡnh 3.6: Sơ đồ tớn hiệu đầu ra PLC.
Q01000: Bật cụng tắc tơ K1 cấp nguồn cho động cơ nõng hạ hàng Q01001:Tớn hiệu Up vào biến tần
Q01002:Tớn hiệu Down vào biến tần
Q01003:Tớn hiệu bỏo lỗi sự cố,cắt khẩn cấp(tớn hiệu vào biến tần) Q01004:Tớn hiệu reset biến tần
Q01005:Tớn hiệu vào CMD1 của biến tần Q01006: Tớn hiệu vào CMD2 của biến tần Q01007: Tớn hiệu vào CMD3 của biến tần Q00700:Đốn bỏo giới hạn lờn
Q00701:Đốn bỏo giới hạn xuống
Q00715:Chuụng bỏo đụn khi cú sự cố
Q1200:Tớn hiệu mở phanh cho cơ cấu nõng hạ hàng. f. Sơ đồ đầu vào ra của biến tần.
1 2 3 4 5 6 7 8
11 9 10 25 26 27 18 20 12
Hỡnh 3.7: Sơ đồ điều khiển PLC – Biến tần. C52K2: rơ le chọn chiều nõng hàng.
C52K3: rơ le chọn chiều hạ hàng.
C52K4: rơ le bỏo lỗi sự cố, cắt khẩn cấp. C52K5: rơ le restart đặt lại đầu vào biến tần. C52K6: rơ le chọn cấp tốc độ 1-3.
C52K7: rơ le chọn cấp tốc độ 2-4. C52K8: rơ le chọn cấp tốc độ 3-5.
C57K5:Tớn hiệu lựa chọn Host hay Travel (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
C29B1:Tớn hiệu vào Plc bỏo tay trang rời vị trớ 0 C35C1: Tớn hiệu vào Plc bỏo tời chạy Perm
C35C2:Tớn hiệu vào PLc bỏo cơ cấu nõng hạ hàng sẵn sàng C29B2:Tớn hiệu bỏo đó thoỏt lỗi
Bảng 3.2: Mó húa tốc độ vào biến tần CẤP TỐC ĐỘ CMD 1 CMD 2 CMD 3 0 1 X 2 X 3 X X 4 X 5 X X
3.2.3. Nguyờn lý hoạt động của cơ cấu nõng hạ hàng.
Ngƣời điều khiển thực hiện cỏc thao tỏc cấp nguồn cần thiết rồi ấn nỳt start để đúng cụng tắc tơ động lực P20K2 cấp nguồn chờ sẵn cho cỏc cơ cấu của cần cẩu sẵn sàng hoạt động.
Khi đƣa tay điều khiển (S1) của cơ cấu lờn hoặc xuống tƣơng ứng với việc nõng hoặc hạ hàng thỡ C0001=1 hoặc C0002=1 xỏc định chiều nõng hoặc hạ hàng, PLC kiểm tra cỏc tớn hiệu điều kiện đầu vào nhƣ:
-Cảm biến tốc độ đo tốc độ giú: < 25m/s
-Cảm biến trọng lƣợng bỏo trọng lƣợng hàng nhỏ hơn khối lƣợng cho phộp.
- Áp tụ mỏt cấp nguồn động lực cho cơ cấu tầm với đó đúng C00304=1 (khi P13Q1=1).
- Áp tụ mỏt cấp nguồn cho cơ cấu phanh sẵn sàng hoạt động C0006=1 (khi Q1=1).
- Quạt làm mỏt Motor đó đƣợc khởi động C0007=1 (khi Q2=1).
- Cụng tắc tơ cấp nguồn động lực cho cơ cấu di chuyển đó đƣợc cắt ra C0502=0 (khi G20K3=0 ).
- Tớn hiệu đúng phanh của cơ cấu nõng hạ hàng C0306=1 (khi cụng tắc tơ cấp nguồn cho cơ cấu phanh đó đúng H12K2=1).
Đồng thời PLC kiểm tra tớn hiệu từ biến tần G5 gửi về bỏo tốc độ động cơ đang là khụng, kiểm tra lỗi của cơ cấu nõng hạ hàng. Khi đú PLC sẽ đƣa ra tớn hiệu điều khiển cấp nguồn cho cỏc rơ le trung gian:
- Rơ le K1=1, H12K1=1 đúng nguồn động lực cấp cho động cơ. Tuỳ thuộc vào vị trớ tay điều khiển mà PLC quyết định C52K2=1 hay C52K3=1, để điều khiển biến tần cấp cho động cơ M quay theo chiều thuận hay chiều ngƣợc tƣơng ứng với chiều nõng hoặc hạ hàng. Khi đẩy tay điều khiển lờn tốc độ cao hơn thỡ C1003, C1004, C1005 lần lƣợt =1(ở đầu ra PLC cỏc rơ le trung gian C52K6, C52K7, C52K8 lần lƣợt bằng một) điều khiển biến tần G5 cấp điện ỏp và tần số phự hợp với tốc độ đặt ở tay trang điều khiển. Khi gần tới cuối hành trỡnh C0202=1 hoặc C0203=1 làm giảm tốc độ nõng hoặc hạ hàng, khi tới cuối hành trỡnh nõng hoặc hạ cần thỡ tiếp điểm của cỏc cụng tắc hành trỡnh sẽ tỏc động làm C0200=1, C0201=1. PLC điều khiển đầu ra C1200= 1 làm C57K1=1 cắt nguồn cấp cuộn hỳt của cụng tắc tơ H12K1, làm phanh hóm dừng Y1 tỏc động, hóm dừng cho cơ cấu nõng hạ. Khi phanh hóm đó tỏc động nú gửi tớn hiệu về PLC thụng bỏo cỏc chế độ hiện tại của cẩu C0312=1.
Ở hành trỡnh hạ cần xảy ra quỏ trỡnh hóm tỏi sinh, năng lƣợng trong quỏ trỡnh hóm đƣợc tiờu tỏn trờn điện trở R3 nhờ mạch CDBR.
Khi hết 1 hành trỡnh nõng hoặc hạ, ngƣời điều khiển đƣa tay điều khiển về vị trớ 0, C0000=1 làm cho C1004=1, K5=1 restart lại biến tần.
Trong quỏ trỡnh hoạt động của cơ cấu nõng hạ hàng thỡ cú cỏc đốn bỏo chỉ thị chế độ làm việc của cẩu: khi đốn C50H1 sỏng, bỏo cho ngƣời điều khiển biết múc hàng đó chạm giới hạn trờn(chạm đỉnh), đốn C50H2 sỏng khi múc hàng chạm giới hạn dƣới(chạm đất), đốn C51H1 bỏo cơ cấu nõng hạ hàng đang hoạt động bỡnh thƣờng.
Cơ cấu nõng hạ hàng đƣợc bảo vệ hành trỡnh nõng, hạ bằng cỏc hạn vị (cụng tắc hành trỡnh), khi nõng hàng vƣợt ra giới hạn cho phộp thỡ cụng tắc
hành trỡnh ngắt tớn hiệu từ tay điều khiển, đồng thời phanh Y1 tỏc động cố định vị trớ múc hàng, khụng cho phộp tiếp tục chuyển động theo chiều nõng nhƣng vẫn cho phộp chuyển động theo chiều hạ. Ở hành trỡnh hạ thỡ ngƣợc lại. Khi cẩu làm việc bỡnh thƣờng thỡ đốn C51H1 sỏng, khi cú sự cố đốn H8 nhỏy sỏng, đồng thời chuụng bỏo động C kờu, khi đú ngƣời điều khiển nhấn nỳt dừng khẩn cấp dừng toàn bộ hoạt động của cần trục.
3.2.4. Cỏc bảo vệ cú trong sơ đồ điều khiển cơ cấu nõng hàng.
Hạn chế cƣờng độ dũng ngắn mạch bằng cuộn khỏng L1. Bảo vệ quỏ tải 110% mụ men bằng cụng tắc tơ C56K8.
Bảo vệ hành trỡnh Up ,Down với bằng cỏc cụng tắc hành trỡnh 200,201. Bảo vệ quỏ tải, ngắn mạch bằng cỏc ỏp tụ mỏt P13Q1, Q1, Q2
Bảo vệ khụng bằng rơ le, cụng tắc tơ C52K1, H12K1.
3.3. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN.
Cơ cấu nõng hạ cần của cần cẩu đƣợc thực hiện bằng cỏp nõng panăng đầu cần. Động cơ truyền động là động cơ khụng đồng bộ rụ to lồng súc điều khiển tốc độ bằng hệ thống PLC- biến tần, truyền động qua hệ thống bỏnh răng trống tời, tang cuốn cỏp để nõng hạ cần. Hoạt động của cơ cấu đƣợc đƣợc điều khiển bằng tay trang điều, hệ thống tay trang điều khiển là hệ thống tƣơng tự cỏc tiếp điểm đƣa trực tiếp đến đầu vào PLC.
Hỡnh 3.8 là sơ đồ mạch động lực của cơ cấu nõng hạ cần.
Hỡnh 3.11 là cỏc tớn hiệu vào của PLC đƣợc đƣa về từ tay điều khiển và từ cỏc ỏp tụ mỏt, cụng tắc tơ và tiếp điểm của cỏc hạn vị hoặc cỏc đầu ra của biến tần.
Cỏc tớn hiệu đầu ra của PLC đƣợc đƣa tới cuộn hỳt của cỏc rơ le trung gian, điều khiển cỏc tiếp điểm để điều khiển cỏc cụng tắc tơ trong mạch động lực hoặc đƣa tới cỏc đầu vào của bộ biến tần điều khiển tốc độ động cơ. Cỏc tớn hiệu đầu ra đƣợc trỡnh bày trờn hỡnh 3.12.
Trờn hỡnh 3.9 là sơ đồ điều khiển cụng tắc tơ (trong mạch động lực của cơ cấu nõng hạ cần) bằng tiếp điểm của cỏc rơle trung gian. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 3.13 là cỏc tớn hiệu điều khiển biến tần. Tiếp điểm của cỏc rơ le trung gian đúng vai trũ cấp tớn hiệu đầu vào dạng liờn tục điều khiển biến tần.
3.3.1. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ mạch điện.
a. Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu thay đổi tầm với.
Hỡnh 3.8: Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu tầm với. P13Q2: ỏp tụ mỏt tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nõng hạ cần. Q1 : ỏp tụ mỏt cấp nguồn cho phanh Y1.
Q3 : ỏp tụ mỏt cấp nguồn cho phanh Y2.
Q2 : ỏp tụ mỏt cấp nguồn cho quạt làm mỏt động cơ M1.
L12K1: cụng tắc tơ đúng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1
truyền động cho cơ cấu nõng hạ cần.
L12K2: cụng tắc tơ cấp nguồn cho phanh thuỷ lực Y1. L12K5: cụng tắc tơ cấp nguồn cho phanh thuỷ lực Y2. M1: động cơ truyền đụng chớnh của cơ cấu nõng hạ cần.
Y1,Y2: phanh thuỷ lực CDBR: Bộ điện trở hóm.
G5 : biến tần điều khiển động cơ M1.
PG : mỏy phỏt xung đếm tốc độ của M1,phản hồi về G5.
b. Sơ đồ rơ le,cụng tắc tơ cấp nguồn cho động cơ nõng hạ cần và phanh.
Hỡnh 3.9: Rơle, cụng tắc tơ thực hiện.
C54K1: rơ le trung gian đúng cấp nguồn cho cụng tắc tơ động lực của động cơ truyền động chớnh ( L12K1).
C57K3: rơ le trung gian của cơ cấu phanh Y1. C57K4: rơ le trung gian của cơ cấu phanh Y2 c. Sơ đồ tay trang điều khiển.
Hỡnh 3.10: Tay trang điều khiển(S1).
S1: Tay trang điều khiển.
ZERO POSITION: tay điều khiển ở vị trớ khụng EXTEND: chọn chiều hạ cần
RETRACT: chọn chiều nõng cần
EX/RE (1-3): cấp tốc độ 1-3 theo chiều nõng hạ EX/RE (2-4): cấp tốc độ 2-4 theo chiều nõng hạ EX/RE (3-5): cấp tốc độ 3-5 theo chiều nõng hạ
L10Q1, L10Q3: ỏp tụ mỏt cấp nguồn, bảo vệ quỏ tải ngắn mạch cho 2
động cơ phanh thuỷ lực
L10Q2: Áp tụ mỏt cấp nguồn cho quạt
Bảng 3.3: Mó húa vị trớ tay trang. VỊ TRÍ TAY TRANG STEP (1-3) STEP (2-4) STEP (3-5) 0 1 X
3 X X X
4 X X
5 X
d. Sơ đồ tớn hiệu đầu vào PLC.
Hỡnh 3.11: Sơ đồ đầu vào PLC. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
I00208:Cụng tắc giới hạn hành trỡnh nõng cần.
I00209: Cụng tắc giới hạn hành trỡnh hạ cần
I00210:Cụng tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00208
I00211:Cụng tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00209
I00212: Cụng tắc tơ đúng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1 truyền
động cho cơ cấu nõng hạ cần.
I00213 : Áp tụ mỏt tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nõng hạ hàng I00215 : Cụng tắc tơ đúng phanh thuỷ lực Y1.
I00403 : Cụng tắc tơ đúng phanh thuỷ lực Y2. I00300:Biến tần gửi về bỏo tay trang rời vị trớ 0 I00301:Biến tần gửi về bỏo đó thoỏt lỗi.
I00302: Bộ điện trở hóm
I00315:Tớn hiệu phanh Y1 khúa. I00404:Tớn hiệu phanh Y2 khúa.
I00612:Biến tần gửi về bỏo tời chạy Perm(ko đổi).
I00613:Biến tần gửi về bỏo cơ cấu nõng hạ cần sẵn sàng. e. Sơ đồ tớn hiệu đầu ra Plc.
Hỡnh 3.12: Sơ đồ đầu ra PLC.
Q01008: Bật cụng tắc tơ K1 cấp nguồn cho động cơ nõng hạ cần
Q01009:Tớn hiệu Extend vào biến tần
Q01010:Tớn hiệu Retract vào biến tần
Q01011:Tớn hiệu bỏo lỗi sự cố,cắt khẩn cấp(tớn hiệu vào biến tần)
Q01012:Tớn hiệu reset biến tần
Q01014: Tớn hiệu vào CMD2 của biến tần
Q01015: Tớn hiệu vào CMD3 của biến tần Q00702:Đốn bỏo giới hạn nõng
Q00703:Đốn bỏo giới hạn hạ
Q00710:Đốn bỏo cơ cấu nõng hạ cần hoạt động bỡnh thƣờng. Q00715:Chuụng bỏo động khi cú sự cố
Q1203:Tớn hiệu mở phanh Y1 cơ cấu nõng hạ cần. Q1203:Tớn hiệu mở phanh Y2 cơ cấu nõng hạ cần. f. Sơ đồ tớn hiệu vào ra biến tần.
12 20 18 27 26 25 10 9 11 8 7 6 5 4 3 2 1
Hỡnh 3.13: Sơ đồ điều khiển PLC – Biến tần.
C54K2: rơ le chọn chiều nõng cần. C54K3: rơ le chọn chiều hạ cần.
C54K4: rơ le bỏo lỗi sự cố, cắt khẩn cấp. C54K5: rơ le restart đặt lại đầu vào biến tần. C54K6: rơ le chọn cấp tốc độ 1-3.
C54K7: rơ le chọn cấp tốc độ 2-4. C54K8: rơ le chọn cấp tốc độ 3-5.
C28B1:Tớn hiệu vào Plc bỏo tay trang rời vị trớ 0 C28B2:Tớn hiệu bỏo đó thoỏt lỗi
C35C5: Tớn hiệu vào Plc bỏo tời chạy Perm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
C35C6:Tớn hiệu vào PLc bỏo cơ cấu nõng hạ cần sẵn sàng Bảng 3.4: Mó húa cấp tốc độ vào biến tần
CẤP TỐC ĐỘ CMD 1 CMD 2 CMD 3 0 1 X 2 X 3 X X 4 X 5 X X
3.3.2. Nguyờn lý hoạt động của sơ đồ mạch điều khiển.
Ngƣời điều khiển thực hiện cỏc thao tỏc cấp nguồn cần thiết rồi ấn nỳt start để đúng cụng tắc tơ động lực P20K2 cấp nguồn chờ sẵn cho cỏc cơ cấu của cần cẩu sẵn sàng hoạt động.
Khi đƣa tay điều khiển (S1) của cơ cấu tầm với lờn hoặc xuống tƣơng ứng với việc hạ hoặc nõng cần thỡ C0009=1 hoặc C0010=1 xỏc định chiều nõng hoặc hạ cần, PLC kiểm tra cỏc tớn hiệu điều kiện đầu vào nhƣ:
- Áp tụ mỏt cấp nguồn cho phanh sẵn sàng hoạt động C0014=1 (khi