Đang tải... (xem toàn văn)
mình là sinh viên năm 4 đại học hàng hải . dưới sự hỗ trọ của thầy hoàng xuân bình mình đã hoàn thành xuất sắc đề tài nghiên cứu về cơ cấu nâng hạ hàng của cần trục kone. đi sâu cải tiến và lập trình cho hệ thống kết nối plc thống qua phần mêm plc s7 300
LỜI MỞ ĐẦU Ở nước ta với địa hình có bờ biển dài nhiều sông lớn, từ lâu ngành vận tải thuỷ hình thành, phát triển ngày đóng vai trò quan trọng kinh tế Theo ngành cơng nghiệp đóng tàu ngày quan tâm đầu tư phát triển, để đáp ứng nhu cầu nước hội nhập với giới Trong cơng ty đóng tàu, nhóm thiết bị cần trục cầu trục có vị trí quan trọng, góp phần lớn vào việc định suất hiệu kinh tế công ty Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, nhóm thiết bị ngày hoàn thiện Đặc biệt thiết bị nhập từ nước ngồi có nhiều tính ưu việt, đáp ứng tốt yêu cầu vận hành đáp ứng đủ công suất, mức độ tự động hố cao, vận hành an tồn hiệu quả… Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá kỹ thuật nhóm cần trục cần thiết, giúp cho ta hiểu sâu khai thác tối ưu suất thiết bị Ngoài đưa cải tiến, giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm hồn thiện nhóm thiết bị, phục vụ tốt cho sản xuất mang lại hiệu kinh tế cao Em xin chân thành cảm ơn ! Chương : Khái quát chung dự án thiết kế cải tiến hệ thống điều khiển cấu nâng hạ hàng cần trục Kone 1.1 khái quát chung cấu nâng hạ hàng Cần trục chân đế KONE hãng CRANES Phần Lan thiết kế lắp đặt Công ty vào trước năm 1986 Cần trục có đặc tính điều chỉnh tốc độ thích hợp cho bốc xếp hàng hố cảng biển nâng chuyển công nghiệp lắp máy cho ngành đóng sửa chữa tàu biển Hình 1.1 Cần trục Kone thực tế Cần trục Kone có cấu chính: Cơ cấu nâng hạ hàng Cơ cấu nâng hạ cần Cơ cấu di chuyển chân đế Cơ cấu quay mâm Nguyên lý hoạt động chung cấu nâng hạ hàng: Động truyền động thông qua hệ thống bánh truyền động khí Truyền chuyển động tới trống tời Trống tời quay quấn nhả dây cáp theo chiều tay trang điều khiển.Tại cabin điều khiển, người vận hành thực thao tác điều khiển nhận biết chế độ hoạt động thiết bị Tại người điều khiển quan sát tất không gian xung quanh cần cẩu Kết hợp với dẫn mặt đất thông qua đàm, điều làm cho việc vận hành an toàn công nhân lao động thiết bị.Đặc điểm cấu động truyền động cho cấu nâng hạ hàng động không đồng pha rơto lồng sóc điều chỉnh tốc độ biến tần làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại 1.2 Xây dựng cấu trúc hệ thống cải tiến truyền động điện cho cấu nâng hạ hàng Động dùng cấu nâng hạ hàng động không đồng rotor dây quấn loại M25MATS3 có thơng số kĩ thuật sau: Cơng suất định mức: Hệ số công tác ngắn hạn: Điện áp định mức: Dòng điện định mức: Tốc độ định mức: Điện áp roto: Dòng điện roto: Điện trở roto: 1.3 Pdm = 65 kW ED = 40% Udm = 380 V Idm = 117 A ndm = 964 vg/ph U2 = 400V I2 = 86A R2 = 0,049 Ω/200C Các yêu cầu kĩ thuật với dự án Cần đảm bảo tốc độ nâng chuyển định mức Có khả thay đổi tốc độ phạm vi rộng Có khả rút ngắn thời gian độ Có trị số cos cao Đảm bảo an tồn hàng hóa Điều khiển tiện lợi đơn giản Ổn định nhiệt điện Tính kinh tế kĩ thuật cao Chương 2: Mạch truyền động điện trang bị điện cải tiến cấu nâng hạ hàng cần trục Kone 2.1 Phương án cải tiến cấu nâng hạ hàng Cấu trúc điều khiển hệ thống dùng PLC dùng biến tần cấp cho động khơng đồng rơ to lồng sóc cho cần trục cầu trục (Là hệ hay sử dụng cho loại cần trục nay) Sơ đồ cấu trúc điều khiển độc lập cho hệ thống truyền động điện điều khiển chuyển động cho cần trục cầu trục trên( hình 2.1.1.), chức khâu sau: Tay điều khiển: Tạo tín hiệu điều khiển hệ thống tương ứng với trạng thái tay điều khiển Vị trí”0” hệ thống sẵn sàng hoạt động; Khi tay điều khiển dịch chuyển phía “UP - DOWN” cấu nâng hạ hàng nâng hạ cần: Về phía “L - P” cấu quay, cấu di chuyển; tay điều khiển tạo tín hiệu chọn chiều cho hệ thống cảm biến vị trí liên động với tay điều khiển Đồng thời tay điều khiển nối liên động với trục Encoder tạo tín hiệu dạng số điều khiển giá trị tốc độ quay động Thông thường Encoder 20, 21, 22, 23 , 23 , 25 26 , 27 Nhờ tay điều khiển tạo 10 bit tín hiệu điều khiển (2 bit chiều bit tốc độ) 1.Bộ mã hoá: Bộ mã hố tín hiệu vị trí tay điều khiển nhằm nâng cao suất tín hiệu điều khiển, tăng khả chống nhiễu, truyền tín hiệu xa 2.Bộ điều khiển logic khả trình PLC: Bao gồm CPU, modul dầu vào số DO, modul dầu vào DI kết nối với hệ thống điều khiển Để đảm bảo tính tác động nhanh cho hệ thống, PLC biến đổi tín hiệu từ tay điều khiển dạng số thành tín hiệu tương tự điều khiển biến tần Đồng thời thông qua PLCcung cấp thông tin giám sát hoạt động tồn hệ thống 3.Thiết bị đóng cắt: Các cơng tắc tơ MC dùng để đóng, cắt nguồn cấp cho biến tần động không đồng thiết bị thực khác 4.Bộ biến đổi: Bộ biến tần dùng để điều khiển điện áp, tần số cấp cho động theo luật điều khiển thiết kế lưu giữ CPU biến tần, đồng thời thơng qua biến tần quan sát đặt thông số bảo vệ động 5.Động thực hiện: Thông thường động điện không đồng xoay chiều pha rơ to lồng sóc dùng để truyền động cho hệ thống 6.Thiết bị quan sát: Máy phát tốc độ PG thiết bị đo tốc độ động cho tín hiệu dạng xung 7.Máy tính kết nối với hệ thống: Chức PC để điều khiển giám sát hệ thống Các hệ thống điều khiển kiểu có nhiều ưu điểm so với hệ điều khiển dùng công tắc tơ rơ le : Tạo nhiều cấp tốc độ, hệ thống hoạt động êm, độ giật nhỏ, khả tự động hoá cho cần trục, cầu trục toàn hệ thống điều khiển khu vực Cảng bốc xếp hàng hoá Dạng hệ thống ngày ứng dụng rộng rãi cho hệ điều khiển cần trục cầu trục Hình 2.1.1 Cấu trúc điều khiển cho cấu dùng Computer –Plc-bộ biến tần – động không đồng cho cần trục cầu trục 2.2 Mạch động lực , mạch điều khiển cấu nâng hạ hàng Giới thiệu phần tử : Các công tắc tơ Ac1,Ac2 làm nhiệm vụ khởi động đảo chiều cho động Các công tắc tơ Ac402, Ac412, Ac401, Ac411, Ac400, Ac 410 công tắc tơ loại bỏ cấp điện trở phụ cho động Ad40:Ad41 rơ le thời gian Tay trang có vị trí , vị trí ứng với chế độ nâng hạ hàng vị trí “0” Chương : Lập trình mơ phần mềm PLC 3.1 Tín hiệu vào PLC Bảng 3.1.1 Đầu vào PLC 3.2 Chọn trạm PLC Hình 3.2.1 Khai báo phần cứng phần mềm SIMATIC S7-300 3.4 Chương trình PLC Thuyết minh nguyên lý hoạt động : (Chế độ nâng ) +Vị trí Khi muốn nâng hàng với tốc độ 1, ta đưa tay điều khiển lên vị trí làm tiếp điểm (Z1-R) tay điều khiển đóng làm cho Ac1 có điện đóng Ac1 mạch động lực lại hai động cấp nguồn nâng theo chiều thuận với toàn điện trở phụ mạch roto +Vị trí Khi muốn nâng hàng với tốc độ , ta đưa tay điều khiển lên vị trí , lúc tiếp điểm I tay điều khiển đóng, Khi Ac1 cấp điện tốc độ hai động cấp nguồn , đồng thời Ac402 Ac412 cấp điện đóng tiếp điểm mạch động lực lại để loại bỏ cấp điện trở phụ mạch roto lại Đồng thời rơ le thời gian Ad40 có điện , Nó đóng tiếp điểm Ad40 (3-4) lại sẵn sàng làm việc cấp tốc độ +Vị trí Khi muốn nâng hàng với tốc độ , ta đưa tay điều khiển lên vị trí , lúc tiếp điểm II tay điều khiển đóng, Khi Ac1 cấp điện hai động cấp nguồn , động thời Ac401,Ac411 cấp điện mạch động lực lại để loại bỏ thêm cấp điện trở phụ mạch roto Đồng thời Ac402, Ac412 điện Còn rơ le thời gian Ad41 lại có điện đóng tiếp điểm Ad41(3-4) lại sẵn sàng làm việc tốc độ + Vị trí Khi muốn nâng hàng với tốc độ , ta đưa tay điều khiển lên vị trí , lúc tiếp điểm III tay điều khiển đóng, Khi Ac1 cấp điện hai động cấp nguồn , động thời Ac400,Ac410 cấp điện mạch động lực lại để loại bỏ hết cấp điện trở phụ mạch roto Động làm việc cấp tốc độ nâng lớn (Chế độ hạ ) + Vị trí Khi muốn hạ hàng với tốc độ , ta đưa tay điều khiển lên vị trí , lúc tiếp điểm L tay điều khiển đóng, Khi Ac2 cấp điện động làm việc chế độ hạ , động thời Ac402 mạch động lực động hai động làm việc theo chế độ hạ hàng , đồng thời Ac2 (15-16) mở làm cho Ac1 điện (Khóa chiều nâng hàng khóa liên động điện ) +Vị trí Ở vị trí tay điều khiển , tiếp điểm I đóng lại dẫn đến Ac402, Ac412 rơ le thời gian Ad40 có điện Các tiếp điểm Ac402 Ac412 mạch roto đóng lại loại bỏ cấp điện trở phụ mạch roto động tăng lên tốc độ hạ Đồng thời sau 1,5s rơ le thời gian Ad 40 tiếp điểm mở chậm Ad40 (3-4) đóng lại sẵn sàng cho cấp tốc độ +Vị trí Ở vị trí tay điều khiển phía hạ , có thêm tiếp điểm II đóng lại dẫn đến Ac401,Ac411 rơ le thời gian Ad41 có điện Các tiếp điểm Ac401, Ac 411 mạch roto đóng lại loại bỏ thêm cấp điện trở phụ Tốc độ hạ tăng lên Sau 1,5s rơ le thời gian Ad 40 có điện tiếp điểm thường đóng mở chậm Ad41(3-4) đóng lại sẵn sàng cho cấp tốc độ Khi Ac401 (15-16) mở làm cho Ad40 mở Tuy nhiên Ac401 cấp nguồn tiếp điểm trì Ac401 (1-2) đóng +Vị trí Ở vị trí tay điều khiển phía hạ , có thêm tiếp điểm III đóng lại , dẫn đến Ac400, Ac410 có điện Các tiếp điểm Ac400,Ac410 mạch roto đóng lại loại bỏ hết điện trở phụ mạch roto động làm việc tốc độ lớn Đồng thời tiếp điểm tự trì Ac400(13-14) cho Ac400 Ac410 cấp nguồn tiếp điểm Ac400 (15-16) mở nên rơ le thời gian Ad41 bị nguồn mở Ad41 (3-4)ra KẾT LUẬN Sau thời gian thực đồ án môn học với giúp đỡ thầy PGS.TS.Hồng Xn Bình , đề tài em “Thiết kế cải tiến hệ thống điều khiển cấu nâng hạ hàng cần trục Kone ” hoàn thành - Trong đề tài em nghiên cứu,xây dựng sau Khái quát chung dự án thiết kế cải tiến hệ thống nâng hạ hàng Thiết kế hệ thống cải tiến cấu nâng hạ PLC Lập trình mơ phần mềm PLC Tuy nhiên hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thực tế, tài liệu tham khảo, nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ thầy bạn để đồ án hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn Máy điện, Nhà xuất xây dựng Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình (2006) Trang bị điện - điện tử tự động hoá cầu trục cần trục NXB KH&KT, Hà Nội Bùi Quốc Khánh - Nguyễn Văn Liễu -Nguyễn Thị Hiền ( 1996) Truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội ... Khái quát chung dự án thiết kế cải tiến hệ thống điều khiển cấu nâng hạ hàng cần trục Kone 1.1 khái quát chung cấu nâng hạ hàng Cần trục chân đế KONE hãng CRANES Phần Lan thiết kế lắp đặt Công ty... trục Kone thực tế Cần trục Kone có cấu chính: Cơ cấu nâng hạ hàng Cơ cấu nâng hạ cần Cơ cấu di chuyển chân đế Cơ cấu quay mâm Nguyên lý hoạt động chung cấu nâng hạ hàng: Động truyền động thông qua... điện cải tiến cấu nâng hạ hàng cần trục Kone 2.1 Phương án cải tiến cấu nâng hạ hàng Cấu trúc điều khiển hệ thống dùng PLC dùng biến tần cấp cho động khơng đồng rơ to lồng sóc cho cần trục cầu trục