Разработка микропроцессорного управления электроприводов
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
В настоящее время заметно возрастает потребность, как промышленных предприятий, так и населения, в удовлетворении их потребностей, связанных с перевозками различных грузов. Это требует интенсификации режимов работы узлов перевозки и перегрузки. В том числе это относится и к различным перегрузочным крановым установкам – портальным кранам, козловым кранам и другим. Решение этих задач невозможно без усовершенствования техники, повышения производительности и надёжности машин, что в свою очередь неразрывно связано с совершенствованием электропривода этих машин. Современные электроприводы определяют уровень силовой электровооружённости труда и благодаря своим преимуществам, по сравнению с другими видами приводов, являются основным и главным средством автоматизации рабочих машин и производственных процессов. Развитие техники и широкое внедрение автоматики предъявляет всё более высокие требования к электроприводу и ведёт к значительному расширению области применения регулируемого электропривода. Широкое развитие автоматизированных транспортных систем выдвигает на передний план ряд требований, а именно: получение точности остановки; получение плавного пуска и торможения; возможность перераспределения нагрузок между двигателями в многодвигательных системах и др. Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно-кратковременным режимом работы при большой частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. Крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы. В зависимости от назначения крана разрабатываются требования, которые предопределяют не только основные параметры (грузоподъемность, вылет стрелы, скорость движения механизмов, грейферно-крюковой или крюковой режим работы и др.), но и конструкцию. Целью данной работы является разработка микропроцессорной системы управления электроприводами портального крана. Для достижения указанной цели в работе необходимо решить следующие задачи: изучение назначения, состава, устройства портального крана Ганц грузоподъемность 16 т; рассчитать и построить циклограммы, определить продолжительность включения электродвигателей механизмов портального крана; рассчитать мощность и выбрать электродвигатели приводов подъема, поворота и изменения вылета стрелы; разработать структурную схему системы микропроцессорного управления электроприводами портального крана; выполнить выбор необходимых элементов для реализации системы микропроцессорного управления электроприводами портального крана. Достижение указанной цели позволит добиться более полного выполнения технологических требований перегрузочного процесса и обеспечить экономичное потребление электроэнергии, направленное на улучшение эксплуатационных показателей, повышение производительности труда, снижение себестоимости.
Назначение, состав, устройство и работа крана
Кран «Ганц» грузоподъемностью 16 т разработан Конструкторским бюро Кранового завода Венгерского судо- и краностроительного комбината в Будапеште (Венгрия). Данный кран считается одним из лучших и надёжных кранов, благодаря продуманным конструкторским...
Состав, устройство и работа крана
Кран «Ганц» состоит из портала, установленного на четырех ходовых тележках, и поворотной части. Портал – двухпутный, с расстоянием между осями железнодорожных путей 10,5 м, каждая ходовая тележка имеет индивидуальный привод и снабжена рельсовым захва...
Разработка структурной схемы системы управления
Для общего управления электроприводами механизмов крана, информационной визуализации процесса управления, диагностики состояния электрооборудования и архивирования событий обычным является использование программируемого логического контроллера. В сис...
Открыть главуВыбор элементов электропривода с микропроцессорным управлением
При выборе преобразователей частоты для питания и регулирования скорости асинхронных электродвигателей прежде всего необходимо определить способ торможения электроприводов крана: рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть или торможение с выд...
Открыть главуПрограммируемый логический контроллер
Микропроцессорная система управления электроприводами портального крана реализована на основе программно-технического комплекса Simatic, разработанного и выпускаемого компанией Siemens. Микропроцессорный блок управления электроприводами портального к...
Открыть главуБлок питания S7–400
Блок питания S7–400 снабжает модули на монтажной стойке рабочим напряжением через заднюю шину. В номенклатуре фирмы Siemens имеется шесть типов блоков питания (и их модификаций) для контроллера S7–400. Существует три блока питания серии PS 405 (посто...
Открыть главуСхема силовой части электропривода
На рисунке 5.10 показана схема силовой части электроприводов портального крана (поддерживающая лебедка и замыкающая лебедка). Для того чтобы подготовить схему привода подъёма груза к работе нужно включить автоматический выключатель QF для питания сил...
Открыть главуЗаключение
В данной работе выполнена разработка микропроцессорной системы управления электроприводами портального крана. Основные результаты работы заключаются в следующем: изучены назначение, состав, устройство портального крана Ганц грузоподъемность 16 т; рассчитаны и построены циклограммы, определены продолжительности включения электродвигателей механизмов портального крана; рассчитаны мощности и выбраны электродвигатели приводов подъема, поворота и изменения вылета стрелы; разработана структурная схема системы микропроцессорного управления электроприводами портального крана; выполнен выбор необходимых элементов для реализации системы микропроцессорного управления электроприводами портального крана. К основным преимуществам разработанной системы микропроцессорного управления электроприводами портального крана можно отнести: существенное сокращение времени простоев крана; плавность хода, отсутствие ударных воздействий и связанное с этим продление срока службы металлоконструкций крана, редукторов, подшипников и т. п. на 25–30%; возможность работы в слабых сетях с просадками напряжения до 50% от номинального; возврат энергии в сеть при опускании груза и торможении (энергосбережение до 30%); синусоидальная форма питающего напряжения, отсутствие высших гармоник, компенсация реактивной мощности, потребляемой из сети; стабилизация напряжения, подаваемого на двигатели, при колебании входного напряжения сети и, как следствие, дополнительная защита двигателей от перегрузки; программная реализация функции грейферного автомата, простота настройки на любой грейфер; расширенные функции диагностики состояния всех приводов и системы управления в целом. Все решённые в данной работе проблемы, связанные с обновлением электрооборудования погрузочно-разгрузочной техники направлены на повышение работоспособности, увеличение долговечности и простоты обслуживания электромеханических систем. Кроме этого разработаны мероприятия по созданию современных светотехнических средств, которые позволят улучшить условия труда, при этом сократится травматизм на производстве.
Список литературы
Ключев, В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов / В.И. Ключев. – М.: Энергоатомиздат, 2001. – 704 с. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе / С.Н. Вишеневский. – М.: Энергия, 1977. – 432 с. Чернышев А.Ю. Электропривод переменного тока: учебное пособие / А.Ю. Чернышев, Ю.Н. Дементьев, И.А. Чернышев – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 213 с. Драчев Г.И. Теория электропривода: учебное пособие. Часть 1 / Г.И. Драчев. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. – 209 с. Драчев Г.И. Теория электропривода: учебное пособие. Часть 2 / Г.И. Драчев. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. – 193 с. Драчев Г.И. Теория электропривода: учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию / Г.И. Драчев. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. – 196 с. Новиков В.А. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации: учеб. пособие /под ред. В.А. Новикова, Л.М. Чернигова. – М: Изд. Академия, 2006. – 368 с. Белов М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов / М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. – М.: Академия, 2007. – 576 с. Блинчиков О.И. Автоматизация портального крана с подвесной траверсой: на примере участка автоклавирования ячеистого бетона / О.И. Блинчиков // Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.т.н. – Самарский государственный архитектурно-строительный университет. – 2009. – 16 с. Хаджинов М.К. Система управления подъемным краном на базе квазимодального регулятора с функцией подавления колебаний перемещаемого груза / М.К. Хаджинов, А.С. Шмарловский // Доклады БГУИР. - №7(45). – 2009 – с. 38 – 43. Лимонов Л.Г. Применение электроприводов по системе преобразователь частоты – асинхронный двигатель для крановых механизмов / Л.Г. Лимонов, В.П. Моргулис, А.Н. Нетеса // [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.kdu.edu.ua/statti/2007-4(45)/33.pdf – Данные на 24.06.2019 г. Лимонов Л.Г. Электроприводы переменного тока основных механизмов портального крана с грейферным и крюковым захватом / Л.Г. Лимонов, А.Н. Нетеса, А.И. Креславский, А.Н. Теслицкий // Электромашиностроение и электрооборудование. - № 66. – 2006. – с. 138 – 140. Лимонов Л.Г. Регулируемый электропривод переменного тока подъемных кранов специального назначения / Л.Г. Лимонов, А.И. Креславский, А.Н. Теслицкий // Электромашиностроение и электрооборудование. - № 66. – 2006. – с. 136 – 137. Портальный кран Ganz (Ганц) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.roig.ru/articles/portalniy_kran_ganz/ – Данные на 24.06.2019 г. Портальный кран серии АИСТ [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.zaosmm.ru/catalog/26 – Данные на 24.06.2019 г. АСУ ТП портального крана [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://sgm1.ru/portalnyj-kran/ – Данные на 24.06.2019 г. Электропривод подъемных кранов [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://drivet.ru/jelektroprivod-podemnyh-kranov – Данные на 24.06.2019 г. Модернизация портальных кранов [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.alekon.ee/failid/File/pdf/alekon_brochure_upgrade_A4_10mm_300dpi_CMYK_preview.pdf – Данные на 24.06.2019 г. Модули центральных процессоров CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://siemens.el-complex.com/index.php?tree=1000000&tree2=9990284&tree3=5009999&tree4=5000005&tree5=5000008&tree6=5000014&tree7=5000019&tree8=5000074 – Данные на 24.06.2019 г. Модуль позиционирования FM 451 - Функциональные модули [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://siemens.el-complex.com/index.php?tree=1000000&tree2=9990284&tree3=5009999&tree4=5000005&tree5=5000008&tree6=5000014&tree7=5000090&tree8=5000199 – Данные на 24.06.2019 г. Интерфейсные модули IM 467/IM 467FO [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.siemens-pro.ru/s7-400-modules/IM_467_IM_467FO.html – Данные на 24.06.2019 г. Модули расширения ввода-вывода Siemens SIMATIC SM421, SM422 дискретных и SM431, SM432 аналоговых сигналов для работы в составе контроллеров S7-400 [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://progressavtomatika.ru/katalog-tovarov/signalnye-moduli-rasshireniya-vxodov-vyxodov-siemens-simatic-s7-400-diskretnye-sm421-sm422-analogovye-sm431-sm432.html – Данные на 24.06.2019 г. Модули PS 405 и PS 407 [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.siemens-pro.ru/s7-400-modules/PS_405_PS_407.html – Данные на 24.06.2019 г. Технологический модуль T400 [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.aqad.ru/index.php?tree=1000000&tree2=9990284&tree3=8119999&tree4=8110195&tree5=8110079 – Данные на 24.06.2019 г. Выходные (моторные) дроссели для преобразователей частоты [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://bizorg.su/drosseli-dvigateley-r/p3956912-vyhodnye-motornye-drosseli-dlya-preobrazovateley-chastoty-hyundai – Данные на 24.06.2019 г.
