Автоматизация управления грузоподъемными механизмами мостового типа

Мостовые краны – это агрегаты, которые широко используются во многих сферах деятельности. их можно встретить на объектах строительной, промышленной и производственной направленности. Они позволяют перемещать крупногабаритные и опасные предметы, обеспечивают проведение монтажных и демонтажных работ на территории цехов, площадок открытого типа. Кроме того, с помощью кранов ремонтируется техника, погружаются и разгружаются материалы самых разных видов.

Мероприятия по модернизации подобного оборудования проводятся с целью усовершенствования присутствующих в структуре механизмов и метода управления ими, а также для получения практически нового аппарата, собранного согласно требованиям и нуждам как заказчика, так и системы. Причем полученное изделие будет стоить гораздо дешевле, чем новое.

Характеристика кранов

Устройство имеет вид балки, которая в определенном месте перекидывается через цех, строительную площадку и иные, открытые или закрытые, участки. Груз перемещается благодаря подкрановым путям. Они занимают основную балку.

Мостовые конструкции бывают опорными и подвесными. Первые, в зависимости от способа управления, дифференцируются на ручные и электрические. Они же разбиваются еще на две категории, представленные однобалочными и двухбалочными экземплярами. Подвесные модели отличаются друг от друга по ширине пролета, которая варьируется в диапазоне 10-20 м. Подобные аппараты – это чаще всего однобалочные комплексы с одним пролетом.

Грузоподъемность обусловливает выделение трех групп агрегатов: в первую входит оборудование, рассчитанное на нагрузку максимум 5 тонн, во вторую – 5-50 тонн, в третью – 50-320 тонн.

Однобалочные мостовые механизмы (иначе именуются кран-балками) состоят из прокатного двутаврового профиля, закрепленного на концевых балках, оснащенных ходовыми колесами. Нижняя полка основного бруса предназначена для перемещения ручной или электрической тали, которая используется как грузовая тележка. Если возникает необходимость усиления конструкции, дополнительно монтируются металлические фермы.

Двухбалочные изделия – это мобильные устройства, напоминающие мост, передвигающийся на ходовых колесах по линии крановых путей. им характерна повышенная прочность в горизонтальной плоскости, что благоприятно сказывается на продолжительности срока эксплуатации. Тележка, включающая подъемный механизм и автономный двигатель, перемещается перпендикулярно технологическому пролету по одному из поясов балок. Элементы общего управления работой аппарата расположены в кабине.

Электрическими кранами оборудуются преимущественно большие крытые помещения: склады, производственные цеха, ангары. Относительно высокая производительность этих моделей способствует достаточно быстрому выполнению требующихся манипуляций с грузами.

Необходимость модернизации

Темпы и рентабельность производства в настоящее время прочно закрепили свои позиции среди ведущих факторов успеха конкурентной борьбы. В подобных условиях устаревшие машины не справляются со своими функциями, а средств на замену техники зачастую просто нет. Несмотря на кажущуюся безвыходность ситуации, существует проверенный вариант кардинального улучшения ситуации без вложения большого количества материальных ресурсов: ремонт и усовершенствование основных средств, позволяющие адаптировать последние к возросшей нагрузке.

Главной задачей модернизации мостовых кранов является замена системы управления их активностью. Например, использовать частотный преобразователь гораздо выгоднее, чем двигатели MTF, огромные силовые контроллеры, контакторы и прочие изжившие себя приборы, поскольку он при правильном подборе аппаратуры для реализации конкретной задачи экономичнее на 20-40% по сравнению с ними. Также энергия, возникающая при переходе привода в тормозные режимы, может накапливаться и возвращаться в сеть для повторного привлечения к работе (рекуперация).

Электрическая схема обновляется заменой стандартного релейно-контакторного управления системами на микропроцессорах. К ним относятся частотное и тиристорное регулирование механизмов крана.

Преобразователи частоты, выступающие в качестве ключевого компонента первой схемы, плавно изменяют скорости вращения электродвигателя, помогают точнее позиционировать груз и уменьшают потребление электричества.

Вторая модель базируется на панелях ТЭДФ. Она работает по принципу, согласно которому электродвигатель, имеющий фазной ротор, управляется силовыми тиристорами путем внедрения активных или реактивных сопротивлений в цепь обмотки подвижной части привода. За счет импульсно-ключевого регулирования и динамического торможения конфигурация функционирования машины приобретает широкий спектр возможностей.

Для упрощения взаимодействия с оборудованием, автоматизации отдельных операций и решения ряда других задач используются шкафы управления. С их помощью достигается экономия трудовых ресурсов и сокращение затрат времени на некоторые работы. Они также участвуют в оптимизации процессов подъема и перемещения грузов, значительно повышая общую эффективность агрегатов.

Описание шкафов управления

Шкаф управления кран-балкой – это НКУ, которое контролирует и регулирует все электрические механизмы конструкции. Он образован корпусом с размещенными внутри панелями. На них группами монтируются различные электрические аппараты. Оболочка ШУ обычно изготавливается из стали и поставляется с классом защиты IP55.

Комплектация шкафа определяется типом крана. Для мостовых моделей в НКУ предусмотрена программная конфигурация, с помощью которой производится запуск перемещения, поворота и подъема грузов; осуществляется разгон и остановка устройства за определенное время, управление тормозной системой. При этом чаще всего ШУ функционирует в связке с пультом ПУ.

Шкафы обеспечивают максимальный крутящий момент даже при минимальном количестве оборотов электропривода. Они продлевают срок эксплуатации агрегатов, которые обслуживают, в 1,5 и более раз. Благодаря им повышаются показатели точности и безопасности работы механизмов, чему способствует исключение человеческого фактора из некоторых сегментов процесса. ШУ позволяют выполнять плавный пуск и останов электродвигателя, предупреждая тем самым появление ударных нагрузок на машину.

Шкаф управления краном контролирует скорость движения аппарата, моментально отключает систему, если произошла авария. С его помощью реактивная мощность, продуцируемая промышленной сетью, потребляется в меньших количествах. Он поддерживает регистрацию причин отказа оборудования с сохранением информации о событии для последующего просмотра пользователем. НКУ оснащается предупредительной и аварийной сигнализацией; устраняет режим электромагнитного тормоза, угрозу заклинивания двигателей и равномерно распределяет нагрузку между ними; защищает чувствительные элементы конструкции от сверхтоков, коротких замыканий, обрыва фаз и др.

Дополнительно ШУ контролирует подкрановое освещение, снижает скорость агрегата, когда последний приближается к другому такому же механизму. В корпусе шкафа, помимо прочего, обычно размещается свободно программируемый логический контроллер, который отслеживает режимы работы объекта и при необходимости меняет ее алгоритм. Команды формируются двумя способами: посредством цифрового протокола ModbusRTU и радиоканала.