ВКР версия 5.0.Релиз (Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10) — документ (229168)

Файл «ВКР версия 5.0.Релиз» внутри архива находится в следующих папках: Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10, Бессонов ВКР 648 гр 2017. Документ из архива «Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10»,
который расположен в категории «».
Всё это находится в предмете «дипломы и вкр» из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве ДВГУПС.
Не смотря на прямую связь этого архива с ДВГУПС, его также можно найти и в других разделах. .

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электротехника, электроника и электромеханика»

Хабаровск – 2017

ABSTRACT

In this thesis work is the development of automatic control electric double-cantilever gantry crane KDKK-10, 10 ton lifting capacity. During the work produced a study of the technical data is edge-on, the principle of its work, the study of relay-contact control circuit tap revealed its shortcomings. We developed a technical solution with application of frequency speed control of motors and the microprocessor control logic. The calculation and selection of necessary equipment, and also designed an electric circuit connections to the equipment.

РЕФЕРАТ

Работа содержит 121 с., 23 рис., 42 табл., 7 источников, 3 прил.

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ, РАБОЧИЕ МЕХАНИЗМЫ, БЕЗОПАСНОСТЬ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ, ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРИВОДОМ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ПРОГРАММА ДЛЯ ПЛК И СЕНСОРНОЙ ПАНЕЛИ.

Целью дипломного проекта является разработка автоматизированной системы управления электроприводами козлового двухконсольного крана КДКК-10, грузоподъемностью 10 тонн, расположенного на путевой машинной станции 186, пос. Корфовский.

Общая часть дипломного проекта содержит технические данные объекта автоматизации. Описан технологический процесс погрузочно-разгрузочных работ. Изложено описание электрической схемы крана с управлением на релейно-контактной логике. Приведен анализ недостатков имеющейся электрической схемы. Рассмотрены положительные стороны применения частотного управления приводами для объекта автоматизации. Проведен анализ входных и выходных параметром системы, на основании чего составлена структурная схема автоматизированной системы управления с применением промышленного логического контроллера (ПЛК), частотного управления и человеко-машинного интерфейса. Изложено описание структурной схемы.

Специальная часть дипломной работы содержит расчеты и подбор электрооборудования и средств автоматизации. Разработаны принципиальные электрические схемы силовой цепи и цепи управления. Разработаны программы для ПЛК и сенсорной панели.

ВВЕДЕНИЕ 9

1 СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 11

2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 14

3 СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ КРАНОМ 18

3.1 Описание схемы управления 18

3.2 Недостатки схемы управления 21

3. 3 Частотное управление электроприводом 24

4 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ (АСУ) КРАНОМ С ЧАСТОТНЫМ ПРИВОДОМ 29

4.1 Общие сведения 29

4.2 Входные параметры системы 29

4.3 Выходные параметры системы 31

4.4 Описание структурной схемы АСУ 33

5 РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ 38

5.1 Подбор электродвигателей с короткозамкнутым ротором 38

5.2 Подбор ПЛК 40

5.2.1 Общие сведения 40

5.2.2 Выбор модуля центрального процессора 41

5.2.3 Выбор модулей входных сигналов 42

5.2.4 Выбор модулей выходных сигналов 46

5.2.5 Выбор модуля питания 48

5.2.6 Выбор монтажного шасси 50

5.3 Подбор преобразователей частоты 51

5.4 Расчет и подбор автоматических выключателей 58

5.4.1 Общие сведения 58

5.4.2 Выбор автоматического выключателя для защиты двигателя привода подъема груза 59

5.4.3 Выбор автоматического выключателя для защиты двигателя привода передвижения грузовой тележки 61

5. 4.4 Выбор автоматического выключателя для защиты электродвигателей привода крана по подкрановым путям 63

5.4.5 Выбор автоматического выключателя для защиты электромагнитного тормоза 65

5.4.6 Выбор автоматического выключателя для защиты линии 67

5.5 Подбор контакторов 68

5.6 Подбор управляющих кнопок и координатных переключателей 71

5.7 Подбор датчика температуры 72

5.8 Подбор датчика ветра 73

5.9 Подбор датчика массы груза 74

5.10 Подбор концевых выключателей 77

5.11 Подбор устройств сигнализации 78

5.12 Подбор устройства графического отображения информации 79

5.13 Подбор дополнительного оборудования 83

5.14 Подбор сечений кабелей и проводников 85

5.15 Подбор электромонтажного шкафа 87

5.16 Подбор обогревателя для шкафа управления 89

6 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 93

7 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПЛК 95

8 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ СЕНСОРНОЙ ПАНЕЛИ 97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 100

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 101

ПРИЛОЖЕНИЕ А 102

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 104

ПРИЛОЖЕНИЕ В 107

Целью данной выпускной квалификационной работы (ВКР) является разработка системы автоматизированного управления группой электроприводов козлового двухконсольного крана КДКК-10. Принцип автоматизации кранов, как козловых, так и кранов других типов, заключается в переходе от схемы управления приводами крана с релейно-контактной логикой к схеме управления, основанной на микропроцессорной логике. Основой микропроцессорной логики является промышленный логический контроллер (ПЛК). Достоинства ПЛК заключаются в том, что он позволяет упростить построение систем управления различными технологическими процессами (ТП), упростить контроль параметров ТП, быстро и своевременно реагировать на неправильное поведение системы, а также реализовывать сложнейшие алгоритмы контроля и управления, которые не возможно реализовать посредством релейно-контактных схем. Кроме того, благодаря взаимодействию ПЛК с человеко-машинным интерфейсом операторы ТП могут динамично менять режимы работы системы автоматизации и взаимодействовать, как с отдельными элементами системы, так и со всей системой в целом, при этом находясь в одном месте.

Автоматизация кранов позволяет снизить операционные затраты на их содержание за счет ухода от контакторов в цепях роторов двигателей, а также уменьшения контактов в цепи управления; обеспечить плавность перемещения грузов, за счет чего снижаются динамические нагрузки на подъемно-транспортное оборудование; упростить схему управления. За счет этого повышается эффективность работы крана.

Автоматизация кранов является актуальной на сегодняшний день задачей, так как кран- это распространенная абсолютно во всех отраслях промышленности и очень часто используемая машина и поэтому, чем больше будет эффективность работы машины, тем больше прибыли она будет приносить предприятию.

Устройство кранов достаточно сложное, соответственно процесс автоматизации крана также является сложным. Перед началом разработки системы автоматизированного управления, необходимо изучить устройство крана, принципы его работы, а также уделить немалое внимание безопасности, касающейся работы крана. Следует руководствоваться такими нормативно-техническими документами, как ПБ 10-382-00 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» и ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Кроме того разрабатывать систему автоматизированного управления следует согласно ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные системы. Стадии создания» и ГОСТ 24.104-85 «Автоматизированные системы управления. Общие требования».

Система автоматизированного управления краном представляет собой 3-х уровневую структуру. 1-й уровень – полевой, к нему относятся датчики и исполнительные устройства, которые непосредственно взаимодействуют с объектом; 2-й уровень – управление технологическим процессом, к нему относится ПЛК; 3-й уровень – контроль технологического процесса, к нему относятся средства человеко-машинного интерфейса, посредством которых оператор взаимодействует с системой.

Объектом автоматизации является козловой двухконсольный кран КДКК–10, расположенный на путевой машинной станции 186, пос. Корфовский, Хабаровский край. Общий вид крана приведен на рисунке А.1, приложения А. Технические данные крана КДКК-10 приведены в табл. 1.1. Технические данные электродвигателей, используемых в качестве приводов рабочих механизмов крана, приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.1 — Технические характеристики крана КДКК-10

*Согласно пункту 6, табл. 3 по ГОСТ 1451-77 «Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения» для данного типа кранов (козловой консольный) максимальная допустимая скорость ветра во время работы крана составляет 14 м/с.

Таблица 1.2 — Технические данные электродвигателей

Продолжение таблицы 1.2

Питание крана осуществляется по троллейной линии, напряжением 380 В, с частотой питающей сети 50 Гц.

Электросхемы башенных кранов: безопасность и конструктивные узлы

Опубликовано: 28.02.2013

1731

Все краны башенного типа работают от внешних электрических стационарных сетей. Током питаются все электродвигатели механизма. И не только они.

Вместе с установкой башенного крана на объекте к нему прилагается принципиальная схема электрического питания. Именно она дает визуальное представление о том, как взаимодействуют между собой отдельные узлы и конструктивные системы, работающие от электрического тока.

Электросхемы башенных подъемных устройств выполнены в виде графической информации, где электроаппараты, двигатели, реле, контакторы, ограничители имеют словные обозначения. Электросхема дает возможность быстро найти неисправность при вынужденной остановке грузоподъемной машины и оперативно устранить ее. Используется при замене вышедших из строя электродвигателей, других потребителей электрического тока. Позволяет более оперативно осуществлять профилактическое обслуживание и так далее.

В принципе, башенный кран настолько насыщен различными электрическими приборами и узлами, что даже специалисту без схемы трудно во всем разобраться. Например, каждый электродвигатель, управляется при помощи специальных эклектических устройств, называемыми контролерами. К примеру, электродвигатель короткозамкнутый, что обеспечивает работу лебедки стрелы, управляется при помощи контролера грузовой каретки. Чтобы переключить привод с одного узла на другой, используется переключатель пакетный ВН.

Электрическое оборудование башенных кранов сложное. Одних электромоторов сколько. Требуются электродвигатели для подъема груза, поворота самого подъемного механизма, монтажной лебедки, движения грузовой каретки, толкателя гидравлического и так далее.

Кроме них работают различные контролеры, ограничители хода. Электросхемы предусматривают наличие около десятка автоматических электрических выключателей, соединенных с расцепителями. Кроме этого согласно схемам на кранах функционируют магнитные пускатели, переключатели, реле, реле обрыва, конечные выключатели, кнопки управления, мощные стабилизаторы напряжения.

А также тормозные магниты, звонки безопасности, сирены, вольтметры, понижающие трансформаторы, амперметры, электропечи для обогрева кабины, селеновые выпрямители, предохранители плавкие, разъемы штепсельные, лампы сигнальные и многое другое. Становится очевидным, что без принципиальной электросхемы обойтись просто невозможно.

Система безопасной работы не может находиться вне электросхемы. Все механизмы оборудованы средствами концевой защиты. Она функционирует благодаря линейному контактору. В схеме это выглядит так: контакты выключателей концевых ограничительного устройства хода крана, включены последовательно в цепи катушек реверсоров.

Электрическая схема защиты включает в себя графическое обозначение специального выключателя, который блокирует двери операторской кабины. Обеспечивает плавный спуск груза грузовая лебедка при помощи системы противовключения. Она управляется при помощи педали непосредственно оператором. И так далее.

Отсутствие на рабочем месте электросхем может привести к затяжным остановкам производительной грузоподъемной машины. А это огромные потери денежных средств, что крайне невыгодно для бизнеса. Оператор обязан хорошо читать принципиальные электрические схемы потому, что это является залогом хорошей эксплуатации грузоподъемных машин.

Daraja.ru — все о спецтехнике!

Точное моделирование системы козлового крана, включая трение, трехмерное угловое качание и гибкость подъемного троса
title={Точное моделирование системы козлового крана с учетом трения, трехмерного углового поворота и гибкости подъемного троса},
автор = {Авраам Т. Мэтью},
год = {2014}
}