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自动化技术在起重行业的的应用
发表时间:2020/1/11 1:09:53  |  点击率:568

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车,航吊,吊车。

  轮胎起重机的主要特点是:其行驶驾驶室与起重操纵室合二为一、是由履带起重机(履带吊)演变而成,将行走机构的履带和行走支架部分变成有轮胎的底盘,克服了履带起重机(履带吊)履带板对路面造成破坏的缺点,属于物料搬运机械。

桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上,形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行,可以充分利用桥架下面的空间吊运物料,不受地面设备的阻碍。它是使用范围、数量最多的一种起重机械。
 

   大型起重机基本都是由PLC实施控制功能,而一些中、小型港口的起重设备仍在采用继电器-接触器控制系统,俗称常规控制系统,并涉及到大量的低压配电产品和传动产品。

因此,在自动化市场的描述上,主要通过两个维度来进行细分:
,是产品维度:可编程逻辑控制器PLC、触摸屏HMI、低压变频器、低压电器等。
第二,是机型维度:造船起重机、港口起重机、散料输送设备、冶金专用起重机、电力专用起重机等不同类型起重机械。 

  起重行业的自动化产品主要应用在起重机械的电控系统中,主要包含工控产品、配电产品、中压变压器、外围设备四部分。

 

一、工控产品
工控产品主要分为四类:主控系统、驱动系统、上位系统(HMI)、传感器。

1、主控系统
  起重行业的主控系统分为两类:传统控制器和可编程逻辑控制器(PLC)。

2、传统控制器
   继电器-接触器控制系统俗称常规控制系统。由于其控制过程较为直观、维修人员易于掌握、初期投资相对较小,目前在国内一些中、小型港口的起重设备仍在采用。它的缺点是能量指标差、设备体积大、元件种类多、元件之间连线多、时间继电器整定值整定困难或不精确、 更改控制逻辑困难。在大型控制系统上目前已很少采用。

3、可编程逻辑控制器(PLC)
  可编程序逻辑控制器(PLC)已广泛应用于起重行业各类设备中,相对传统控制器,它有以下优点:
1) 功能强大,性价比高;
2) 硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强;
3) 可靠性高,抗干扰能力强;
4) 系统的设计、安装、调试工作量少;
5) 维修工作量小,维修方便;
6) 体积小、能耗低。

4、应用特点:
  根据产品类型和吨位的不同,一台起重设备上可能会配置1-4台PLC。大中小型PLC在起重行业都有应用,岸桥、龙门吊等大型设备商PLC的控制点数多达数千,普通起重机主要使用小型PLC。

5、行业要求:
  起重行业对PLC的网络组件的抗干扰能力要求比较高。港口的盐雾、粉尘,冶金环境的高温、粉尘等都会对设备造成影响,因此要求设备都有涂层板。

6、应用领域:
  在所调查的产品中,除了比较低端的冶金桥机使用比例较低(中小型产品只用低压电器)外,其余产品基本都使用PLC。

二、驱动系统
   起重行业的驱动方式分为五类:直接启动、软启动器、定子调压、转子子串电阻驱动器、变频器。

1、软启动器:
   目前软启动器主要应在斗轮堆取料机等设备上驱动大功率的皮带机或斗轮。
   定子调压、转子子串电阻驱动器:

 定子调压调速是在变频器推广之前比较好的调速方案。它电机调速范围不大,这种调速方法必须补串电阻,以扩大调速范围,但机械特性较软,稳定性差。
   但定子调压驱动器的设计充分考虑了冶金行业高温、高粉尘的适用环境,驱动器在70度能正常共作,控制电子版涂有防护涂层,免受导电粉尘影响。

2、变频器:
   常用的300KW 以下变频器一般为单传动方式,300KW以上多用多传动方式。

3、应用特点:
   一般起重设备上至少配置4台变频器。一般为单传动方式,即单台变频器包含整流器、逆变器、制动单元等部件。但大型的起重装卸设备上往往采用多传动系统。

4、行业要求: 
  主要技术要求有位能负载,动态相应,矢量闭环,过载能力等。此外变频器的IP防护等级也要求比较高。其中提升机对变频器的要求,上、下行不能产生“溜钩”现象,性能上零速时需要输出至少150%以上的额定转矩 。同样要求设备都有涂层板。

5、应用领域:
   冶金桥机变频器使用率较低,多用定子调压。另外,在散料装卸设备商,变频器的使用率也较低。

三、上位系统(HMI)
1、应用特点:
大多数用于起重机机械行业的HMI都配备了触摸屏。

2、行业要求:
  高抗干扰能力的网络,具高要求的防尘、防震、防冲击能力。用于港口机械的HMI必须超过10英寸的真实色彩,因为电控室很高,在三面强光的照射下工程师将会看到死角。

四、传感器
1、应用特点:
  起重设备用传感器包括:位置传感器,有限位、接近、激光和编码器等;此外还用称重传感器,经常采用的有荷载传感器,角度传感器等。

2、行业要求:
  起重行业对传感器的要求主要是可靠性高,对位移传感器要求较高的分辨率,对角度传感器要求较高的精度等。另外,起重行业会要求使用特殊的重载型编码器。

3、应用领域:
  国家质监局令(2007),起重设备上必须配备传感器产品,否则不能出厂。

五、配电产品
  用于起重机设备的主要包括断路器、熔断器插头,接触器、刀开关、控制继电器、控制器、电阻等。此外,负荷感应器和角速度传感器也是常用。

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