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1、NO:CYqz2012-4-29QB防爆变频起重机性能说明批准：审核：编制：许敏山东超越起重机械有限公司2012-5-2一、使用概况A、硅粉行车工作流程：B、十万吨硅粉行车月工作量：C、从以上工作流程可以看出，因生产任务紧，工作量大，LD起重机的工作级别根本满足不了生产任务，经常出现设备故障无法保证正常的安全生产需要。 因此建议更换其起重设备。二、起重机负载特点为了提高生产率以及适应各种工作的要求，起重机的工作速度应该是可控制的尤其是起重机起升机构，当轻载和空钩下降时，在大起升高度升降重物时，为节省时间，需较高的工作速度，当吊运危险物品、重载以及进行安装工作时，为了安全可靠和准确定位，则要求较
2、低的工作速度甚至微速。因此，起重机一般设有速度调节装置，且要求其工作平稳可靠、结构简单、操作方便、调速范围大等.对于门式起重机，其核心机构是起升机构，在起升机构上电气控制调速必须解决的关键技术为:1)低频时能保证恒转矩输出，以避免低频时满负载工况下发生带不动负载的现象;2)满负载时在空中制动停车或再提升时，不产生溜钩现象;3)电动机减速或重载下放时，再生制动能量必须迅速释放。对于门式起重机的行走机构，为了保证停车位置的准确，也必须将负载按照四象限运行来考虑。下面列举几种起重机常用的调速方案并进行比较。1.2.2 原LD单梁起重机电机启动缺点传统的LD单梁起重机多采用鼠笼式交流异步电动机，电机启
3、动时无缓冲启动电流大，当电动机负载转矩M相同时，转速随之增大，这种配置方法简单，成本低，方便维修，缺点是无调速，冲击大，下降及停车时难控制，低速时机械特性软，不易获得稳定的轻载低速，下降工况时调速困难，故一般与制动器配合使用，不利用频繁使用场所。三、新设计优点电气方案总述1、本设备电气系统为较早前设计技术不能适应设备的工作要求，元件老化，绝缘差，对人身和设备构成严重的安全隐患。采用先进的变频调速技术,升级旧的电控系统。本次升级所有机构电气系统改造为“PLC变频器传动+逻辑控制”的方式。对桥机的整车电气系统重新进行设计，变频器及低压组件选型将根据桥机的工况特点重新进行计算、选型，质量可靠、耐用，
4、并且电气设备故障率低。使改造后的设备，无论从性能上、还是从技术含量上，都达到国内先进水平。变频器采用日本安川全数字式矢量变频CIMR G7系列产品，PLC采用西门子S7-200产品，主要低压电气元件选用西门子或施耐德公司的产品，电阻器采用不锈钢电阻。起升及运行调速系统达到1：10的调速范围，主令操作采用无级有挡调速控制方式。变频器采用全数字式参数设定，能够对电动机参数自动识别，实现自适应矢量控制。由脉冲编码器作为速度检测组件构成速度闭环控制，在全速度范围内其静态精度达到0.1%。要求具有速度的附加给定功能，在全速度范围进行5%范围内的微调修正；调速装置具有高转矩响应速度和零转速时能够输出额定转
5、矩以防止抱闸制动时的溜钩现象。抱闸的“松开”和“制动”应尽量设定在较低的频率定值（34Hz），以减少抱闸的磨损和机械冲击力矩。变频器内部的保护功能应设置完备（如短路保护、过流保护、过载保护、低电压保护、过电压保护、缺相保护、漏电流保护、过热保护、掉电保护等）。改造后桥机的电气控制系统应具有起动、制动平稳，对机械设备的冲击小，噪声和振动低等特性，且具有起重行业完备的各种保护功能，可靠性高。电气控制水平，达到目前国内起重机行业的先进水平。2、 配电系统进线处设进线隔离开关，然后分两路，一路为工作回路，另一路为照明辅助回路。配电控制回路中，要有整机电源的起动、停止、电锁、紧停、电源、安全开关及紧急限
6、位开关等环节，设有相序监测、缺相、短路、漏电（对检修插座部分）、过流、过负荷、过欠压、接地及失压保护。检修及照明回路，在主回路检修时检修电源可以正常供电。3、主、副起升机构主、副起升机构采用数字式的参数设定和带编码器的闭环控制变频调速系统；变频器采用Varispeed G7变频器并且带通讯功能。变频器的其它配套件包括带快熔保护的刀熔开关、制动单元、进线电抗器等；加装主起升上、下限旋转限位，更换重锤限位，并增设主、副起升超速保护。主、副起升机构设三级限位保护。制动器的控制要求实现三级控制，确保故障状态迅速抱闸。制动器要求状态监测，磨损检测，并参与系统控制。主令控制器采用无级有档给定（4档连续有感
7、）。变频器的速度给定范围为5%至100%之间，实现四象限运行。与电动机构成闭环控制系统。在下降运行时，负载的位能全部转换为热能。 零速时确保输出额定转矩，保证不会出现溜钩现象。系统设有以下保护：上下限位保护、超速保护、零位保护、电源电压断相保护、失压保护、装置过热保护、装置过流保护、接地故障保护、测速传感器故障保护、电动机缺相保护、电机过载保护、瞬时掉电保护等。另外，设置变频装置的故障指示能够存储在记忆单元，即使在电源出问题时，也能保存故障信号。本次升级更换为变频专用电动机。选用上海南洋优质变频电动机，电动机带强迫散热、温度检测、速度检测、超速保护。电动机安装调试完成后应在底座上加装定位块进行
8、定位。由于新旧标准电动机差异，须同时更换或改造电动机底座，电动机联轴器等。起升机构设置载荷实时显示和超载限制保护，荷重传感器信号进系统参与控制，故障时起升机构不能上升，只能下降。4、大、小车运行机构方案大、小车运行机构采用数字式的参数设定，开环控制变频调速。变频器采用Varispeed G7变频器并且带通讯板。变频器的其它配套件， 包括带快熔保护的刀熔开关、制动单元、进线电抗器等；主令控制器采用无级有档给定。变频器的速度给定范围为5%至100%之间,对应频率为3Hz至50Hz， 变频器对电动机进行开环控制，构成开环控制系统。系统设有以下保护：前后限位保护、零位保护、电源电压断相保护、失压保护、
9、装置过热保护、装置过流保护、接地故障保护、电动机缺相保护、电机过载保护、瞬时掉电保护等。另外，变频装置故障信号存储在记忆单元中，即使在电源出问题时，也能保存故障信号。更换为变频专用电动机。选用国产优质变频电动机，变频电动机带强迫风冷、温度检测。电动机安装调试完成后应在底座上加装定位块进行定位。由于新旧标准电动机差异，需要同时更换或改造电动机底座，电动机联轴器。5、司机室内设备5.1 联动控制台：控制台更换为新式QT104系列联动控制台，由左右两个控制箱及中间一把航空座椅组成，视野开阔，占地面积小，结构紧凑，安全可靠，操作灵活。台上台内元件与系统按照BUS通讯的方式进行控制。5.2联动台主令控制
10、器采用有档有感给定，在1、2、3、4档的速度分别设定位10、30、50、100，实现10：1调速，运行机构制动的能量通过斩波器消耗在制动电阻器上。合理选择制动器斩波器的容量和制动电阻器的容量，保证在正常运行速度时也能迅速、平稳地制动停车。5.3所有电缆及导线保持原设计，信号线采用屏蔽电缆，通讯电缆采用专用通讯电缆，接地电缆采用黄绿接地线。6、安全保护6.1系统设有以下保护：上下限位保护、上下预限位保护、超速保护、超载保护、零位保护、电源电压断相保护、电动机缺相保护、失压保护、装置过流保护、接地保护等，同时变频装置本身还应具有的状态和故障指示，其故障信号存储在记忆单元中，即使在电源出问题时，也能
11、保存故障信号：保护在动作后，要确保起吊物件安全，不发溜钩等危险状况。6.2 紧急断电开关，在起重机的配电保护柜和司机室联动台上均设有紧急断电按钮，在紧急情况下可方便地切断起重机总动力及控制电源。此控制按钮信号应送到PLC装置实现监视及动作纪录。6.3零位保护，在起重机的司机室控制台上的手柄设有零位触点，通过它和PLC内部的联锁关系，达到零位保护的目的。当机构开始运转和失压后恢复供电时必须先将控制器手柄置于零位后，机构的电动机才能起动：6.4 行程开关，在起重机的大车运行机构，小车运行机构，起升机构均设有行程开关；由行程开关通过PLC控制各机构；在起升机构中还设有上、下预限位开关，当吊钩运行到达
12、极限位前的一定距离时，预限位开关动作，吊钩的运行速度自动减速，减小终点限位时的冲击；6.5 上升极限位置限制保护，配有起升机构设置上升极限位置限制器，以保证当吊具起升到极限位置时，自动切断起升的动力电源，并通过PLC发出报警信号；6.6 下降极限位置限制保护，配有起升机构设置下降极限位置限制器，以保证当吊具下降到极限位置时，自动切断起升的动力电源，使钢丝绳在卷筒上的缠绕不少于设计所规定的圈数，并通过PLC发出报警信号；6.7 运行极限位置限制保护，桥机的大、小车运行机构应设有限位开关，当机构到达其运动的极限位置时，能自动停车；6.8 联锁保护装置，进入桥机的门和由司机室等登上桥架的舱口门都设有
13、联锁保护装置，当门打开时，起重机的总电源被切断，各机构不能开动。6.9 起升重量通过负荷限制器来限制超载重量，从而保护门机，延长桥机使用寿命，起到安全作用。设计参数 起重量QB5t A5 级防爆2、 跨度S=7.5m3、 起升高度H=9m4、 起升速度主钩0.1-9.6m/min ,副钩0.1-18m/min5、 大车速度(双速度)20m/min6、 小车速度(双速度)30m/min7、 操作方式司机室电气配置变频器：日本安川CIMR G7系列PLC：西门子S7-200电气元件：施耐德电机：保持原设计联动控制台：浙江三门阳光QT104系列制动电阻器：管型及不锈钢组件零星配件：国内知名品牌四、设
14、计依据及技术标准: 本机基本参数与技术要求满足吊钩桥式起重机设备招标文件的有关条款,整 机的设计符合 GB3811-83起重机设计规范中的有关规定,制造、安装、试验 符合 GB/T14405-93通用桥式起重机 、GB6067-85起重机械安全规程及 GB5905-86起重机试验规范和程序等有关国家标准中的相关规定。 防爆变频器起重机的构成防爆变频器起重机有三部分构成：（1）起重机的结构部分，这是起重机承载重物的主体结构，有钢梁，小车和卷扬等，这里不赘述。（2）起重机的驱动部分，由电动机，减速器和运行在钢轨上的车轮组成。减速器和车轮按照防爆的相关国家标准制作；防爆变频器起重机能够在三维空间内运
15、行，因此有提升机构的电动机，有小车左右运行的电动机和两台前后运行的大车用电动机。起重机采用防爆电动机技术已经非常成熟，在国内市场上有许多相关产品供选购。（3）防爆变频器起重机的控制系统，控制系统是此次开发的主要内容。对于产品的需求越来越精细的今天，大量用户对起重机这个以前只能完成产品吊装和搬运等粗放作业的设备，提出更高的要求：完成定点装配和精确定位。以前对于此类问题只能采用伺服系统等昂贵的方案或采用价格较高并且难以维护的直流调速系统完成。现在只要有变频器一切问题都迎刃而解了，满足了用户定点装配和精确定位的要求，减少了启动时，停车时所调运物品的冲击、斜拉等限制条件，是起重机产品在应用方面有了更大的扩展。五、本机主要特点: 1、本机设计将性能优越和安全可靠放在首位,同时结合考虑经济合理性，造型 美观等因素，根据使用车间的特殊情况，将小车部分设计成，卧入主梁内侧形式。更适用于低矮厂房环境（见图）2、本机的工作机构由主、副起升机构,大、小车运行机构组成。 3、各机构均采用变频调速方式。4、大车电源导电装置安装在起重机端梁下方,在维修平台上可安全方便地维 修。 5、在桥架内侧设有电缆滑线
