橋吊電氣控制原理圖201415

1、集裝箱裝卸橋電氣控制原理圖集版本V2.0季本山 葉子清 編南通航運職業(yè)技術學院常州基騰電氣有限公司 2013-12前 言隨著計算機技術的的發(fā)展尤其可編控制器（PLC）、變頻技術在港口起重運輸機械中的運用，為港口起重運輸機械設備的發(fā)展注入了新的活力。在智能化、自動化的電氣控制系統(tǒng)極大提高了港口起重運輸機械的裝卸能力的同時，向港機電氣控制系統(tǒng)的維護與修理人員提出了新要求，PLC與變頻控制技術不同于傳統(tǒng)的接觸器-繼電器控制系統(tǒng)，維修人員不僅要能熟練掌握接觸器-繼電器控制原理，同時要掌握PLC與變頻技術及相關的計算機技術的技能。港口物流設備與自動控制作為我院國家骨干院校重點建設專業(yè)，我院相關專業(yè)教師根

2、據(jù)現(xiàn)代港機電氣控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，結合職業(yè)教育特征，與常州基騰電氣有限公司聯(lián)合研制了集裝箱橋吊電氣控制模擬系統(tǒng)和門座式起重機電氣控制系統(tǒng)模擬器。這兩種電氣控制模擬系統(tǒng)以電氣真實容量小、機械模擬為原則。門機電氣控制模擬系統(tǒng)將起升、行走、變幅和旋轉四大機構的電氣控制系統(tǒng)的電力驅動（變頻器）和動力（電動機）的容量縮小，其他均與真實門機電控系統(tǒng)一致。在集裝箱橋吊電氣控制模擬系統(tǒng)中僅對起升機構、小車及吊具傾轉的電氣控制作處理，因其他機構電氣控制與門機相似就不作模擬。我們根據(jù)門機和橋吊電氣控制模擬系統(tǒng)編輯了這套電氣控制圖集，旨在通過分析與閱讀電路圖，使學生能掌握整機電氣控制原理，根據(jù)電氣故障現(xiàn)象分析故障出現(xiàn)的部

3、位，提高電氣控制系統(tǒng)的維修水平。由于時間倉促，在電路中難免存在不妥之處。歡迎讀者批評指正。 編者目 錄第一章 讀圖說明1第二章 橋吊電氣控制系統(tǒng)原理簡介7第三章 橋吊電氣控制系統(tǒng)原理圖161、橋吊整機供電單線圖D1D22、橋吊配電回路圖P1P83、橋吊吊具傾轉控制電路圖A1A54、起升機構電氣控制電路圖H1H85、小車電氣控制電路圖T1T46、PLC控制電路圖C0C427、照明回路E1E8第一章 讀圖說明作為一位港機電氣控制工程師，從事港口機械電氣控制系統(tǒng)的維護與設計工作，那么你除了掌握可編程控制器、變頻器、低壓電器的基本知識外，還必須掌握成套控制系統(tǒng)設計的一些基本知識，才能設計出用戶滿意的港

4、口機械電氣控制柜；在港口企業(yè)或港機制造企業(yè)從事港口機械電氣控制調速系統(tǒng)的安裝、調試或維修工作，你必須能夠看懂電氣圖紙，了解設計者的設計思路，才能正確的布線、接線、調試或維修?？炊姎庠韴D，參考原理圖和接線圖接線是一位港機電氣控制工程師從事港口機械電氣控制系統(tǒng)調試與維護的基本功。因此在分析本冊電氣控制原理圖前，請看懂本冊原理圖的通路標號、接線標號相關說明，以便快速地讀懂原理圖。1、通路標號通路標號也就是線號，電氣原理圖必須有線號，否則無法繪制接線圖。線號可以使用字母，也可以使用數(shù)字，還可以字母和數(shù)字混合使用。在本冊原理圖中采用識圖雙坐標形式進行標注，就是既有橫坐標，又有縱坐標。坐標線通常畫在圖

5、紙邊框內，橫坐標一般用數(shù)字18表示，縱坐標一般用字母AE表示。線號通常由兩個部分組成第一單元以字母AF開頭，表示通路所位于原理縱坐標的位置，如線號為D21的線路一定是在縱坐標D所指示的區(qū)間內；第二單元由兩數(shù)字組成，第一位數(shù)字表示線路位于橫坐標的18中的某一區(qū)域，第二位數(shù)字表示在同一個區(qū)域內，豎線是向從左向右開始計數(shù)的線路數(shù)，橫線是向從上向下開始計數(shù)的線路數(shù)，如線號C22中，第一個“2”說明線路位于橫坐標的2區(qū)域內，第2個“2”則說明該C23-說明此線位于縱坐標為C、橫坐標為2，是C2區(qū)域里的從左向右數(shù)第三根線。線路在C2同一個區(qū)域內從左（上）開始數(shù)是第二根線。如圖1所示。圖1 豎向的線路標號說

6、明線號一般標注在橫線的上方或縱線的左側，同一根線為同一個線號。特別注意，線號是一個電氣通路的標號，相同線號的線應接在一起，并非一根導線一個線號。如圖2所示。圖2 同一根線在不同圖頁中的標注方法左圖的圖頁是P1圖 右圖的圖頁是P2圖與P1的B81連接說明到P2的A1說明到P1的A8在圖2中，左圖右上角的“P2A1主回路電源”是說明此電源的去向是到P2圖中的A1位置；右圖左上角的“P1A8”是說明電源與P1圖的A8線相連接。說明此電源是去P7圖中A1在圖3 中，“P7A1”是說明此控制電源是到P7圖中的A1。 在原理圖中接觸器或繼電器線圈下方標出該接觸器或繼電器所用觸點的數(shù)量和坐標，如圖4所示。圖

7、3 電源的去向標注 從圖4的右圖中可以看出，交流接觸器KM0線圈的下方標明了，KM0的主觸點（MAIN）在原理圖P1的A7位置上，只使用了2個常開輔觸點（NC），其位置分別在原理圖C1的B7、原理圖C6上；KM0的常閉輔觸點（CO）沒有使用到，因此在原理圖不作標注。 NC說明是常閉觸點說明常開觸點的位置圖4 接觸器觸點的使用說明2、接線端標號在電氣原理圖中，一個器件（繼電器、接觸器）的不同觸點和線圈畫在圖的不同位置，甚至畫在多張圖紙上。但在接線圖中，一個器件的所有觸點和線圈應畫在一起。畫圖時可以只畫實際使用的觸點，不用的觸點不畫。也可以將所有觸點都畫出，不用的觸點不接線。本系統(tǒng)控制柜的元器件的

8、編號是由兩部分符號組成，第一部分是圖紙頁碼，第二部分是元器件的編號。如P8KM0，說明是P8圖中0號接觸器。圖5 連接線端編號連接線是連接兩個器件之間的電線，在控制柜中每個器件的接線端都有線管編號，這個編號也由兩部分構成，前部和后部用一個短劃來隔開。如圖5所示。在圖中器件1的接線端為P1B61，器件2接線端為P1TA1。第二章 集裝箱橋吊電氣控制主要電路原理簡介一、起升機構控制起升機構由兩臺交流變頻電動機（1.5KW，帶風機）驅動，起升電機1和起升電機2分別用一套變頻調速裝置日本安川 H1000重負載高性能專用變頻器，采取先到先服務的控制方式（聯(lián)動臺上起升和大車共用一個十字手柄）, 可分別不同

9、時地運行起升或大車機構。起升機構為帶PG矢量控制，電機同軸連接，采用主從控制，起升電氣驅動實物圖如圖1所示。 1、起升控制過程圖1 起升電氣驅動起升控制邏輯建立變頻器速度給定，加減速給定信號、運行信號，終點旁路信號及緊停信號等，起升機構通過司機室聯(lián)動臺上的起升手柄手動操作，手柄的方向觸點觸發(fā)運行方向命令，手柄動作時，數(shù)字式主令手柄通過絕對值光電編碼器發(fā)送一個格雷碼至PLC遠程輸入輸出摸塊。此信號通過PLC軟件運算，被校準為對應手柄零位為0、手柄最大為10000的數(shù)，此數(shù)值范圍為-10000到+10000，與手柄編碼器發(fā)送的格雷碼數(shù)據(jù)一一對應，經過勻加減速運算（加減速時間在程序中設定）后送到起升

10、變頻器。見圖2。起升和下降各有4至5個檔位，當手柄在不同檔位間變化時，手柄給PLC的數(shù)據(jù)是連續(xù)變化的。圖2 岸橋起升機構電控系統(tǒng)控制過程起升電機通過通過旋轉編碼器將電機轉速反饋給起升變頻器，而將轉速、電流、轉矩等信號發(fā)送至PLC，在PLC中進行運算，再反過來控制電機，以達到更好的控制效果。例如在滿載時，輸出最大恒轉矩，可達到額定轉矩的170%甚至更高；而在空載或輕載時，為了提高工作效率，充分發(fā)揮電機功率，在PLC中利用起升變頻器送來的轉速、電流、轉矩等信號進行運算，模擬恒功率控制，實現(xiàn)基速以下恒轉矩控制，基速以上恒功率控制。本模擬器采用力矩保護器信號模擬重載輕載工況，實現(xiàn)恒轉矩和恒功率控制。起

11、升許可邏輯允許起升時，起升機構按照手柄命令的方向運行，許可邏輯不成立時，一個停止命令將送到變頻器，從而起升機構產生正常的再生停止。當起升機構碰到上升極限限位時，要想退出極限位置，必須在按旁路按鈕的同時反向打手柄方可退出極限位置。2、硬件保護：在出現(xiàn)設備錯誤或橋吊處于危險狀況時，安全措施確保橋吊馬上停止錯誤動作，并報警提示。因為這種保護一般是使用保護電器的觸點來切斷PLC外部的硬件回路，因此叫做硬件保護。（1）緊停保護：當橋吊處于緊急狀況，按此按鈕。控制立即斷開，所有制動器立即制動。緊停按鈕安裝在電氣房側、柴油機側大梁，小車架以及司機室聯(lián)動臺上。緊停后，必須按復位按鈕一次，起升變頻器才能重新啟動

12、運行。（2）起升超速開關：起升卷筒裝有一個超速開關，起升、下降轉速超過額定轉速的115%時，超速開關動作，切斷電路。同時，控制合指示燈閃爍。必須按復位按鈕一次，起升變頻器才能重新啟動運行。（3）超高保護：主要指起升超高限位（又叫重錘或上極限），極限限位動作將切斷起升電路，停止當前動作，制動器抱閘，必須按旁路按鈕才能退出。（4）起升過載保護：橋吊裝有一套重量傳感裝置。包括小車架上四個插銷式重量傳感器，右聯(lián)動臺上的液晶顯示屏可以顯示起升重量。另外，司機室的聯(lián)動臺上有一個超重指示燈，當負載超過額定負載100%，但不到110%時，該指示燈亮，并且蜂鳴器報警，但能慢速上升；當負載超過110%時，延時1.

13、5秒停止上升，超重指示燈亮，同時蜂鳴器報警，起升只能下降，不能上升，小車和大車也不能動作，必須將故障復位后方可動作。（5）變頻器過熱保護: 當驅動柜內部溫度超過允許值時停止機構的運行。此外，任何一個變頻器跳閘故障將通過打開變頻器故障觸點，切斷電路并停止當前動作，可通過按故障復位按鈕來復位清除掉產生故障的變頻器。3、軟件保護按鈕、限位開關、繼電器和接觸器以及空氣開關的輔助觸點等輸入設備接到PLC的輸入模塊上，在PLC程序中利用這些輸入信號對各種輸出進行相關的連鎖條件設置。當PLC監(jiān)控到輸入設備的各種異常變化時，切斷相關電路，這叫做軟件保護。如：（1） 起升電機制動器接觸器檢查，如果檢查到制動器命

14、令和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒，停止繼電器失電。（2）起升電機制動器釋放檢查，如果檢查到制動器釋放限位輸入和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒、停止繼電器失電。（3）起升電機制動器抱閘檢查，如果檢到馬達制動器釋放限位輸入和制動器命令輸出不一致達1.5秒，停止繼電器失電。（4）起升著箱及松繩保護:當PLC檢測到著箱,將不允許繼續(xù)下降,而只能慢速起升, 直到該狀態(tài)解除。4、 起升附屬機構控制（1）起升馬達風機控制：當起升控制合時，起升馬達風機啟動，只要控制電源保持通電，風機就一直運行。如果2分鐘內沒有手柄指令信號，風機將自動停止。如果風機命令與接觸器輔助觸點反饋輸入不一致達1.5秒，風

15、機接觸器將失電，此時起升運行允許不滿足，起升動作將被禁止直至此狀態(tài)被改正。（2）起升變頻器風機控制，當起升控制合時，起升變頻器風機啟動，只要控制電源保持通電，風機就一直運行，如果變頻器風機命今與風機接觸器輔助觸點輸入不一致達1.5秒。風機接觸器將失電，此時起升運行允許不滿足，起升動作將被禁止直至此狀態(tài)被改正。二、小車機構控制小車機構由一臺交流鼠籠式變頻電機驅動。小車電機和俯仰電機由一套變頻器控制，采取先到先行原則，為帶PG的矢量控制。小車電氣驅動實物圖如圖3所示。 1、小車控制過程圖3 小車電氣驅動小車控制邏輯建立變頻器速度給定，加減速給定信號、運行信號，終點旁路信號及緊停信號等，小車機構通過

16、司機室聯(lián)動臺上的小車手柄手動操作，手柄的方向觸點觸發(fā)運行方向命令，手柄動作時，數(shù)字式主令手柄通過絕對值光電編碼器發(fā)送一個格雷碼至PLC遠程輸入輸出摸塊。此信號通過PLC軟件運算，被校準為對應手柄零位為0、手柄最大為10000的數(shù)，此數(shù)值范圍為-10000到+10000，與手柄編碼器發(fā)送的格雷碼數(shù)據(jù)一一對應，經過勻加減速運算（加減速時間在程序中設定）后送到小車/俯仰變頻器。（圖4）小車控制系統(tǒng)和起升控制系統(tǒng)原理基本相似。小車許可邏輯允許起升時，小車機構按照手柄命令的方向運行，許可邏輯不成立時，一個停止命令將送到變頻器，從而小車機構產生正常的再生停止。當小車機構碰到極限限位時，要想退出極限位置，必

17、須在按旁路按鈕的同時反向打手柄方可退出極限位置。2、小車硬件保護（1）超程保護: 在大梁前后各裝有一個機械擺桿限位作為前后極限限位,當任一個限位斷開時,會產生小車緊停，停止當前動作，制動器抱閘，需按住極限旁路按鈕邊操作手柄方可退出。（2）驅動器過熱保護: 當驅動柜內溫度超過允許值時,停止小車機構運行。排除故障后按故障復位按鈕，然后可以重新啟動小車機構。17 3、軟件保護PLC內部程序控制邏輯監(jiān)控小車運行的異常狀態(tài)，小車運行出現(xiàn)異常狀況時切斷小車運行電路。（1）小車電機制動器接觸器檢查，如果檢查到制動器命令和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒，停止繼電器失電。（2）小車電機制動器釋放檢查，如果

18、檢查到制動器釋放限位輸入和制動器接觸器觸點輸入不一致達1.5秒、停止繼電器失電。圖4 小車機構電控系統(tǒng)控制過程（3）小車電機制動器抱閘檢查，如果檢到馬達制動器釋放限位輸入和制動器命令輸出不一致達1.5秒，停止繼電器失電。（4）前后終點保護: 前后極限位置之前分別裝有機械擺桿限位,作為小車前后終點停止用。（5）終點前減速檢測保護: 在前后終點前位置,分別裝有磁性接近限位開關,當小車以全速通過此減速限位后, 立即減速至20% 額定轉速。三、吊具控制 岸橋吊具控制與輪胎吊基本相同，不同之處主要有：（1）岸橋吊具回轉機構是由三臺電機組合驅動完成的，可使吊具在水平、前后、左右三個方向傾轉。 （2）岸橋吊具四角一般都有導板，用來使吊具準確就位。 （3）現(xiàn)代岸橋吊具一般具備電子防搖功能。 （4）現(xiàn)代岸橋吊具除了常規(guī)電纜連接外，有的還用專門的PLC來控制，通過雙線通訊來實現(xiàn)。四、小型工控機 小型工控機配有大尺寸顯示器。當橋吊正常運行時，該顯示器用以顯示各機構運動狀態(tài)。橋吊一但出現(xiàn)故障，在顯示器上可以查找發(fā)生的所有故障。本機設有各機構多個常見故障。橋吊電控一旦有故障，顯示屏就會用中文顯示出來。操作人員可以查出故障內容，排除故障后，按左聯(lián)動臺的“故障復位”按鈕，橋吊就又能正常運行了。 五、電氣控制設備 該橋吊電氣控制模擬系統(tǒng)共設有五個電氣控制柜，分別為：1、電源控制柜 （1KP）2、起升控制柜 （