集装箱岸桥的电气控制文档格式.docx

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包括高压进线端子，主隔离开关，电流电压互感器，检测仪表，低压保护功能等。

●主变压器高压开关柜（+MHH.2）

包括操作联锁机构，带保险丝的负荷开关，电流互感器，跳闸按钮等。

●辅助变压器高压开关柜（+MHH.1）

包括操作联锁机构，带保险丝的负荷开关,电流互感器，跳闸按钮。

●IGBT电源柜（+EHS.1）

包括辅助控制柜（ACU），进线柜（ICU），电抗柜（FIU）以及整流柜（ISU）等部分。

●辅助控制柜（+EHS.11,EHS.12,+EHS.13）

包含有岸电切换开关,电焊机插座开关，拖令电源开关，以及各辅助电机控制保护开关:

机器房风机、俯仰应急电机、小车应急电机、起升应急电机、各推杆制动器、俯仰安全钩电机、倾转电机、大车电缆卷筒电机，液压站油泵电机、起升风机、换绳电机。

还包含有各控制电源开关，各限位输入点等。

在控制柜+EHS.12门板上，还有一些仪表和操作按钮等，

按钮：

紧停、控制关断、故障复位、走道灯控制、指示灯测试。

带灯按钮：

控制合、前大梁投光灯控制、中后梁投光灯控制、联系梁及行走投光灯控制、机房投光灯控制。

选择开关：

起升驱动器选择、大车驱动器选择、机房排风扇操作选择

其它：

故障蜂鸣器、电气房空调上电指示。

●起升、大车驱动柜（+EHS.2–3）

额定功率930KVA,额定电流1073A，额定电压500伏，提供起升和大车电机变频电源，还包括驱动器散热风机、电机编码器输入接口等。

●小车、俯仰驱动柜（+EHS.4）

额定功率400KW,额定电流565A，额定电压500伏，提供小车和俯仰电机变频电源，还包括驱动器散热风机、电机编码器输入接口等。

●切换柜（+EHS.10）

分为小车/俯仰切换柜以及两个起升/大车切换柜共三部分，提供电机连线铜排，负责电机电源的切换。

●PLC控制柜（+EHC.1）

包含AC410PLC控制器、AC80PLC控制器、户外模块通讯光缆接口、电子防摇接口、CMS通讯接口等。

●电气房照明配电柜（+EHS.21）

包含除司机室部分外的其它各处的投光灯，走道灯、室内照明，加热器以及单相维修插座等的配电保护开关。

●吊具控制柜（+CAA.1）

包含吊具控制电源开关、吊具油泵开关及吊具控制用继电器等。

●司机室配电屏（+CAS.1）

包含司机室的各种配电开关，例如：

空调、灯、雨刮器、24V直流电源等。

●户外模块箱

共有三个户外模块箱，分别为前大梁模块箱（+BOA.1），行走海侧模块箱（+WSA.1），行走陆侧模块箱（+LSA.1），分别用于接收各处当地的限位输入信号。

其中前大梁模块箱还可以进行吊具回旋动作的本地操作，可以选中三个倾转电机中的任意一个进行操作。

操作台

●左操作台（+CAO.1.1）

导板上，导板下，小车浮点控制，电笛控制，总旁路。

吊具归零，倾转角度设定，小车停车位置,起升陆侧减速设定，吊具20/40/45英尺选择，中锁上升，中锁下降，中锁位置记忆等。

操作杆：

可动作的导板选择，倾转动作。

吊具回旋。

操作手柄：

小车主令操作手柄。

●右操作台（+CAO.1.2）

按钮：

紧停，控制关断，故障复位，开锁，闭锁，起升浮点控制。

。

控制合，顶轨/夹轮，松轮/松轮。

喷淋/雨刮器开关，电子防摇，电子防摇校正，中锁伸缩。

大车点动。

指示灯：

大车锚定

起升/大车主令操作手柄。

俯仰操作箱

紧停，控制关断，故障复位，俯仰停止，指示灯测试。

俯仰快速/慢速，俯仰手动/自动。

俯仰水平,安全钩进钩，俯仰应急制动器释放，紧停动作，故障指示

控制合,俯仰上升，俯仰下降，安全钩抬钩，钩区投光灯控制

地面操作箱

紧停,控制关断,故障复位，指示灯测试，总旁路，大车右行，大车左行，大车右行点动，大车左行点动，走道灯控制。

钥匙选择开关：

大车制动器与电缆卷筒旁路，电缆卷筒限位旁路。

控制合，顶轨/夹轮，松轮/松轮，各投光灯控制。

故障显示。

2.7其它

机房操作站（+MHO.1）：

紧停、站选择、控制合、控制关、故障复位、故障显示、试灯、总旁路、起升上升、起升下降、小车向前、小车向后、俯仰上升/下降、步道灯按钮、前大梁投光灯、中后大梁投光灯、联系横梁投光灯、小车投光灯、应急驱动选择、应急驱动下降（向前）/上升（向后）、换绳选择、换绳正向、换绳反向、换绳停止

整机控制

本机起升、大车、俯仰、小车四大机构均采用交流变频方式驱动。

其中起升和大车共用两个变频驱动器ACA610-0935-5，俯仰和小车共用一个变频驱动器ACA610-0495-5。

变频方式为交-直-交变频，电源供应为525伏，交流。

采用两套IGBT整流单元ACA635-1760-5提供变频驱动器直流电源。

控制系统

本机的控制系统采用AC410系列PLC，现场控制I/O模块，一台CMM计算机，以及二个ACA635-1760-5整流柜、二个ACA610-0935-5变频柜和一个ACA610-0495-5变频器组成。

另有AC70用于司机室状态显示器，AC80用于电子防摇以及PLC与驱动器之间通讯。

整机通讯采用AdvantFieldbus100。

现场控制模块用来采集I/O点。

分别有:

DO810:

数字量24VDC输出模块

DO820：

数字量24-230VAC交流输出模块，继电器式输出

DI810：

数字量24VDC输入模块

DI821：

数字量220VAC交流输入模块

AI810：

模拟量输入，4-20mA，2-10V

AI830：

模拟量输入，专用于Pt100等温度传感器输入

AO810：

模拟量输出，4-20mA

CMMSystem作为本地桥吊维修模式系统（CraneMaintanenceModuleSystem）具有具有故障显示、监控、维修等功能。

3.2高压送电

本机的高压引自码头海侧的高压坑，通过导缆架，高压电缆卷筒后，进入到机器房内的高压进线柜，再送至主变压器高压开关柜和辅助变压器高压开关柜。

高压进线柜和这两个开关柜都设有高压感应电容指示灯，如果指示灯闪烁，表明已经通上了高压电。

使用高压柜专用手柄，首先接通高压进线柜，然后接通辅助变压器高压开关柜和主变压器高压开关柜，在变压器通电以后，再接通电气房内开关。

3.3控制合

在进行然后操作之前，必须首先合上控制。

本机可以在电气房辅助操作站，前大梁端部模块箱、俯仰室操作站、地面行走操作站和司机室合上控制。

每个地方都有“控制合”以及“控制关断”按钮。

任何时刻，系统只允许在一个地方合上控制。

如果需要转到另一个地方合控制，必须先在已合上控制的地方关断控制。

需要满足下列条件，才可以合上控制：

●电气房和司机室的控制电源的主开关合闸

●所有的紧停按钮已释放

●所有的“控制关断”按钮已接通

●所有的超速开关正常接通

●所有的极限限位正常接通

●PLC控制系统正常

●变频器与PLC系统通讯正常

3.4整机状态显示

本机可以通过以下几种方式查看报警信号、故障情况或运行许可等条件。

●故障指示灯

在司机室和电气房各有一个“故障指示灯”，用来表明本机是否有故障存在。

有故障发生时，两个故障指示灯都被点亮。

如果故障指示灯闪烁，表明有了一个新的故障。

操作人员可以通过“故障复位”按钮来消除故障，如果按过“故障复位”按钮后，“故障指示灯”没熄灭，就应该通知维修人员。

●桥吊检测和维修系统（CMMS）

本机配有CMMS系统，该系统为维修人员排除故障提供帮助。

故障发生时，CMMS系统在故障显示窗口提供有关该故障的具体原因，在故障排除之前，显示一直保持。

排除故障后，按一下“故障复位”按钮，显示消失。

CMMS系统在报警显示窗口中，随时提供报警信号以及其相关原因。

每个机构的运行都必须满足一定的条件，CMMS系统在相关的窗口中列出机构运行的许可条件。

维修人员可以通过查看该列表来判断是否所有的运行条件都满足。

3.5起升机构

起升机构由二台400KW的交流电动机驱动,二台电机受ACA610-0935-5交流变频驱动器控制。

每台电机的额定电压为500伏，额定转速为800/2000RPM。

空载运行速度为150米/分钟，额定负载65吨时，运行速度为60米/分钟。

起升驱动器的额定电流为1073安培，额定电压为500伏。

3.6小车机构

小车机构由一台224KW的交流电机驱动,受ACS610-0494-5交流变频驱动器控制。

电动机额定电压为500伏，电流为344安培，额定转速1500RPM。

满载的运行速度为240米/分钟。

小车驱动器额定值为电流565安培，电压500伏。

3.7大车机构

大车机构由16台18.5KW的交流电动机并联驱动。

大车与起升共用两个驱动器中的任意一个。

正常工作情况下，大车选用一个起升/大车驱动器驱动，与起升采用“先到先服务”原则。

电动机额定电压为478伏，电流为34安培，额定转速为1750RPM，运行速度为45米/分钟。

3.8俯仰机构

俯仰机构由一台250KW的交流电动机驱动，俯仰电动机与小车电动机共用一个驱动器驱动，采用“先到先服务”原则。

电动机额定电压500伏，电流为344安培，额定转速1500RPM。

运行一个单程为不低于6分钟。

系统功能描述

驱动器的运行

正常情况下，由操作人员在司机室操纵主令手柄来驱动起升，小车和大车。

俯仰的操纵则可以在司机室或俯仰室中来进行，另外地面也可以进行大车的操作。

它们启动和停止时所采用的加减速度由驱动器控制，称为线性曲线功能（RAMPFUNCTION）。

除了上述提到的人为控制，某些限位、重量传感器、驱动器的自身保护以及紧停开关等都会引起停车。

本系统针对各种实际情况，采取相应的停车措施。

●正常停车

在操作人员正常操作下释放手柄、机构到达正常停车区域等情况下，系统所采用的停车方式。

减速时间可根据需要设定，制动器在接近零速度时抱闸，此速度也可以现场设定。

●快速停车

起升重量传感器丢失、大车电缆卷筒故障以及挂舱发生时，系统采取快速停车。

利用驱动器产生最大的制动转矩来停车。

根据制动器抱闸时的速度又分为快速停车#1和#2两种类型。

在接近零速时制动器抱闸称为快速停车#1，在速度仍较高时制动器抱闸称为快速停车#2。

●紧急停车

紧停按钮动作时，系统采用紧急停车。

系统在关闭所有驱动器的同时，制动器抱闸，让运行的机构以最短时间制动。

●安全停车

类似于紧急停车，但系统只是关闭相应的驱动器，同时制动器抱闸。

在减速检测故障、通讯故障、极限动作、超速开关动作等情况下，系统采用安全停车。

位置检测

4.2.1概述

增量型编码器安装在电动机的一端，信号直接送到变频器。

信号有两种作用，作为速度反馈给变频器，作为位置检测给PLC用。

不断更换的位置检测信号从变频器传送给PLC，可换算为实际的位置信号，存储在寄存器中。

从限位发出的同步信号可以清除变频器中的位置值，并赋予一个新值。

这个值保存在PLC中，对应的是同步限位的具体机械位置。

通常情况下在高压电断电后以及限位故障时，需要作一次同步动作。

4.2.2安全检测

为确保安全，系统对位置和速度作安全检查。

∙位置检查

在机构每次经过同步限位时，PLC对位置的实际检测值和限位的预设定位置值进行比较，如果两个值的差别超出允许值，系统安全停车并报警。

∙速度检测

在机构每次经过减速检查限位时，PLC对实际速度进行比较，如果大于在此位置允许的最大速度，系统安全停车并报警。

4.2.3检测限位的安装定位

●同步限位的安装位置应在每个装卸周期都经过的地方。

起升同步限位为起升凸轮限位的一付触点，触点动作高度为下横梁上方。

小车同步限位为电磁铁限位，安装在轨道的海侧横梁附近。

俯仰同步限位为俯仰凸轮限位的一付触点，触点动作高度为俯仰水平附近。

●减速检查限位的安装位置应保证机构在减速失效的情况下，有足够的安全停车距离。

安全停车距离通常为紧急制动距离、制动器延时距离以及PLC运行延时距离三者之和。

小车海、陆侧减速检查限位安装在离极限位置6米附近，为电磁铁限位。

而起升上、下减速检查限位为起升凸轮限位的两付触点，上升触点动作高度大约离地面37米处，下降触点动作高度为轨面下18米附近。

4.3智能减速

本系统采用智能减速，在小车和起升接近行程终点时可以优化操作。

智能减速不设定专门的减速段，而是监测机构的位置和实际速度，再把实际速度与允许速度进行比较。

如果实际速度低于允许速度，则允许机构继续以此速度运行，直到进入该速度为最大允许的区域，然后实行减速。

智能减速可以缩短慢速时的运行时间，从而提高生产效率。

5.起升控制

5.1概况

5.1.1操作站

起升动作用司机室联动台的主令操作手柄来操作，手柄可提供起升需要运行的方向信号以及速度信号。

其中速度信号分为基数区和高速区，手柄在基数区范围内只允许起升慢速。

而手柄一旦进入高速区，起升速度会迅速拉高。

起升和大车共用一个四向主令手柄，前后方向控制起升动作，左右方向控制大车动作。

5.1.2起升变频器

起升机构由两台交流电动机驱动，每台电动机分别有一个数字式ACA610系列变频驱动器控制。

参与位置控制和速度反馈的增量编码器的数值送给变频器。

变频器对起升动作进行基本控制，如速度、转矩以及制动等，它通过高速的多支路串联网与PLC控制系统通讯。

两个变频器为主-从关系，1号为主，控制1号电机。

起升机构与大车机构共用这两个变频器，切换柜内接触器根据PLC控制进行切换。

当对起升电机供电时，变频柜调用起升动作的有关参数。

当对大车电机供电时，变频器调用大车动作的有关参数。

起升和大车采用“先到先服务”原则，在一个机构速度完全为零的时候，才允许切换到另一个机构。

5.2起升位置检测限位

控制起升动作的位置限位包括有外部的限位开关（HW）和PLC控制中位置检测系统产生的内部联锁信号（SW）。

5.2.1上升极限限位（HW）

为机械重锤限位，安装在小车架上，距地面约38.8米处。

限位的常闭触点控制一个中间继电器，继电器的触点被串入安全停车回路。

触发限位会引起系统的安全停车。

利用电气房控制柜上的“极限旁路”钥匙开关，可以让起升退出极限位置。

5.2.2上升停止（SW）

为程序内部联锁信号。

距离地面约38米处，位置检测系统产生上升停止信号。

控制系统得到此信号后正常停车。

5.2.3上升减速检查限位（HW）

凸轮限位的一付常闭触点，在检查点以下时闭合。

在距离地面约37米处，触点打开。

控制系统得到此信号后，比较实际速度与最大允许速度，如果实际速度超出最大允许速度，系统安全停车。

5.2.4上升减速（SW）

当起升全速上升时，在距离地面约36米处，位置检测系统产生减速信号。

而起升以低于全速上升时，减速信号的产生位置与速度大小有关。

速度越小，信号产生的位置离地面越高。

上升减速为智能减速，最终速度为10%。

5.2.5同步限位（HW）

为凸轮限位的一付常开触点，在同步点以下时触点断开，在距离地面约10米处触点闭合。

控制系统得到此信号后，对实际位置进行比较判断，如果差值超出允许值，系统安全停车。

在同步丢失以后，让起升从下往上经过此限位触点，系统自动完成同步。

5.2.6横梁处下降减速（SW）

为程序内部联锁信号，用于下横梁的保护。

根据起升的下降速度不同，此信号的产生位置也有所不同。

此信号的产生和小车的位置也有关系，如果小车不在海侧或陆侧横梁附近，系统不产生此联锁信号。

横梁处下降减速为智能减速。

5.2.7陆侧下降减速（SW）

操作人员可以根据操作习惯现场设定陆侧减速的高度。

根据操作人员的现场设定和起升下降的速度的不同，此信号的产生位置也有所不同。

陆侧下降减速为智能减速，最终速度为10%。

5.2.8海侧下降减速（SW）

当起升全速下降时，在轨道面以下约18米，位置检测系统产生减速信号。

而起升以低于全速下降时，减速信号的产生位置根据速度大小变化。

下降减速为智能减速，最终速度为10%。

5.2.9海侧下降减速检查限位（HW）

凸轮限位的一付常闭触点。

在轨道面约18米以下，触点打开。

5.2.10海侧下降停止（SW）

在轨道面以下约20米，位置检测系统产生下降停止信号。

5.3起升联锁

除了位置限位，另有一些联锁信号参与了起升控制。

5.3.1超速开关

起升超速开关安装在起升卷筒的一端。

开关的常闭触点控制一个中间继电器，继电器的触点被串入安全停车回路。

如果起升的实际速度达到最大额定速度的115%，超速开关动作，系统安全停车。

5.3.2制动器限位

起升制动器包括有两个盘式应急制动器和两个推杆制动器，每个制动器都有释放限位监测它的动作情况，限位信号反馈给PLC系统。

限位信号都为常开触点，触点在限位动作后闭合。

PLC系统控制盘式应急制动器的动作，变频器通过接触器控制推杆制动器的动作，接触器的动作信号再反馈给变频器。

如果制动器的释放限位信号或接触器的反馈信号与制动器的实际动作命令不符，系统立即持行安全停车。

在制动器限位释放信号回复之前，起升动作被禁止。

5.3.3电动机过温保护

起升电动机具有温度报警和高温故障两种过温保护。

每个电动机装有一个PT100测温传感器，传感器的模拟量输出传送给PLC系统，在CMMS上可以显示电动机当前的温度。

根据实际设定，电动机的温度达到某一个值的时候，系统产生温度报警信号，但不中断系统运行。

电动机的温度继续上升，达到另一个更高的设定值的时候，系统产生高温故障，中断起升运行。

在高温故障消除之前，起升动作被禁止。

5.3.4电机风机

起升每个电动机都带有自冷风机，风机由PLC系统控制。

当“控制合”的时候，系统启动风扇；

当“控制关断”的时候，系统关闭风扇。

风扇开关动作的反馈信号丢失时，系统中断起升操作。

5.3.5称重系统

称重系统对起升提供松绳和过载保护，在CMMS和司机室仪表盘上提供起升重量数据。

在前大梁起升钢丝绳的四个滑轮下，都安装有销轴式重量传感器，分别用于检测四根钢丝上拉力。

传感器输出4-20mA的模拟量给PLC系统，经过内部换算，转化为钢丝绳的负载重量。

起升过载保护包括单根钢丝绳上的负载保护、左右两边的偏载保护以及起升总重量的保护。

每根钢丝绳所承受的负荷不允许超过设定值，左边两根钢丝绳上的负载与右边两根钢丝绳的负载的偏差不允许超出设定值，四根钢丝绳上的负载总和不允许超出设定值。

任何一个值超出设定值，起升上升动作被禁止，只允许起升慢速下降。

由重量传感器发出的起升松绳信号分为左、右松绳。

左边或右边两个重量传感器检测到的值小于程序中的设定值，系统发出起升松绳信号。

松绳发生时，起升下降动作被禁止。

如果需要。

操作人员可以使用司机室的旁路开关继续向下操作起升，但此时的起升速度限制为慢速。

5.3.7其它

影响起升动作的其它一些因素还包括有前大梁的位置、吊具等。

吊具对起升动作的影响，在吊具项中另有详细的描述。

只有前大梁在水平位置或安全钩已进钩的情况下，系统才允许起升动作。

前大梁的位置信号一旦丢失，系统对起升动作采取安全停车。

在信号得到之前，起升动作被禁止。

起升在安全钩进钩的情况下，为正常操作速度。

6、小车控制

概述

6.1.1操作站

小车动作用司机室联动台的主令操作手柄来控制，手柄可提供小车需要运行的方向信号以及速度信号。

而手柄一旦进入高速区，小车速度会迅速拉高。

6.1.2小车变频器

小车机构由一台交流电动机驱动，数字式ACA610系列变频驱动器控制电动机的运行。

变频器对小车动作进行基本控制，如速度、转矩以及制动等，它通过高速的多支路串联网与PLC控制系统通讯。

小车机构与俯仰机构共用这个变频柜，切换柜内接触器根据PLC控制进行切换。

当对小车电机供电时，变频柜调用小车动作的有关参数。

当对俯仰电机供电时，变频器调用俯仰动作的有关参数。

小车和俯仰采用“先到先服务”原则，在一个机构速度完全为零的时候，才允许切换到另一个机构。

6.2小车位置检测限位

控制小车动作的位置限位包括有外部的限位开关（HW）和PLC控制中位置检测系统产生的内部联锁信号（SW）。

限位的位置确定以海侧轨道处为零点，海侧轨道的海侧面为正位置，陆侧面为负位置。

6.2.1海侧极限限位（HW）

为机械限位，安装在前大梁约65.3米处。

利用电气房控制柜上的“极限旁路”钥匙开关，可以让小车往陆侧退出极限位置。

6.2.2海侧停止（HW/SW）

为机械限位，安装在前大梁约65米处。

限位的常闭触点控制一个中间继电器，继电器的触点被串入正常停车回路。

在大约60.1米处，位置检测系统产生海侧停止信号。

6.2.3海侧减速检查限位（HW）

为电磁铁限位，安装在前大梁约59米处。

小车在检查点陆侧面时，触点闭合。

小车从陆侧往海侧经过该限位时，触点打开。

6.2.4海侧减速（SW）

当小车全速向海侧运行时，在大约55米处，位置检测系统产生减速信号。

而小车低于全速向海