中国铝业青海分公司第一电解厂原多功能天车电气控制系统采用传统的继电器-接触器控制系统,电气元件均采用国产件,散体装配,配电柜密封性能差,由于天车使用环境在高震动、高粉尘、高温中致使电气故障率很高,严重影响正常生产。一电解厂10台多功能天车经过整车电气改造后,天车实现了平稳运行,扭转了电气系统故障率高的弊病,而且天车扭拔机构经过改造后,改变了付钩更换阳极的局面,即提高了自动化作业程度,也提高了生产率度。本机组的电气控制分为:①大车行走,②主、副小车行走,③固定吊升降,5副钩升降,⑤驾驶室回转,⑥天车对料、下料,⑦扭拔机构,⑧天车空压机,⑨天车照明,⑩驾驶室控制系统同,11电控柜温度控制系统。本系统电气控制设计为PLC控制系统,操作方式为驾驶室主令控制加地面操作方式。密封柜选用德国威图标准柜,防护等级达到IP65,电气元件选用日本富士产品,主令控制器、开关、按钮选用德国产品。
一、整车采用变频调速、PLC控制
1、针对天车电气控制技术落后的问题,采用变频器对多功能天车拖动系统进行改进,大车、小车调速采用变频调速,满足了天车作业的需要,也满足对位准确和作业安全的需要。变频调速具有调速范围宽、调速精度高、动态相应快等突出特点,且具有明显的节能功能。同时还具有保证在零速时提供满转矩,转矩记忆及故障自诊断的功能。
2、电气制动与电磁抱闸配合使用消除了以前无电气制动而全靠机械制动造成的危害,采用机械抱闸快速停车时逆变器产生的直流过电压,会损伤变频器中的功率开关元件,同时急停车的惯性负载对多功能天车大梁和端梁冲击较大。电气制动与电磁抱闸配合使用,减小了对机械的磨损和冲击,能有效保护系统的正常运行。
3、付钩提升、驾驶室采用软启动器实现软启动、软停车,减小了电机全压启动对提升机构的刚性冲击。
4、电气控制采用PLC控制技术,使硬件结构接线简单,便于施工。该系统保护功能及档位逻辑控制由PLC来精确实现,提高了整套系统的稳定性,真正实现了可靠性高的特点。
二、大车行走控制子系统1、大车行走采用变频调速、PLC控制,实现双向三速(高速、低速、寸动)运行,两台大车电机实现同步运行。
2、SEW三合一减速机和电气制动的配合应用。
由于SEW三合一减速机(电机、减速机、电磁抱闸)电磁抱闸在停车过程中不参与制动过程,只起到停车定位作用,因此大车制动采用电气制动为主,电磁抱闸为辅的制动模式,变频器安装制动单元和制动电阻,利用制动单元消耗电动机在减速过程中产生的再生能量,当变频器减速达到零速时(车体基本也达到零速)利用电磁抱闸实现定位。
三、主、副小车行走子系统1、主、副小车采用一台变频器调速,采用主、副小车切换的工作方式,PLC控制实现双向双速。
2、主、副小车的行程控制:主副小车行程采用两级控制,第一级为减速,第二级为停车,主副小车共设8个行程采样点。
3、主副连锁控制,利用PLC方便地实现主、副小车不能同时动作。
4、主、副小车制动采用电气制动,利用制动电阻消耗电动机在减速过程中产生的再生能量,当车体基本达到零速后电磁抱闸实现定位。
四、天车对料、下料系统1、天车对位:大车、主小车对位,采用无触点元件进行位置采样。
2、对料:对料信号通过光电元件实现天车与净化控制室的信号连接,净化得到信号后能及时反馈对料信号到天车,并以声光信号进行报警。
3、对位、对料控制:料仓料位通过西门子公司的LOGO控制器进行控制,料仓设高、低料位检测并显示,低料位时进行提示。
4、料位计的选型:料位计选用美国特耐公司射频导钠物料计,TN502-3300系列料位计与电容式料位计相比,其防挂料性能更好、工作更可靠、测量更准确,且比原系统省去了γ射线放射源和料位计主机,减少了故障点,料位信号通过料位计自带的电子单元直接传送给对料接近开关。
5、联锁控制:在对料过程中,禁止天车的各行走子系统动作,并显示对料信息。
6、下料控制:电磁阀控制料仓下料翻板的开启和关闭,下料嘴采用手动阀门控制。
五、扭拔机构1、扭拔机构控制采用PLC控制,方便可靠。
2、采用贵阳奥特公司设计制造的电解槽阳极更换机构,取代早期电解多功能机组所使用的四键缸式更换阳极机构,它具有对位准确、动作安全可靠、自动更换阳极等优点,大大降低了操作人员的劳动强度,有效地提高了作业效率。(资讯来源:中国有色金属报)