Nghiên cứu khái quát về cơ cấu di chuyển xe cần cầu trục giàn bốc xếp container .Thiết kế giám sát hệ truyền động điện dung biến tần PMW cho cơ cấu di chuyển xe cầu

Lời nói đầu
Trong q trình cơng nghiệp hố hiện đại đất nước lĩnh vực khoa
học kỹ thuật đóng vai trị hết sức quan trọng. Trong đó lĩnh vực Điện
-Điện Tử đã góp phần rất đáng kể từ những thiết bị dân dụng đến các dây
chuyền cơng nghệ tự động hóa nhằm nâng cao năng suất giảm bớt lao
động chân tay, vốn đã lạc hậu khi đất nước ta đã là thành viên của tổ chức
thương mại thế giới. Lĩnh vực tự động hóa đã đi vào hầu hết các nhà máy
xí nghiệp thay thế dần những cổ máy móc lạc hậu, thay thế con người làm
việc trong những lĩnh vực nguy hiểm. Đặc biệt hơn nữa với sự phát triển
của công nghệ nghệ thông tin đã mang đến nhiều lợi ích to lớn và thiết
thực hơn. Kết hợp với tự động hóa giúp con người điều khiển và giám sát
được các q trình cơng nghệ tham gia trực tiếp điều khiển đối tượng.
không những trong phạm vi thu nhỏ mà trên cả diện rộng. Góp phần làm
giảm chi phí sản suất,quản lý sản xuất dễ dàng,theo dõi quá trình đơngiản
nâng cao năng suất lao động, hiệu quả sản xuất .
Với những ứng dụng thiết thực như vậy nên em đã chọn đề tài
“Nghiên cứu khái quát về cơ cấu di chuyển xe cần cầu trục giàn bốc xếp
container .Thiết kế giám sát hệ truyền động điện dung biến tần PMW cho
cơ cấu di chuyển xe cầu ”.Đề tài này là cơ hội áp dụng những kiến thức
cơ sở từ trong nhà trường vào mơ hình thực tế thu nhỏ.
File mơ phỏng PLC S7300, nếu bạn đọc muốn biết thêm vui lòng để lại
tin nhắn

1


CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CẦU TRỤC
1.1. Khái quát chung về họ cầu trục giàn bốc xếp container
1.1.1. Khái quát chung
Cầu trục và cần trục làm nhiệm dịch chuyển hàng hóa, vật tư, thiết bị
từ chỗ này sang chỗ khác.thí dụ trong xây dựng cơng trình cơng nghiệp

cầu trục nâng các thiết bị công nghệ từ mặt đát lên cao để lắp ráp thành
một dây chuyền sản xuất. trong nhà máy luyện kim cầu trcụ vận chuyển
cuộn thép, phôi thép hoặc các thùng kim loại nóng chảy vào để đúc
khn đúc…trong các nhà máy cơ khí cầu trục vậ chuyển các phôi gia
công để gá lắp lên máy hay vận chuyển các chi tiết được giá công xong
đưa sang công đoạn khác.trong các cảng biển: cần trục bốc dỡ hàng hóa
từ trên tàu xuống kho bãi hay vận chuyển hàng hóa xuất khẩu từ kho bãi
xuống tàu,vận chuyển các container, các máy mõ xuất nhập khẩu qua
đường biển. Như vậy cầu trục và cần trục giúp cho con người cơ khí
hóa,tự động hóa các khâu bốc xếp làm giảm sức lao động, tăng năng xuất
và chất lượng.
Điều này cho thấy bất kì trong lĩnh vực sản xuất nào cũng có tham
gia cầu trục và cần trục. Vì tính đa dạng của nó nên cấu tạo của cần trục
và cầu trục cũng rất khác nhau. Tuy nhiên chúng có đặc điểm chung và
các cơ cấu chung. Thí dụ: Cầu trục thường có 3 cơ cấu: cơ cấu nâng hạ,
cơ cấu dịch chuyển dọc, cơ cấu dịch chuyển ngang và một số cơ cấu phụ
để lấy và giữ hàng.
1.1.2. Phân loại cầu trục
a. Phân loại theo tải trong nâng chuyển hàng hóa
- Cầu trục có tải trọng nhỏ: trọng tải nâng chuyển từ 1÷5 tấn
- Cầu trục có tải trọng trung bình: trọng tải nâng chuyển từ 10÷30 tấn
- Cầu trục có tải trọng lớn: trọng tải nâng chuyển từ 30 ÷60 tấn

2


- Cầu trục có tải trọng rất lớn: trọng tải nâng chuyển từ 80 ÷ 1200 tấn
b. Phân loại theo đặc điểm công tác
- Cầu trục trang bị cho kho bãi và nhà xưởng: cầu trục chạy trên ray
trang bị cho kho hàng, các phân xưởng cơ khí được biểu diễn trên hình

.cầu trục loại này có các cơ cấu điều khiển chuyển động chính: cơ cấu
nâng hạ hang,cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn. Các cấu
trúc này thường được thiết kế điều khiển tại chỗ và từ xa.

Hình1.1: Cầu trục trang bị trong nhà máy
- Cầu trục khung gầm hộp chạy trên đường ray: cầu trục khung gầm
thép dạng hộp chạy trên đường ray đuọc biểu diễn trên hình. Được trang
bị cho các cảng biển, các nhà máy đóng tàu biển. loại này thường dược
thhiết kế có tải trọng nâng lớn,làm việc trong phạm vi quy định. Gồm ba
cơ cấu điều khiển chuyển động: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe
con, cơ cấu di chuyển giàn.

3


Hình1.2: Cầu trục khug gầm hộp chạy trên đường ray
- Cầu trục bốc xếp containor: cầu trục giàn bánh bốc xếp container
được biểu diễn trên hình vẽ.các cơ cấu điều khiển chuyển động chính của
cầu giàn bánh lốp bao gồm: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe
con, cơ cấu di chuyển giàn. Việc cấp nguồn điện cho cầu trục hoạt động
bằng diezen lai máy phát điện đồng bộ. đặc điểm làm việc của cầu trục
giàn bánh lốp là có tính cơ động, năng suất cao

Hình1.3: Cầu trục bánh lốp bốc xếp Container
4


- Cầu trục giàn chạy trên đường ray bốc xếp container được biểu diễn
trên hình.các cơ cấu điều khiển chuyển động chính của cầu trục giàn bánh
lốp bao gồm: cơ cấu nâng hàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di

chuyển giàn và cơ cấu nâng hạ giàn. Đặc điểm cơng tác nổi bật của loại
này là có tầm với và tải trọng nâng lớn, năng suất bôc xếp rất cao.được
trang bị cho các cầu cảng chuyên dụng bốc xếp container.

Hình1.4: Cầu trục giàn bốc xếp Container di chuyển trên đường ray
1.2. Những đặc điểm cơ bản của hệ TĐĐ cầu trục
Phần lớn các cơ cấu của cầu trục được truyền động bởi các động cơ điện
cung cấp cho hệ truyền động điện có 3 dạng:
+ Cung cấp điện từ lưới qua các thanh góp điện cố định, loại này
thường là cầu trục phân xưởng
+ Cung cấp điện từ lưới qua các cuộn cáp điện, loiạ này thường dùng
đối với các cầu trục dịch chuyển theo dường ray trên mặt đất.
+ Cung cấp điện từ máy phát Điezel thường cho loại cầu trục di động
trên ôtô

5


1.2.1. Môi trường làm việc
Phần lớn môi trường làm việc của cầu trục rất khắc nghiệt.thí dụ như
trong các nhà máy cơ khí luyện kim mơi trường làm việc của cầu trục
nóng ẩm nhiều bụi. Trên cảng biển cầu trục phải làm việc ngoài trời.
Chế độ làm việc của cầu trục là chế độ ngắn hạn lặp lại, khởi động, hoãn
thường xuyên.
1.2.2. Yêu cầu về điều khiển
- Tất cả truyền động cho các cơ cấu đều cần phải điều chỉnh tốc độ,
lực và gia tốc. Hàng hóa được dịch chuyển theo quỹ đạo trong không
gian, cho nên thường phải phối hợp hai hoặc 3 truyền động cùng 1 lúc.
- Chuyển dịch hàn hóa khơng gây va đập và khơng gian dao động quá
mức, phụ tải vượt số truyền động, mômen qn tính thay đổi do thay đổi

tầm với và góc nâng cầu. Điều khiển này dẫn đến cầu cảnh báo quá tải
khi tầm với xa và góc nâng lớn. Sự biến đổi phụ tải gây nên tác động
kênh giữa các cơ cấu như nâng hạ quay cầu và thay đổi tầm với.
1.2.3. Yêu cầu về phụ tải
Đối với cơ cấu nâng hạ: Mơmen khơng tải khi nâng móc câu M c 0 (15
- 20%) M dv còn khi gầu goạm M c 0 cỡ +50% M dm . Khi hạ tải do cũng có t
của lực ma sát nên phụ tải sẽ biến đổi từ - (15 -20%) đến +0,8 M dm
Nang

0
M

Ha

Hình1.5: Đặc tính phụ tải của cơ cấu nâng

6


Đối với cơ cấu dịch chuyển, do mômen cản tĩnh và tự trọng nên, vì
vậy mơmen cản khơng tải là: M c 0 (30 - 50%) M dm đối với xe con, M c 0 (50 55%) M dm đối với xe cầu

0
M

Hình1.6: Đặc tính phụ tải cơ cấu dịch chuyển
Đối với truyền động điện cho cơ cấu di chuyển của cầu trục cấn phải dảm
bảo khởi động động cơ ở chế độ tồn tải. Đặc biệ vào mùa đơng khi môi
trường làm việc tăng mômen ma sát trong các ổ đỡ dẫn đến làm tăng
đáng kể mômen cản tĩnh Mc.

Trong hệ truyền động các cơ cấu của cầu trục yêu cầu quá trình tăng tốc
và giảm tốc xẩy ra phải êm, đặc biệt là đối với các cầu trục thiết kế cho
nâng chuyển Container và bốc xếp hàng hóa, lắp ráp các thiết bị máy
móc. Bởi vậy, mơmen động trong quá trình quá độ phải được hạn chế
theo kĩ thuật an tồn.
1.0

M/Mdm

1
0.8

2
3

0.6

0.4

0.2
0.2

0.4

0.6

0.8

G/Gdm

Hình1.8: Mơ men động cơ phụ thuộc vào tải trọng

7


1- Động cơ di chuyển xe cầu
2 - Động cơ di chuyển xe con
3- Động cơ nâng hạ
1.2.4. Yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động và trang bị điện cho các
cơ cấu của cầu trục.
1- Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động đơn giản.
2- Các phân tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo, thay
thế dễ dàng.
3- Trong quá trình điều khiển phải có mạch bảo vệ điện áp “khơng ”,
quá tải và ngắn mạch.
4- Quá trình mở máy diễn ra theo 1 luật được định sẵn.
5- Sơ đồ điều khiển cho từng động cơ riêng biệt, độc lập.
6- Có cơng tắc hành trình hạn chế hành trình tiến, lùi cho xê cầu, xe
con; hạn chế hành trình lên của cơ cấu nâng – hạ.
7- Đảm bảo hạn hàng ở tốc độ thấp.
8- Tự động cắt nguồn cấp khi có người làm việc trên xe cầu.

1.3. Truyền động điện và trang bị điện – điện tử cho cơ cấu di chuyển
xe cầu cầu trục giàn RTG
1.3.1. Khái quát về cầu trục giàn RTG
Cầu trục giàn bánh lốp RTG do hãng Mitsui Paceco Nhật Bản thiết
kế, chế tạo, đưa vào khai thác, vận hành tại nhiều cảng sông, cảng biển ở
Việt Nam và trên thế giới. Loại cầu trục này có nhiệm vụ xếp dỡ
Container ở bải cảng lên ôtô vận tải hoặc ngược lại.

8


a. Đặc điểm cấu trúc của cầu trục giàn RTG
Cầu trục giàn RTG chuyển tải Mitsui Paceco là loại cầu trục bánh
lốp tự hành, hoạt động độc lập , sử dụng động cơ Diezel lai máy phát
điện. Nó được dùng trong xếp dỡ tại các bãi Container.
Người vận hành có thể nhìn thấy tất cả từ cabin lái. Một tấm gương
treo dưới khung càng cabin lái sẽ tăng cường khả năng quan sát. Mọi
chức năng vận hành được thực hiện bởi người vận hành từ cabin lái.Động
cơ Diezel lai máy phát cấp nguồn được khởi động sau khi người vận hàn
đã kiểm tra các điều kiện làm việc của cầu trục. Cầu trục RTG được trang
bị kỹ thuật điều khiển hiện đại, độ tin cậy và năng xuất cao.
b. Cấu trúc giàn và vị trí lắp đặt thiết bị của cầu trục RTG
Cấu trúc của cầu trục RTG gồm các bộ phận chính sau:
5

6
4

8
10

9

1

M2
11

M1
2

7

3

Hình1.9 : Vị trí các thiết bị trên giàn
1,2,3,4 - Chân của cầu trục
5 - Xà đỡ cho cơ cấu xe con và nâng hạ hàng
6 - Xe con
7 - Buồng lắp đặt thiết bị điều khiển chính
8- Kẹp dây cấp nguồn cho các cơ cấu lắp đặt phái trên
9 - Buồng điều khiển xe con
10 - Buồng Diezel – máy phát

9


11 - Hộp đấu dây
M1,M2 - Động cơ di chuyển giàn
c. Các thông số kĩ thuật của cầu trục giàn RTG
Loại cầu trục: cầu trục cổng bánh lốp tự hành, loại có xe con di chuyển.
Sức nâng lớn nhất khi dùng khung cẩu: 35,6 tấn.
Chế độ thử tải: 125% sức nâng lớn nhất.
Loại Container: ISO 40 FEET (IAA,1IAAA).
ISO 20 FEET(ICC)
Khung cẩu: Khung cẩu kiểu ống lồng 20’, 40’
Hành trình xe con: 19,07 m
Chiều cao nâng: 15,24 m

Cơ sơ xe (khoảng cách trục bánh xe): 6,4 m
Số lượng bánh xe cầu trục: 8 bánh(2 bánh/ cụm chân)
Áp lực lên bánh xe (khi khơng có tải trọng gió)
Với tải trọng danh định (35,6 tấn): xấp xỉ 26,9 tấn/bánh
Khi không tải: xấp xỉ 18,8 tấn/bánh
Tốc độ vận hành:
1. Tốc độ nâng:
Với tải trọng lớn nhất : 20m/phút
Chỉ với khung cẩu: 45m/phút
2. Tốc độ di chuyển xe con: 70m/phút
3. Tốc độ di chuyển giàn: 135m/phút (khơng gió, khơng giốc, khơng tải)
Nguồn điện:
1. cầu trục được cung cấp bởi hệ thống Ddiezeel – máy phát điện.
2. Động cơ Ddiezeel chính: cumuins
- Loại động cơ: kiểu NTA855 – G2
- Loại vận hành: 4 kỳ, làm mát bằng nước và quạt gió tự lai.
3. Mạch động cơ xoay chiều: AC 440V, 60Hz, 3 pha.
4. Mạch điều khiển: AC 100, 60HZ, 1 pha
10


AC 200V, 60Hz, 3 pha
5. Điện áp sự cố và chiếu sáng: AC 220V, 60Hz, 1 pha
AC 100V, 60Hz, 1 pha
6. Máy điều hịa khơng khí: AC 220V, 60Hz, 1 pha
7. Bộ sấy nóng: AC 220V, 60Hz, 1 pha
8. Nguồn năng lượng dự phòng: AC 220V, 50Hz, 1 pha
Cáp thép:
Cáp thép cho cơ cấu nâng chính: 4 sợi cáp/ cầu trục
Đường kính cáp: 25mm

Cáp thép dử dụng cho chống lắc khung cẩu – hàng
Đường kính cáp: 10mm
Ứng suất: 1770N/mm2
Tải trọng phá hủy: 67,5KN
Phanh hãm:
Bảng1.1: Các phanh được sử dụng cho cầu trục RTG
Công dụng

Số

Loại

lượng
Cơ cấu nâng hạ
1
Cơ cấu di chuyển xe con 1
Cơ cấu di chuyển cầu trục 1
Cơ cấu nghiêng
1
Các thông số kĩ thuật cơ bản của

Phanh đĩa điện thủy lực xoay chiều
Phanh đĩa điện từ 1 chiều
Phanh đĩa điện từ 1 chiều
Phanh đĩa điện từ xoay chiều
máy phát điện xoay chiều và động

cơ điện sử dụng trên cầu trục RTG:
Bảng1.2: Các thông số kĩ thuật của máy phát điện và động cơ
Cơng

Cơng

dụng

suất ra

MFĐ

KVA
450

Tốc độ Điện

cấp nguồn

Nắp

Sự cách Loại

Số

áp
1800

Đặc
tính

đậy

điện

lượng

AC

Liên tục Chống

440

F

thấm

Đồng

1

bộ

cho động
cơ điện
ĐC cơ cấu 150

1000/

Nt

Nt

11

TEFC

“

Lồng

1


nâng
ĐC cơ cấu 37

2250
1750

“

sóc
“

Nt

60%ED

Nt

1

xe con
ĐC cơ cấu 45

1533/

Nt

40%ED

Nt

“

“

2

di chuyển

2300

cầu trục
ĐC bơm 5,5

1800

Nt

Liên tục Nt

“

“

1

1800

Nt

30 phút

E

“

1

nghiêng
ĐC của hệ 5,5

1800

Nt

Liên tục Nt

B

“

2

thống lái
ĐC

1800

Nt

Nt

F

ĐC có 4

di chuyển

thủy

lực

khung cẩu
ĐC cơ cấu 2,2

TENV

chống

4,4kg

momen

Chống
thấm

xoắn

mome
n lớn

chống lắc

1.3.2. Nguyên lý hoạt động của xe cầu.
a. Cách thiết kế và bố trí đường chạy cho xe cầu.

12


19,07 m

Coc sat cam bien hanh trinh

6.4 m

Hình1.10: Sơ đồ bố trí bãi chạy cho xe cầu
b. Nguyên lý hoạt động của xe cầu.
Hoạt động của xe cầu được điều khiển bởi người vận hành từ cabin
điều khiển. Xe cầu có thể di chuyển: TRÁI – PHẢI- LÊN – XUỐNG.
Và cách mỗi 1 mét trên đường chạy của xe cầu được chôn 1 cọc sắt để

cảm biến đường và kiểm tra xem xe cầu có chạy đúng đường chạy khơng.
Khi chuyển sang phải thì động cơ ở phía bên phải của cơ cấu làm nhiệm
vụ kéo cịn động cơ phía bên trái làm nhiệm đẩy và ngược lại. Khi hoạt
động để quay thì 2 chân kéo nhau quay đồng thời, sau khi hai chân này
quay xong thì mới đến hai chân tiếp theo.

1.3.3. Truyền động điện và trang bị điện cho cơ cấu di chuyển xe cầu
a. Chức năng các phần tử cơ bản trong sơ đồ nguyên lý
13


2MCB
a(20-4B)
440V
50Hz
(01-7A)

5AMCB
a(20-5B)

6AMCB
(20A-5B)

4MSC-0
(28-2D)

3M SC-IN
(28-2D)

3

2

3

2

BR

BR

GANTRY MOTOR
BRAKE 2.64A

2THR
(20-6B)
9-13A

GANTRY MOTOR
BRAKE 2.64A

IM

1THR
(20-6B)
9-13A

IM

STEERING PUMP

MOTOR 5.5KW,12A

STEERING PUMP
MOTOR 5.5KW,12A

Hình1.11:Sơ đồ nguyên lý cấp nguồn cho phanh và động cơ bơm thủy lực
AC 100V

40.3

41.3

42.3

42.7

43.3

40.2

41.2

42.2

42.6

43.2

C
(2)

B

40.1

41.1

42.1

42.5

43.1

40.4

41.4

42.4

42.8

43.4

SLK

AC 100V

STEELING
LOCK PIN
LOCKED

SUK

STEELING
LOCK PIN
UNLOCKED

S01

S901

TIPE
POSITION
(0)

TIPE
POSITION
(90)

Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý mạch Rơle trung gian

14

GES

ANTI-COLLISION
FOR CONYAINER

HOS

HOIST

OVER SPEED


P1

P

DB

GM1(15-7D)
U

AC 440V
(03- 2E)
R

V

R

IM

W
S

THR1
GANTRY MOTOR N0.1
45KW

T

E

R0

AC 440V
(03-3E)

BX1
(15-7D)

PGP
T0
INVERTER 1
FRN75VG7S-4

BX2
(15-7D)
X7

RST1
(29-3D)

PGM
6M3(15-6D)
PA

PG

PB
RST1

XB

COM1

CM

PULSE GENERATOR FOR
GANTRY SPEED DETECT

30B
T1

INVECTOR FAUL

30C

T2
SD
T-LINK
INV1

Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý cấp nguồn điều khiển động cơ di chuyển giàn

15


BRAKING RESISTOR

P1

P

DB

GM1(15-7D)
U

AC 440V
(03- 2E)
R

V

R

IM

W
S

THR1
GANTRY MOTOR N0.2
45KW

T
E

R0

AC 440V
(03-3E)

BX1
(15-7D)

PGP
T0
INVERTER 2
FRN75VG7S-4

BX2
(15-7D)
X7

RST1
(29-3D)

PGM
6M3(15-6D)
PA

PG

PB
RST1

XB

COM2

CM

PULSE GENERATOR FOR
GANTRY SPEED DETECT

30B
T1

30C

T2
SD
T-LINK
INV2

Hình 1.14: Sơ đồ nguyên lý cấp nguồn điều khiển động cơ di chuyển giàn

16


AC 200V

EMX1

HOS

EMX2

HELS

3CR

1MA

4CR

8MA

20CR

7MA

7CR

1M

5CR

6M1

5CR

6M3

GM1

NM1

BX1

NM2

GM1

AC 200V

AC 100V

EPB3

INV1 30B

INV2 30B

EPB1

INV2 30B

1
CLOSE AT
OPERATING

1
(32)

EPB4
30C

3CR

3CR

30C

4CR

4CR

EPB2

30C

PLC1

4CR

5CR

2

2

4CR

EMX1

AC 100V

EMX2

7CR

HELS

HOIST
STOP

17

BX2


Hình 1.15: Mạch Rơle trung gian
Hai động cơ truyền động chính là động cơ khơng đồng bộ Roto lồng sóc:
Pđm=45Kw, tốc độ Nđm=1533/2300 vg/ph.
Hai động cơ bơm thủy lực dành cho hệ thống lái có Pđm=5.5Kw.
Hai động cơ dùng cho chế độ phanh hãm dừng của cầu trục.
Hai bộ biến tần INV1, INV2 có cơng suất Pđm = 75Kw.
Các bánh xe chuyển động(8 bánh).
Hai đèn quay cảnh báo khi hệ thống làm việc.
INV1, INV2: là hai bộ biến tần gián tiếp dùng để điều chỉnh điện áp cho
động cơ.
IM1, IM2: Hai động cơ truyền động chính có Pđm = 45Kw.
PG1, PG2: Hai máy phát xung dùng cho biến tần.
THR1, THR2: Các nhiệt điện trở.
3M: Cơng tắc tơ chính cấp nguồn cho động cơ bơm thủy lực.
5MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho động cơ bơm thủy lực.
6MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho cơ cấu phanh
4M: Cơng tắc tơ chính cấp nguồn cho cơ cấu phanh

BR1, BR2: Các động cơ dùng cho cơ cấu phanh
1M, 2M: Hai công tắc tơ chính cấp nguồn cho biến tần.
4MCB: Cầu dao chính cấp nguồn cho hệ thống
MCH: Cơng tắc hai vị trí chọn hướng chuyển động cho xe cầu.
EMX1, EMX2: Rơle trung gian phục vụ cho chế độ dừng khẩn cấp.
2M: Tiếp điểm phụ của công tắc tơ cấp nguồn cho biến tần.
EPB3, EPB2: Các nút dừng khẩn cấp đặt tại cabin điều khiển.
1MA: Cơng tắc tơ chính cấp nguồn cho bảng điều khiển phụ.
RST1: Đặt lại chế độ điều khiển ban đầu cho cơ cấu nâng hạ và di
chuyển xe cầu.
20RC: Công tắc giới hạn chiều cao nâng.

18


INV1, INV2: là các tiếp điểm phụ kiểm tra trạng thái hoạt động của biến
tần(nếu = 1 biến tần làm việc bình thường, nếu = 0 biến tần ngưng làm
việc).
3CR, 4CR, 5CR: Các Rơle trung gian(nếu = 0 hệ thống ngưng hoạt
động).
PL: tiếp điểm cho phép là việc trình tự.
7CR: Rơ le trung gian làm việc ở chế độ chạy trình tự.
2: bảo vệ tốc độ nâng dưới định mức.
HOS: Rơ le trung gian bảo vệ tốc độ nâng định mức.
32: Dừng khẩn cấp khi nâng.
HELS: Rơ le trung gian bảo vệ dừng khẩn cấp.
24M: Công tắc tơ cấp nguồn cho phanh xe con.
7MA, 8MA: Rơ le trung gian cấp nguồn cho cơng tắc tơ chính của xe
cầu.
GM1, GM2: Hai cơng tắc tơ cấp nguồn chính cho 2 động cơ chuyển

động chính của xe cầu.
HM1, HM2: Hai cơng tắc tơ cấp nguồn chính cho cơ cấu nâng hạ.
6GM1, 6GM3: Hai cơng tắc tơ chính cấp nguồn cho các nhiệt điện trở.
5PL: Rơ le trung gian để báo hiệu sự cố.
GRL: Rơ le cấp nguồn cho đèn quay.
GIB3: Rơ le tín hiệu phanh.
GIB4: Rơ le tín hiệu của PLC dùng để điều khiển lái tự động.
GBI0: Rơ le báo trạng thái của hệ thống(Start/Stop).
0,90: Rơ le tín hiệu xác định vị trí của xe cầu.
43.1……43.4: Các cảm biến bảo vệ hành trình xe cầu khi va trạm các
chướng ngại vật.
SLK, SUK: Các rơ le trung gian báo trạng thái khóa.
42.1…….42.8: Các cảm biến xác định hướng chuyển động của xe cầu.
S01, S901: Các Rơ le trung gian xác định hướng di chuyển của xe cầu.
19


c. Nguyên lý hoạt động di chuyển xe cầu.
Để đưa hệ thống vào hoạt động, ta khởi động Điezel lai máy phát
cấp điện cho tồn bộ hệ thống. Sau đó đóng các các cầu dao đầu nguồn
trực tiếp là 4MCB. Khi nguồn động lực, nguồn điều khiển đã được cấp ta
bắt đầu tiến hành q trình điều khiển.
Bật cơng tắc MC-H sang vị trí 00 hay 900 tùy theo yêu cầu di chuyển
tương ứng với tín hiệu B131=1 hoặc B132=1 lúc này PLC xử lý và thông
qua các Rơ le trung gian S01, S901 để kiểm tra và điều khiển hướng di
chuyển của xe cầu trùng với hướng đặt sẵn của công tắc MC-H. Lúc này
ta đưa tay tảng điều khiển MC-C sang phải hoặc sang trái tương ứng vơi
chiều cần di chuyển của xe cầu. Tín hiệu này được truyền tới bộ mã hóa 8
bít, bộ mã hóa này mã hóa tín hiệu đặt sau đó truyền tín hiệu đã được sử
lý tới bộ PLC. PLC bắt đầu kiểm tra, điều khiển đóng nguồn cấp cho các

cơng tắc tơ, rơ le, nếu các biến tần trong trạng thái bình thường, các cơng
tắc hành trình có tín hiệu đưa về trong trạng thái hoạt động bình thường,
lúc này EMX1, EMX2, 3CR, 2CR, 5CR, 7CR, 1MA, 20CR, HÓ,
HELS = 1 cấp nguồn cho công tắc tơ 1M, lúc này các tiếp điểm phụ 1M
= 1 đóng nguồn cung cấp cho biến tần để tạo ra điện áp và tần số phù hợp
với tốc độ đặt. Sau đó PLC điều khiển cấp nguồn cho công tắc tơ 7MA,
tiếp điểm phụ 7MA = 1, HM2 = 0 đảm bảo chắc chắn chỉ có duy nhất cơ
cấu di chuyển cầu trục làm việc. Khi đó các bộ tiếp điểm GM1, GM2 ở
mạch động lực đóng lại kết hợp với điện áp điều khiển từ bộ biến tần làm
cho động cơ hoạt động với tốc độ tương ứng với vị trí hiện thời của tay
trang điều khiển hệ thống ban đầu di chuyển. Lúc này PLC cấp tín hiệu
điều khiển hệ thống đèn quay hoạt động.
Quá trình gia tốc được thực hiện như sau: Khi đưa tay trang điều
khiển MC-C lên tốc độ cao hơn thì bộ mã hóa 8 bít thu nhận tín hiệu từ
tay điều khiển, sau khi mã hóa tín hiệu này được đưa tới đàu vào PLC,

20


lúc này PLC xử lý truyền tín hiệu tới các bộ phát xung tạo ra các tín hiệu
thích hợp để điều khiển điện áp, tần số ra phù hợp với tốc độ đặt.
d. Các bảo vệ trong hệ thống.
Bảo vệ quá tải cho động cơ bơm thủy lực: Khi các động cơ bơm thủy
lực bị quá tải thì các Rơ le nhiệt 1THR, 2THR tác động làm cho các tiếp
điểm 1THR, 2THR ở mạch điều khiển mở ra.PLC ra quyết định dừng hệ
thống.
Bảo vệ hệ thống bằng các nút dừng khẩn cấp EPB1…EPB4 đặt tại
bàn phím bên phải, động cơ, cabin điều khiển.
Bảo vệ sự hoạt động bình thường của các biến tần bằng các tiếp điểm
INV1, INV2

Bảo vệ sự tránh va chạm của cầu trục khi di chuyển vào các chướng
ngại vật: Khi cầu trục đang di chuyển mà bị va chạm vào các chướng ngại
vật xung quanh thì các cảm biến 43.1…43.4 = 0. Cắt điện GES là cho
tiếp điểm đóng lại, PLC nhận tín hiệu và điều khiển dừng hệ thống.
Bảo vệ chống sự xê dịch của bánh lốp khi đang làm việc: Khi đang làm
việc mà các bánh lốp bị xê dịch khỏi vị trí, các cảm biến 40.1..40.4;
41.0…41.4 = 1 làm cho SLK = 0.SUK = 1. PLC điều khiển dừng hệ
thống hoặc khi cầu trục di chuyển tới vị trí làm việc mà các chốt khóa tác
động thì SLK = 0, SUK = 1. PLC ra lệnh cho các cơ cấu khác hoạt động.
Bảo vệ hướng chuyển động của cầu trục: Giả thiết công tắc MC-H
đang ở cị trí 900 mà xe cầu vẫn ở vị trí 00 thì lúc đó các cảm biến
42.1..42.4; 42.4…42.8 = 1 → PLC ra lệnh cho các cơ cấu khác làm việc.
Bảo vệ liên động giữa hai cơ cấu nâng hạ và di chuyển xe cầu: Khi hai
công tắc tơ GM1, GM2 = 1 thì hai tiếp điểm GM1, GM2 ở mạch 8MA
mở ra đảm bảo chắc chắn hai cơng tắc tơ chính HM1, HM2 cấp nguồn
cho cơ cấu nâng hạ không tác động làm cho các tiếp điểm GM1, GM2
bên mạch động lực đóng lại cịn HM1, HM2 mở ra. Chắn chắn chỉ có
một cơ cấu di chuyển hoạt động
21


CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRUYỀN
ĐỘNG ĐIỆN
2.1. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển giàn RTG
2MCB
a(20-4B)
440V
50Hz
(01-7A)

5AMCB
a(20-5B)

6AMCB
(20A-5B)

4MSC-0
(28-2D)

3

2

3M SC-IN
(28-2D)

3

2

BR

BR

GANTRY MOTOR
BRAKE 2.64A

GANTRY MOTOR
BRAKE 2.64A

2THR
(20-6B)
9-13A

IM
STEERING PUMP
MOTOR 5.5KW,12A

1THR
(20-6B)
9-13A

IM
STEERING PUMP
MOTOR 5.5KW,12A

Hình2.1: Sơ đồ nguyên lý cấp nguồn cho cơ cấu phanh và động cơ bơm
thủy lực

22


BRAKING RESISTOR

P1
AC 440V
(03- 2E)

P

DB

GM1(15-7D)
U

1M
R

V

R

IM

W
S

THR1
GANTRY MOTOR N0.1
45KW

T
E
2M

R0

AC 440V
(03-3E)

BX1
(15-7D)

PGP
T0
INVERTER 1
FRN75VG7S-4

BX2
(15-7D)
X7

RST1
(29-3D)

PGM
6M3(15-6D)
PA

PG

PB
RST1

XB

COM1

CM

PULSE GENERATOR FOR
GANTRY SPEED DETECT

30B
T1

INVECTOR FAUL

30C

T2
SD
T-LINK
INV1

Hình2.2: Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ di chuyển giàn

23


BRAKING RESISTOR

P1
AC 440V
(03- 2E)

P

DB

GM1(15-7D)
U

1M
R

V

R

IM

W
S

THR1
GANTRY MOTOR N0.2
45KW

T
E
2M
AC 440V
(03-3E)

BX1
(15-7D)

R0
PGP

T0
INVERTER 2
FRN75VG7S-4

BX2
(15-7D)
X7

RST1
(29-3D)

PGM
6M3(15-6D)
PA

PG

PB
RST1

XB

COM2

CM

PULSE GENERATOR FOR
GANTRY SPEED DETECT

30B

T1

30C

T2
SD
T-LINK
INV2

Hình2.3: Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ di chuyển giàn

24


AC 100V

EPB3

INV1 30B

INV2 30B

EPB1

INV2 30B

1
CLOSE AT
OPERATING

1
(32)

EPB4
30C

3CR

3CR

30C

EPB2

2

30C

4CR

PLC1

4CR

4CR

2

4CR

5CR

EMX1

EMX2

HELS

7CR

AC 100V

Hình2.4: Sơ đồ nguyên lý mạch Rơle trung gian
AC 100V

40.3

41.3

42.3

42.7

43.3

40.2

41.2

42.2

42.6

43.2

40.1

41.1

42.1

42.5

43.1

40.4

41.4

42.4

42.8

43.4

C
(2)
B

SLK

AC 100V

STEELING
LOCK PIN
LOCKED

SUK

S01

S901

STEELING
LOCK PIN
UNLOCKED

TIPE
POSITION
(0)

TIPE
POSITION
(90)

25

GES

ANTI-COLLISION

FOR CONYAINER

HOS

HOIST
OVER SPEED