斗轮式堆取料机电气控制系统使用及维护手册.docx
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斗轮式堆取料机电气控制系统使用及维护手册
斗轮式堆取料机电气控制系统
使用及维护手册
项目名称
500T/H斗轮式堆取料机
项目编号
用户名称
最终用户
电气设计
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版本
日期
总页数
35
斗轮式堆取料机电气控制系统
使用及维护手册
1.电气系统设计概况
本手册适用于宝山电厂一期工程1500t/1500t斗轮式堆取料机电气设备，详细描述了斗轮式堆取料机电气系统的系统组成及功能描述。
1.1使用环境条件
根据《IEC国际电工委员会标准》、《FEM欧洲搬运工程协会》、《JB/T4315起重机电控设备》《GB3811起重机设计规范》、《GB6067起重机械设计安全规程》、《JB4326-86湿热带型装有电子器件的电控设备》及《JB4374-86湿热带型低压电器电控设备》，确定系统设备的使用环境条件及要求。
而且完全满足以下要求：
温度:
-10゜C--＋45゜C
相对湿度:
95%（25゜C）
海拔高度:
<1000m
密封:
设备应防虫害,防止自然尘埃对设备的可靠性的侵害
防霉:
使用抑制霉菌生长的材料
冲击:
设备、组件应能经受得住正常生产过程中产生的冲击，以及运输、装卸过程中的冲击。
振动:
设备满足长途运输的要求,以及在使用中产生的振动的作用
1.2供电电源及机上电源
1.高压配电系统
地面供电为380V（±10％）50Hz（±1％）中压三相四线交流电源，采用滑触轨道输电方式，为主要传动机构及辅助机构、控制、照明等提供电源。
2.低压配电系统
主拖动系统供电电压：
三相三线400VAC，50Hz。
控制电源：
隔离的220VAC，50Hz及24VDC
辅助设备供电电压：
隔离的三相四线380VAC，50Hz
照明、加热器电源：
隔离的220VAC,50HZ,零线允许配电。
维修电源：
交流380/220V，三相，50Hz
备用低压电源：
交流380/220V，三相，50Hz
*主回路电源、控制电源、照明电源等需要维修时必须切断主变压器、辅助变压器电源，注意人身安全。
2.电气控制系统组成
2.1系统概述
堆取料机电气控制系统由国际著名电气制造厂商的产品组成，交流调速器采用ABB公司ACS800系列产品；PLC采用Schneider公司ModiconQuantumUnity系列产品；主要机构电动机采用SEW电机；低压配电元器件及附件如：
断路器、接触器、继电器等均采用Schneider公司产品；主令控制器采用Schneider公司产品限位；限位开关等均采用德国施迈赛公司产品；触摸屏采用西门子公司平板电脑产品；触摸屏与PLC之间通过MB+通讯，构成监控管理系统，能全面实时监控系统工作状态，并提供完善的故障信息，方便运行及维护。
系统具有手动与半自动控制的功能，能实现系统半自动循环堆料、取料等控制功能，可有效地提高生产效率，确保整机运行平稳，震动冲击小，有效减少交变载荷对机械的冲击，减少机械疲劳强度，提高寿命。
在司机室、电气房、登机口配置电话系统，方便机上工作人员的联系。
2.2电动机
序号
电机参数
单位
回转
皮带
斗轮
俯仰机构
尾车机构
大车
1.
型号
Y74180M
Y315S-4
Y315S-4
QA180L4A
QA160M4A
DH312HL4/DH/TH/VS/HIC/STH
2.
类型
交流电机
交流电机
交流电机
交流电机
交流电机
交流变频电机
3.
额定功率
KW
18.5
110
110
22
11
9.2
4.
数量
套
1
1
1
1
1
6
5.
额定电压
V
380
380
380
380
380
380
6.
额定电流
A
37
199
199
40.59
21.46
18/10.4
7.
额定转速
RPM
1470
1470
1470
1465
1455
1440
8.
额定频率
Hz
50
50
50
9.
最小频率
Hz
10.
额定转矩
Nm
11.
最大转矩
Nm
12.
过载倍数
200%
200%
180%
180%
200%
13.
接电持续率
S1
S1
S1
S1
S1
14.
绝缘等级
F
F
F
F
F
15.
防护等级
IP23
IP23
IP23
IP23
IP55
16.
功率因素
0.90
0.87
0.85
17.
冷却方式
IC41
IC41
IC41
IC41
IC41
IC41
18.
冷却风机
19.
加热器
V
20.
温度检测
21.
安装方式
22.
重量
Kg
2.3低压控制柜
序号
名称
主要元器件
数量（套）
备注
1.
配电保护柜
控制电源断路器控制变压器
1
两连体柜
2.
斗轮/皮带/除尘/润滑机构柜
3.
旋转/俯仰/头部料斗翻板机构柜
1
三连体柜
4.
PLC柜
开关电源，PLC主站，PLC分布式I/O站，低压电气
1
两连体柜
5.
大车机构/夹轨器控制柜
夹轨器断路器、接触器
1
两连体柜
6.
大车变频器柜
大车变频器断路器，接触器
1
独立柜
7.
电阻柜
大车制动电阻两箱，回转制动电阻一箱
1
独立柜
控制柜柜体尺寸统一高度2200mm，深度650mm，单体宽度800~1200mm，表面静电喷塑，颜色RAL7035，框架式安装结构。
2.4操作站
2.4.1司机室联动台
Ø2个主令控制器分别控制大车、回转/俯仰
Ø整机操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等
Ø触摸屏，显示故障信息
2.4.2大车就地操作站
Ø大车及夹轨器就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等
2.4.3回转就地操作站
Ø回转就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等
2.4.4俯仰就地操作站
Ø俯仰就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等
2.4.5尾车就地操作站
Ø尾车就地操作用的按钮、选择开关、指示灯、急停按钮等
2.5传动系统
传动系统中大车机构、回转机构采用Schneider公司Atv71系列传动产品。
悬臂皮带机构采用ABB公司PSTB系列软启动器，斗轮、俯仰机构及尾车采用接触器直接启动。
2.5.1大车调速器
Ø交流调速器：
Atv71-01-0120-3+D150+P9011套
2.5.2旋转调速器
Ø交流调速器：
Atv71-01-0050-3+D150+P9011套
2.5.3悬臂皮带调速器
Ø软启动器：
PSTB-370-600-701套
2.6PLC自动化控制系统
ØPLC主站柜
主机架（CPU:
140CPU31110）1套
Ø司机室分布式I/O站机架2套
QUANTUMCPU通过MODBUSPLUS总线连接各QUANTUMI/O分布站,通过MODBUSPLUS连接触摸屏。
2.7检测元件
2.7.1俯仰机构
俯仰机构设有如下检测限位开关，限位开关功能如下：
1.上停止限位
2.下停止限位
3.下禁区限位
2.7.2旋转机构
旋转机构设有如下检测限位开关，限位开关功能如下：
1.左停止限位
2.左防撞限位
3.左禁区限位
4.右禁区限位
5.右防撞限位
6.右停止限位
2.7.3大车机构
大车机构共设以下限位开关：
1.前、后停车限位
2.前、后移动限位
3.大车前进减速限位（软件限位）
4.大车后退减速限位（软件限位）
5.左、右夹轨器限位
6.左、右锚定限位
停车限位是正常的终点限位。
减速限位的作用：
大车延某方向运动时，减速限位动作后机构的运动速度限制在请求速度的30%，直到到达停车限位为止。
但反方向运行不受此限制。
2.7.4尾车变幅
尾车机构设有以下限位开关：
1.尾车上停止限位
2.尾车下停止限位
2.7.5料斗辅机
料斗及辅机系统设有以下限位开关：
1.挡煤板抬起限位1个
2.挡煤板放下限位1个
3.分叉漏斗堵料限位2个
4.悬臂皮带跑偏限位4个
5.悬臂皮带拉线急停限位开关2个
6.尾车皮带跑偏限位4个
7.尾车皮带拉线急停限位开关2个
3.操作站功能描述
3.1操作站的功能划分
为了满足设备集中操作、就地操作、检修操作的需要，本系统设置了司机室联动台、大车就地操作站、旋转就地操作站、尾车就地操作站及悬臂头部就地操作站共五个操作站，不同的操作站的操作功能和方法各有不同。
1.司机室联动台：
该操作站可以操作大车机构、俯仰机构、旋转机构、悬臂皮带机构、斗轮机构、司机室及其他辅助设备等，它是正常作业时需要使用的操作站，具有最为全面的操作功能。
2.大车就地操作站：
可以就地低速操作大车及夹轨器。
3.回转俯仰就地操作站：
可以就地操作悬臂回转、俯仰、分叉翻板动作、尾车变换及司机室的动作。
4.斗轮皮带就地操作箱
可以就地操作斗轮、皮带的动作。
3.2操作站的选择和切换
由于有不同的操作站，因此存在操作站选择的过程。
但为了保证安全，任何时刻应该仅允许选择一个操作站，即每次只能使用一个操作站，而其他操作站均应无法操作，即功能被封锁，即使在未被选择的操作站上进行某些操作也无法成功。
司机室右联动台设有“远程就地手动操作”按钮，按下按钮，联动台上“远程就地手动操作”指示灯点亮，同时各就地操作箱上的就地操作指示灯点亮，就地手动操作有效，即司机室联动台上所有机构操作均被禁止。
若按下右联动台上“取消就地操作按钮”，联动台上“远程就地手动操作”指示灯灭，同时各就地操作箱上的就地操作指示灯灭，司机室联动台操作有效，各就地操作箱上按钮失效。
3.3进线单元柜门操作
3.4配电保护柜门操作功能描述
3.5大车就地操作站操作功能描述
4.电气控制系统操作
4.1大车运行操作
在司机室和大车就地操作站均可以对大车及其辅助机构进行操作。
在操作大车运行前，必须检查并清除大车运行轨道上的所有障碍物，将大车左侧锚定、右侧锚定抬起。
此时，司机室联动台触摸屏上大车锚定限位指示到位。
4.1.1大车司机室操作
操作人员将夹轨器松开，此时司机室联动台触摸屏上应显示左右夹轨器松开到位，司机室联动台上的大车主令开关拨向“大车前进”或“大车后退”，大车制动器自动打开，大车开始“前进”或“后退”运行，大车台车上的声光报警灯会进行声光报警。
操作人员通过大车主令开关，可多档速度控制大车运行。
当运行至大车停止限位动作时，大车自动停止运行。
大车制动器自动闭合。
在大车运行过程中，操作人员将司机室联动台上的大车主令开关拨回零位，大车自动减速并停止运行，大车制动器自动闭合。
当大车停止运行后，应将联动台上夹轮器选择开关拨向“夹紧”位置并手动放下大车左右锚定。
4.1.2大车就地操作站操作
启车前操作人员可以按下大车就地操作箱上“就地启车报警”，大车台车上的报警装置会进行声光报警。
操作人员将大车就地操作站上的“夹轨器选择开关”拨向“松开”位置，夹轨器松开到位后，大车运行选择开关拨向“大车前进”或“大车后退”，此时，大车制动器自动打开，大车开始“前进”或“后退”运行，大车台车上的声光报警灯会进行声光报警。
在大车就地操作站，操作人员只能低速控制大车运行。
当运行至大车停止限位动作时，大车自动停止运行。
大车制动器自动闭合。
在大车运行过程中，操作人员将大车就地操作箱上的大车运行选择开关拨回停止位，大车自动减速并停止运行，大车制动器自动闭合。
当大车停止运行后，应将就地操作箱上夹轨器选择开关拨向“夹紧”位置，手动放下大车左右锚定。
4.2悬臂回转机构运行操作
在司机室和回转就地操作站均可以对回转机构进行操作。
4.2.1回转司机室操作
操作人员将司机室联动台上的回转主令开关拨向“左转”或“右转”，回转开始“左转”或“右转”运行。
当运行至回转停止限位动作或禁区限位动作或防撞限位动作时，回转自动停止运行。
在回转运行过程中，操作人员将司机室联动台上的回转主令开关拨回零位，回转自动减速并停止运行。
4.2.2回转就地操作站操作
启车前操作人员可以按下回转俯仰就地操作箱上“就地启车报警”，大车台车上的报警装置会进行声光报警。
操作人员将回转俯仰就地操作站上的回转运行选择开关拨向“左转”或“右转”，此时，回转机构开始“左转”或“右转”运行，在回转就地操作站，操作人员只能低速控制回转运行。
当运行至回转停止限位动作或禁区限位动作或防撞限位动作时，回转自动停止运行。
在回转运行过程中，操作人员将回转就地操作箱上的回转运行选择开关拨回停止位，回转自动减速并停止运行。
4.3俯仰机构运行操作
在司机室和回转平台就地操作箱均可以对俯仰机构进行操作。
4.3.1俯仰司机室操作
操作人员将司机室右联动台上的俯仰主令开关拨向“上仰”或“下俯”，俯仰油泵电机启动运行，5S后俯仰开始“上仰”或“下俯”运行，俯仰为定速运行。
当运行至俯仰停止限位动作或禁区限位动作时，俯仰自动停止运行。
在俯仰运行过程中，操作人员将司机室联动台上俯仰主令拨回停止位，俯仰机构自动减速并停止运行。
约2S后油泵马达停止运行。
4.3.2俯仰就地操作站操作
启车前操作人员可以按下回转俯仰就地操作箱上“就地启车报警”，大车台车上的报警装置会进行声光报警。
操作人员将回转俯仰就地操作站上的俯仰运行选择开关拨向“上仰”或“下俯”，此时，俯仰油泵电机启动运行，5S后俯仰开始“上仰”或“下俯”运行，俯仰为定速运行。
当运行至俯仰停止限位动作或禁区限位动作时，俯仰自动停止运行。
在俯仰运行过程中，操作人员将回转俯仰就地操作箱上的俯仰运行选择开关拨回停止位，俯仰机构自动减速并停止运行。
约2S后油泵马达停止运行。
4.4尾车机构运行操作
在司机室和回转俯仰就地操作箱均可以对尾车机构进行操作。
尾车机构上升最高位对应堆料工况，尾车机构最低位对应取料位。
4.4.1尾车机构司机室操作
操作人员将司机室右联动台上的尾车变换开关转向“升起”或“降下”PLC系统检测到待运行至“升起”或“降下”限位动作后，尾车自动停止运行，大车自动后退。
在运行中操作人员将转换开关转向“停止”。
4.4.2尾车机构就地操作站操作
操作人员将回转俯仰就地操作箱上的尾车变换开关转向“升起”或“降下”，尾车将向升起或下降方向运行，待运行至“升起”或“降下”限位动作后，上升下降停止。
4.5悬臂皮带运行操作
在司机室和悬臂头部就地操作箱均可以对悬臂皮带机构进行操作。
A：
悬臂皮带堆料运行必须满足的前提条件是：
1.挡煤板在堆料位
2.尾车机架在堆料位
满足上述条件后，触摸屏上“允许堆料运行”指示灯亮，否则“允许堆料运行”指示灯不亮，悬臂皮带不允许进行堆料运行。
B：
悬臂皮带取料运行必须满足的前提条件是：
1.挡煤板在取料位
2.尾车在取料位
满足上述条件后，触摸屏上“允许取料料运行”指示灯亮，否则“允许取料运行”指示灯不亮，悬臂皮带不允许进行取料运行。
4.5.1悬臂皮带司机室操作
在满足悬臂皮带相应的运行条件后，操作人员将司机室右联动台上的悬臂皮带运行开关拨向“堆料”或“取料”，悬臂皮带制动器自动打开，待制动器打开到位后，悬臂皮带开始“堆料”或“取料”运行，悬臂皮带为定速运行。
在皮带运行过程中，满足停止条件时，操作人员将司机室联动台上悬臂皮带运行选择开关拨回停止位，悬臂皮带停止运行，悬臂皮带制动器自动合上。
4.5.2悬臂皮带就地操作站操作
在就地操作站操作皮带时，要求满足挡煤板应在相应的位置，操作人员将悬臂头部就地操作箱上的悬臂皮带运行开关拨向“堆料”或“取料”，悬臂皮带制动器自动打开，待制动器打开到位后，悬臂皮带开始“堆料”或“取料”运行，悬臂皮带为定速运行。
在皮带运行过程中，满足停止条件时，操作人员将悬臂头部就地操作箱上的悬臂皮带运行选择开关拨回停止位，悬臂皮带停止运行，悬臂皮带制动器自动合上。
4.6斗轮机构运行操作
在司机室和悬臂头部就地操作箱上均可以对斗轮机构进行操作。
在“取料方式”下，允许斗轮机构运行，在“堆料方式”下，禁止斗轮机构运行。
4.6.1斗轮机构司机室操作
在悬臂皮带取料运行平稳后，操作人员将司机室右联动台上的斗轮运行开关拨向“启动”，此时，斗轮制动器自动打开，斗轮润滑系统同时打开，待制动器打开到位后，斗轮机构运行，斗轮为定速运行。
在斗轮运行过程中，操作人员将司机室联动台上的斗轮运行开关拨向“停止”，斗轮机构立即停止，待斗轮停止平稳后，斗轮制动器自动合上，斗轮润滑系统自动关闭。
4.6.2斗轮机构就地操作站操作
操作人员将悬臂头部就地操作箱上的斗轮运行开关拨向“启动”，此时，斗轮制动器自动打开，斗轮润滑系统同时打开，待制动器打开到位后，斗轮机构运行，斗轮为定速运行。
在斗轮运行过程中，操作人员将悬臂头部就地操作箱上的斗轮运行开关拨向“停止”，斗轮机构立即停止，待斗轮停止平稳后，斗轮制动器自动合上，斗轮润滑系统自动关闭。
4.7.辅机运行操作
4.7.1挡煤板
操作人员在司机室联动台或回转平台就地操作箱上将挡煤板板运行开关拨向“抬起”或“放下”，挡煤板开始向“抬起”或“放下”方向运行，待运行到位后，挡煤板会自动停止运行。
挡煤板抬起到位对应堆料位，挡煤板放下到位对应取料位。
4.7.2司机室调平
当悬臂上下俯仰时，司机室如果不调平，则司机的座椅倾斜太厉害，司机操作将有些不适，因此，当悬臂上升时，司机室可向下调，当悬臂下降时，司机室可向上调，使司机室相对地面处于水平。
操作人员在司机室联动台或回转俯仰就地操作箱上按住司机室运行按钮“调高”或“调低”，司机室开始向“调高”或“调低”方向运行。
待司机室位置调节合适后，操作人员即可松开司机室联动台或悬臂尾部就地操作箱上的“调高”或“调低”运行按钮。
4.7.3喷淋系统操作
操作人员在司机室联动台按下“除尘系统启动”按钮，水泵将自动启动，根据堆料、取料工况自动打开堆料喷水阀或取料喷水阀。
如果水箱水位过低，触摸屏上“低水位”指示灯亮，水泵停止运行；如果水箱水位正常，“正常水位”指示灯亮，水泵将允许启动；如果水箱水位过高，“高水位”指示灯亮，提醒操作人员关闭进水阀。
在水泵运行过程中，操作人员可以按下司机室联动台上“除尘系统停止”按钮，水泵将停止运行，同时堆料喷水阀或取料喷水阀关闭。
4.7.4液压系统操作
详见液压系统使用说明书。
4.8整机照明操作
4.8.1上部照明
包括前大梁投光灯、司机室投光灯、船舱投光灯。
只能在司机室联动台控制。
4.8.2下部照明
包括行走投光灯、卷筒投光灯、后大梁投光灯。
只能在司机室联动台操作。
4.8.3走道照明
包括上下走道投光灯、塔架顶部投光灯、料斗投光灯。
在司机室联动台和大车就地操作箱均可控制。
机房平台日光灯、料斗平台日光灯、卷筒平台日光灯需要在辅助控制柜内通过空气开关单独操作。
4.9特殊操作
4.10特殊操作－旁路
4.10.1大风旁路
当风力很大时，各个机构不能运行。
通过司机室联动台旁路开关，行走机构只能慢速运行，运行到锚定位置后停车锚定，然后关闭大风旁路按钮。
4.11操作联锁
4.9.1斗轮机与地面皮带的联锁
斗轮机上设置“联锁/解锁”硬按钮，用于选择斗轮机工作方式。
解锁时，斗轮机悬臂皮带作为单独设备，可独立运行。
斗轮机与地面皮带的联锁关系：
1.启动流程
1.1堆料方式：
斗轮机悬臂皮带按堆料方式启动后，延时5秒，作为地面皮带可以启动的条件。
1.2取料方式：
地面皮带启动后，延时5秒，作为斗轮机悬臂皮带及斗轮可以启动的条件。
2.停止流程
2.1堆料方式：
先停地面皮带，后停悬臂皮带。
2.2取料方式：
先停悬臂皮带，后停地面皮带。
3.故障情况
3.1地面皮带故障与斗轮机悬臂皮带的联锁
3.1.1堆料方式：
斗轮机作为故障点下游设备，可保持原工作状态不变。
3.1.2取料方式：
斗轮机作为故障点上游设备必须立即停止斗轮及悬臂皮带工作。
4.9.2大车锚定或夹轨器没有抬起，行走机构不能运行。
4.9.3回转锚定没有抬起，回转机构不能运行。
4.9.4只有当液压系统处在无故障状态下，俯仰机构才能启动运行。
4.9.5 联锁作业时，必须按下列的操作程序进行，否则不能运行。
Ⅰ、完全堆料作业工况
a、悬臂皮带头部导料槽抬起到位
b、堆取料挡板抬起到位
c、分流板上升到位
d、分流小挡板放下到位
Ⅱ、完全取料工况
i.悬臂皮带头部导料槽放下到位
ii.堆取料挡板放下到位
5.电气控制系统维护
5.1故障保护原理
5.1.1故障保护停车流程
定义：
停车流程：
电机转速回零，制动器关闭，主接触器分断。
总停车流程（ATG）——所有机构机械制动
一级停车流程（AT1）——机构机械制动
二级停车流程（AT2）——机构电气制动+机械制动（主接触器不分断）
三级停车流程（AT3）——机构电气制动（按正常减速斜坡停车）
总停车请求（ARG）——激活总停车流程ATG（如：
控制分按钮命令）
一级停车请求（AR1）——激活一级停车流程AT1（如：
机构切换）
二级停车请求（AR2）——激活二级停车流程AT2（如限位到达）
总停车故障（DEFUG）—激活ATG
一级停车故障（DEFU1）—激活AT1
三级停车故障（DEFU3）---激活AT3
四级停车故障（DEFU4）—仅显示
出现FLTG，FLT1，FLT3停车故障以后，机构按相应的流程停车，故障消失并按故障复位按钮，然后重新合控制合按钮，控制系统可以继续运行。
申请ARG停车请求以后，所有机构按相应的流程停车，重新合控制，控制系统可以继续运行。
申请AR2停车请求以后，各机构按相应的流程快速停车，反方向可以继续运行，停车请求的条件消失，控制系统可以继续同方向运行，不需要故障复位和重新合控制按钮。
5.1.2故障蜂鸣器（位于联动台上）
在有引起机构停车的故障出现时或进行特殊操作时，蜂鸣器报警。
5.1.3故障复位/故障指示灯
当有故障出现时，故障指示灯闪烁，且蜂鸣器报警。
按下“故障复位”按钮后，如故障消除，则触摸屏上故障指示与蜂鸣器报警停止，如果故障仍存在，触摸屏上报警指示仍存在，蜂鸣器停止报警；若有新故障出现，触摸屏上同时有故障提示。
对于非停车故障，有时仍可继续工作。
5.2电机铭牌参数
大车电机
回转电机
型号
DH312HL4/DH/TH/VS/HIC/STH
型号
Y74180-4
额定功率
9.2KW
额定功率
18.5KW
额定转速
1440rpm
额定转速
1470rpm
额定电压
380V
额定电压
380V
额定电流
18/10.4A
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