[实用新型]全回转浮式起重机电气控制系统

说明书

技术领域

本实用新型全回转浮式起重机电气控制系统，属起重机控制系统领域。

背景技术

全回转浮式起重机是海上起重工程船的关键性设备之一，通过该全回转起重机，可以用于敷设海底输油管道、吊装海上风机、海上钻井平台等海洋工程设施。近几年来，国内不少厂家设计、制造了很多大型浮吊，多数浮吊的驱动系统采用的是液压驱动或是单传动变频器驱动，但是，变频器本身是谐波污染源，而海上起重工程船对电气控制系统的要求特别高，电气系统的谐波失真要小于5％，以免对船体发电机组产生影响；海上作业时，对电气控制系统的可靠性要求特别高，一旦出现故障，维修和更换元件都非常不便；加之全回转起重机因为受到转台尺寸的限制，电气柜也要尽量少占空间，以免影响卷扬机等机构的布置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全回转浮式起重机电气控制系统，以提高电气控制系统的可靠性，降低谐波影响并且可以减小电控设备的所占空间。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

本实用新型全回转浮式起重机电气控制系统由变频驱动控制系统和PLC控制系统组成，变频驱动控制系统包括12脉冲整流变压器、进线开关、整流单元、主起升逆变器、副起升逆变器、变幅逆变器、回转逆变器、稳索逆变器、索具逆变器、制动单元、主起升电动机、副起升电动机、变幅电动机、回转电动机、索具电动机、稳索电动机和制动电阻，特点是12脉冲整流变压器的输出与进线开关的输入连接，进线开关的输出与整流单元的输入连接，整流单元由三个相同的整流模块并联组成，整流单元的输出分别与主起升逆变器器、副起升逆变器、变幅逆变器、回转逆变器、索具逆变器、稳索逆变器和制动单元连接，主起升逆变器器、副起升逆变器、变幅逆变器、回转逆变器、索具逆变器和稳索逆变器则分别与对应的主起升电动机、副起升电动机、变幅电动机、回转电动机、索具电动机和稳索电动机连接，制动单元与对应的制动电阻连接。

上述的PLC控制系统，包括主令控制器、联动操作台、人机界面、PLC、主起升逆变器、副起升逆变器、变幅逆变器、回转逆变器、稳索逆变器及索具逆变器等，特点是PLC核心由主CPU和冗余CPU组成的，主CPU和冗余CPU之间通过同步光纤连接，主令控制器，联动操作台，人机界面分别与PLC输入连接，PLC输出分别与主起升逆变器器、副起升逆变器、变幅逆变器、回转逆变器、索具逆变器和稳索逆变器连接。

本实用新型起重机的电机的全部采用变频调速驱动和控制，采用单独的整流单元，整流单元由三个相同的整流模块并联组成，当整流单元中一个模块发生故障时，另外两个整流模块仍然可以可降容使用，减少故障停机时间，用户可以很方便的拆下发生故障的整流模块，自行解决故障。本设计的PLC控制系统，实施整机控制、安全保护联锁以及故障诊断和状态监视，因其PLC由主CPU和冗余CPU组成，其CPU为双机热备份，当一台CPU出现故障时，立刻切换到另一个CPU，继续运行，不影响设备的正常运行。且带有冗余功能，进线电源处设有12脉冲整流变压器，可降低谐波干扰，以免影响船体供电系统，因此，本设计全面提高了电气控制系统的可靠性。

单独的整流单元为系统提供一定功率的直流电源，调速用逆变器直接挂接在直流母线上，当系统工作在电动状态(如提升重物)时，逆变器从母线上获取直流电能，逆变成频率可调的交流电源，用于驱动变频电动机；当系统在发电状态(如下放重物)时，能量通过挂在直流母线制动单元和制动电阻释放。由于采用了共直流母线技术，故只需在直流母线上挂接一套制动单元和制动电阻，无需每台逆变器配置一套制动单元和制动电阻，故可以减少制动单元和制动电阻的数量，减小电气设备所占空间。

附图说明

图1本实用新型全回转浮式起重机的变频驱动控制系统框图

图2本实用新型全回转浮式起重机的PLC控制系统框图

具体实施方案

现结合附图进一步说明本实用新型是如何实施的：

本实用新型全回转浮式起重机变频驱动系统中，进线处设置一台AC380/380的12脉冲整流变压器，用于降低谐波干扰，通过该整流变压器将进线电源输送给进线开关，依次通过整流单元、各逆变器、制动单元与对应电机连接，起重机的电机的全部采用变频调速驱动和控制，采用共直流母线的多传动方式，采用单独的整流装置，为系统提供一定功率的直流电源，调速用逆变器直接挂接在直流母线上。当系统工作在电动状态(如提升重物)时，逆变器从母线上获取直流电能，逆变成频率可调的交流电源，用于驱动变频电动机；当系统在发电状态(如下放重物)时，能量通过挂在直流母线制动单元和制动电阻释放。

本实用新型全回转浮式起重机PLC控制系统中，操作人员通过操作联动台上的主令控制器和按钮开关等，将操作指令传递给PLC，PLC经过处理后，通过PROFIBUS通讯方式，将相应指令直接传递给各机构逆变器，上述各逆变器控制驱动各个机构的变频电动机，完成操作要求。PLC实施整机控制、安全保护与联锁以及故障诊断和状态监视等。且带有冗余功能，CPU为双机热备份，当一台CPU出现故障时，立刻切换到另一个CPU，继续运行，不影响设备的正常运行。