Phân tích truyền động điện, trang bị điện cơ cấu xe con cầu trục QC của hãng Kalmar

PGS.TS Hoàng Xuân Bình Phân tích truyền động điện, trang bị điện cơ cấu xe con cầu trục QC của hãng Kalmar Lời mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong quá trình công nghiệp hóa đất nước lĩnh vực khoa học kĩ thuật đóng vai trò 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 truyền công 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 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 bộ 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 nghê 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 quá trình công 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 xuất, quản lí sản xuất dễ dàng, theo dõi quá trình đơn giản, nâng cao năng suất lao động, hiệu quả sản xuất. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài Mục đích của đề tài là nghiên cứu, phân tích trang bị điện, đi sâu cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơ cấu di chuyển xe con cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là cầu trục giàn QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport. Phạm vi nghiên cứu là cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơ cấu di chuyển xe con. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu tổng quan về cầu trục giàn QC, đi sâu phân tích cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơ cấu di chuyển xecon của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Việc nghiên cứu trang bị điện là rất cần thiết, giúp hiểu sâu về thiết bị được lắp đặt trên cầu trục. Ý nghĩa thực tiễn: Việc nghiên cứu trang bị điện giúp khai thác tối ưu năng suất các thiết bị, phục vụ tốt hơn cho sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao.   CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CẦU TRỤC QC CỦA HÃNG KALMAR CẢNG VIP GREENPORT 1.1. Khái quát về cầu trục giàn QC của hãng Kalmar 1.1.1. Khái quát về cầu trục giàn QC của hãng Kalmar Cầu trục giàn QC xếp dỡ container hãng Kalmar là cầu trục cổng có công son liên kết bản lề di chuyển trên đường ray, xe con di chuyển bằng bánh xe trên dầm chính, sử dụng nguồn điện 3 pha. Cầu trục QC là loại hiện đại nhất để xếp dỡ container lên xuống tàu. Cầu trục QC của hãng Kalmar tại cảng Vip Greenport được biểu diễn trên hình 1.1. Hình 1.1. Cầu trục giàn QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport Cầu trục có các đặc điểm cơ bản sau: Khung cầu trục kết cấu bằng thép, cấu trúc dạng hộp và được hàn cứng. Cầu trục được trang bị 1 khung nâng dạng ống để xếp dỡ container. Thiết bị khung nâng được lắp để điều chỉnh khung nâng ăn khớp với container. Các chuyển động nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển chân đế được điều khiển từ cabin của người vận hành được lắp đặt trên cơ cấu xe con. Còn chuyển động nâng hạ công son được thực hiện trên tủ điều khiển tại phòng nâng hạ công son. Điều khiển chuyển động đảm bảo sự thay đổi tốc độ được nhẹ nhàng đối với các cơ cấu chính (cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ công son, di chuyển xe con, di chuyển chân đế). Kẹp ray điện thủy lực được trang bị để giữ cầu trục không bị dịch chuyển dưới gió xoáy 35ms khi cầu trục đang hoạt động. Các thiết bị an toàn của cầu trục gồm nhiều công tắc giới hạn, khóa liên động, phanh hãm và các nút dừng khẩn cấp. Các thông số kĩ thuật cơ bản của cầu trục giàn QC: Loại cầu trục: Cầu trục cổng, xe con di chuyển bằng bánh xe trên dầm chính, công son nâng hạ kiểu bản lề. Sức nâng định mức: + Khi dùng khung nâng: 51,5 tấn. + Khi dùng móc nâng: 53,5 tấn. Khả năng quá tải (cơ cấu nâng): 125% tải định mức. Loại container: 20 Feet (20’), 40 Feet (40’), 45Feet (45’). Loại khung nâng: Khung nâng kiểu ống lồng 20’, 40’, 45’. Chiều cao nâng: 30m. Chiều dài bao ngoài cầu trục: 80m. Chiều cao (khi nâng công son): 76m. Hành trình xe con mang hàng: 80m. + Tầm với ngoài (hành trình từ bản lề của công son ra phía sông): 40m. + Tầm với trong (hành trình từ bản lề của công son vào phía bờ): 40m. Số bánh xe: 8 bánh 1 cụm chân. Số cụm chân: 4 cụm.

Lời mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong quá trình công nghiệp hóa đất nước lĩnh vực khoa học kĩ thuậtđóng vai trò hết sức quan trọng Trong đó lĩnh vực Điện – Điện tử đã góp phầnrất đáng kể từ những thiết bị dân dụng đến các dây truyền công nghệ tự độnghóa nhằm nâng cao năng suất, giảm bớt lao động chân tay vốn đã lạc hậu khi đấtnước ta đã là thành viên của tổ chức 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 bộ máymóc lạc hậu, thay thế con người làm việc trong những lĩnh vực nguy hiểm Đặcbiệt hơn nữa với sự phát triển của công nghê 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 vàgiám sát được các quá trình công nghệ, tham gia trực tiếp điều khiển đối tượngkhông những trong phạm vi thu nhỏ mà trên cả diện rộng Góp phần làm giảmchi phí sản xuất, quản lí sản xuất dễ dàng, theo dõi quá trình đơn giản, nâng caonăng suất lao động, hiệu quả sản xuất

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Mục đích của đề tài là nghiên cứu, phân tích trang bị điện, đi sâu cơ cấunâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơ cấu di chuyển xe con cầu trục QChãng Kalmar cảng Vip Greenport

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là cầu trục giàn QC hãng Kalmar cảng VipGreenport

Phạm vi nghiên cứu là cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn,

cơ cấu di chuyển xe con

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu tổng quan về cầu trụcgiàn QC, đi sâu phân tích cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơcấu di chuyển xecon của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Việc nghiên cứu trang bị điện là rất cần thiết, giúphiểu sâu về thiết bị được lắp đặt trên cầu trục

Ý nghĩa thực tiễn: Việc nghiên cứu trang bị điện giúp khai thác tối ưunăng suất các thiết bị, phục vụ tốt hơn cho sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tếcao.

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CẦU TRỤC QC CỦA HÃNG KALMAR

CẢNG VIP GREENPORT

1 Khái quát về cầu trục giàn QC của hãng Kalmar

1 Khái quát về cầu trục giàn QC của hãng Kalmar

Cầu trục giàn QC xếp dỡ container hãng Kalmar là cầu trục cổng có côngson liên kết bản lề di chuyển trên đường ray, xe con di chuyển bằng bánh xe trêndầm chính, sử dụng nguồn điện 3 pha Cầu trục QC là loại hiện đại nhất để xếp

dỡ container lên xuống tàu Cầu trục QC của hãng Kalmar tại cảng VipGreenport được biểu diễn trên hình 1.1

Hình 1.1 Cầu trục giàn QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport

Cầu trục có các đặc điểm cơ bản sau:

- Khung cầu trục kết cấu bằng thép, cấu trúc dạng hộp và được hàn cứng

- Cầu trục được trang bị 1 khung nâng dạng ống để xếp dỡ container

- Thiết bị khung nâng được lắp để điều chỉnh khung nâng ăn khớp với container

- Các chuyển động nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển chân đế được điềukhiển từ cabin của người vận hành được lắp đặt trên cơ cấu xe con Còn chuyểnđộng nâng hạ công son được thực hiện trên tủ điều khiển tại phòng nâng hạ côngson.

- Điều khiển chuyển động đảm bảo sự thay đổi tốc độ được nhẹ nhàng đối với các

cơ cấu chính (cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ công son, di chuyển xe con,

Các thông số kĩ thuật cơ bản của cầu trục giàn QC:

- Loại cầu trục: Cầu trục cổng, xe con di chuyển bằng bánh xe trên dầm chính,công son nâng hạ kiểu bản lề

- Sức nâng định mức:

+ Khi dùng khung nâng: 51,5 tấn

+ Khi dùng móc nâng: 53,5 tấn

- Khả năng quá tải (cơ cấu nâng): 125% tải định mức

- Loại container: 20 Feet (20’), 40 Feet (40’), 45Feet (45’)

- Loại khung nâng: Khung nâng kiểu ống lồng 20’, 40’, 45’

- Chiều cao nâng: 30m

- Chiều dài bao ngoài cầu trục: 80m

- Chiều cao (khi nâng công son): 76m

2 Cabin điều khiển trên cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport

Các buồng máy chính của cầu trục gồm: buồng công son, buồng điện cao

áp (22kV), buồng điện, buồng nâng hạ được đặt trên phần cố định của giàn côngson Buồng công son đặt toàn bộ cơ cấu nâng hạ công son và quá trình điềukhiển nâng hạ công son được thực hiện ngay tại buồng trên bảng điều khiển.Buồng điện cao áp có máy cắt cao áp và máy biến áp biến đổi điện áp 22kVxuống 400V cấp cho cầu trục Buồng điện đặt các tủ điện của toàn bộ cầu trục

Buồng nâng hạ đặt các cơ cấu của hành trình nâng hạ hàng, di chuyển cầu trục.Cabin của người vận hành được đặt cố định trên xe con Tại đây người điềukhiển có thể thao tác vận hành di chuyển chân đế, di chuyển xe con và nâng hạhàng.

a Bảng điều khiển tại cabin

Cấu trúc bàn điều khiển trong cabin hình 1.2

2 5 4 3 1

2

3 1

Hình 1.2 Bàn điều khiển trong cabin

Bảng điều khiển bên phải cabin DCR

Bảng 1.1 Bảng điều khiển bên phải cabin DCR

ST

T

Tên gọi tiếng anh Dạng Chức năng

5 EMERGENCY STOP Nút ấn Dừng khẩn cấp mọi hoạt

động của cầu trục

6 SPREADER RETRACT Nút ấn Thu chiều dài khung nâng

7 SPREASER EXTEND Nút ấn Kéo dài khung nâng

8 TROLLEY PARKPOSITION Nút ấn Reset xe con về vị trí

A TWISTLOCKS LOCKING Nút ấn Khóa chốt ngoạm

B TWISTLOCKS UNLOCKING Nút ấn Mở chốt ngoạm

Bảng điều khiển bên trái cabin DCL

Bảng 1.2 Bảng điều khiển bên trái cabin

điều khiển

Điều khiển tiến – lùi, trái– phải 5 cấp tốc độ

phải

hành phát ra loa

8÷11 SELECT FLIPPER Nút ấn Điều chỉnh 4 cánh dẫn

hướng trên khung lâng

b Bảng điều khiển tại buồng nâng hạ công son

Cơ cấu nâng hạ công son của cầu trục QC được truyền động bởi 1 động

cơ chính 75KW và 1 động cơ truyền động phụ 7,5KW Động cơ phụ chỉ được sửdụng khi động cơ chính gặp sự cố hoặc bảo dưỡng Do đó sẽ có các nút điềukhiển riêng biệt cho 2 động cơ

Cấu trúc bàn điều khiển công son hình 1.3

1 2 3 4

9 10 11 12

13 14 15 16 +MBF1

Hình 1.3 Bàn điều khiển công son

Tên gọi và chức năng các phần tử trên bàn điều khiển công son đượctrình bày trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Bảng điều khiển nâng hạ công son

STT Tên gọi bằng tiếng anh Dạng Chức năng

5 LAMPTEST Nút ấn Kiểm tra đèn báo các nút ấn

6 BUZZER ALARM Chuông Chuông báo động

7 TROLLEY ON

GIRDER

Đèn báo màu vàng

Hạ công son với động cơ phụ

2 Phân tích động học của cơ cấu nâng hạ công son

1 Sơ đồ cơ cấu nâng hạ công son

Cấu trúc của hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son được minhhọa trên hình 1.4

1

2

3 4

4

5

Hình 1.4 Sơ đồ hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son

Trong đó: 1 – Động cơ chính; 2 – Động cơ phụ; 3 – Hộp giảm tốc; 4 –Khớp nối; 5 – Phanh hãm dừng thủy lực; 6 – Trống tời; 7 – Phanh an toàn cho

cơ cấu nâng hạ công son; 8 – Encoder đo số vòng dây quấn cáp

Nguyên lý làm việc của hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son:Động cơ 1 có vai trò dẫn động cả cụm cơ cấu Sau khi động cơ khởi độngmômen xoắn được truyền tới hộp giảm tốc 3 thông qua khớp nối 4 Mômenđược truyền đến hộp giảm tốc ở đầu vào, tại đầu ra mômen này đã được biến đổithành giá trị lớn hơn để dẫn động trống tời 6 Tại trục ra của hộp giảm tốc đượclắp 1 phanh hãm dừng thủy lực 5 Mômen xoắn chỉ được chuyển tới trống tờikhi 2 má phanh 5 được mở ra Phanh an toàn cho cơ cấu nâng hạ 7 có nhiệm vụ

cố định trống tời khi đã thực hiện xong quá trình nâng hạ công son Encoder 8được gắn trực tiếp vào trục của trống tời để đo số vòng dây quấn cáp

Cấu trúc hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son của cầu trục giàn

QC hãng Kalmar được biểu diễn trên hình 1.5

Hình 1.5 Cấu trúc hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son

Trong đó: 1 – Động cơ truyền động chính; 2 – Phanh hãm dừng thủy lực;

3 – Bộ truyền cơ khí; 4 – Khớp nối; 5 – Trống tời quấn dây cáp khi nâng hạ

công son; 6 – Phanh hãm an toàn cho cơ cấu nâng hạ công son; 7 – Encoder đo

số vòng dây quấn cáp; 8 – Động cơ truyền động phụ được sử dụng khi động cơchính xảy ra sự cố hoặc bảo dưỡng

Động cơ truyền động chính của cơ cấu nâng hạ công son được biểu diễn trên hình 1.6

Hình 1.6 Động cơ điện sử dụng cho cơ cấu nâng hạ công son

+ Động cơ nâng hạ công son là loại động cơ không đồng bộ 3 pha sử dụng điện ápđịnh mức Uđm = 400V với công suất định mức là Pđm = 75 kW và tốc độ động cơ

n = 1465 vg/ph

Dây cáp và trống tời tại buồng nâng hạ công son hình 1.7

Hình 1.7 Dây cáp và trống tời

+ Dây cáp làm bằng thép tiết diện 30mm

+ Trống tời cấu tạo hình trụ tròn đường kính 0,8m

2 Cơ cấu nâng hạ công son của cầu trục QC hãng Kalmar

Sơ đồ nguyên lý nâng hạ công son được biểu diễn trên hình 1.8 và hình1.9

2 1

5 6 4

7

3 2

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý nâng hạ công son

Hình 1.9 Công son của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport

Trong đó: 1 – Công son; 2 – Con trượt; 3 – Dây cáp; 4 – Trống tời; 5 –Thanh đỡ; 6 –Trụ cầu trục; 7 – Phòng điều khiển nâng hạ công son

- Nguyên lý hoạt động nâng hạ công son:

Để thực hiện công việc nâng hoặc hạ công son, người vận hành sẽ thựchiện các thao tác tại phòng điều khiển 7

+ Hạ công son:

Khi cầu trục không làm việc dài ngày hoặc do thời tiết xấu (gió to, bão),công son được thu về sát với trụ chính của cầu trục (5o ÷ 10o) Công son được hạkhi nhả dây cáp 3 từ trống tời 4 thông qua hệ thống con trượt 2, công son được

hạ cho tới khi nó chạm tới giới hạn dưới của hành trình hạ Lúc này sẽ có tínhiệu báo đóng phanh hãm an toàn cho trống tời kết thúc quá trình hạ Công sonđược giữ chặt nhờ các thanh đỡ 5

+ Nâng công son tương tự như quá trình hạ, chỉ khác là trống tời đảochiều quay để thu dây cáp lại

Hệ thống phanh của cơ cấu nâng hạ công son được biểu diễn trên hình1.10

Hình 1.10 Phanh thủy lực và phanh điện từ

Động cơ phanh thủy lực là động cơ không đồng bộ:

+ Điện áp định mức: Uđm = 400V.

3 Phân tích động học của cơ cấu di chuyển giàn

1 Chân đế di chuyển giàn của cầu trục QC hãng Kalmar

Chân đế di chuyển cầu trục QC hãng Kalmar tại cảng Vip Greenportđược biểu diễn trên hình 1.11

Hình 1.11 Chân đế di chuyển cầu trục QC hãng Kalmar

Cầu trục QC của hãng Kalmar di chuyển bởi 4 chân đế trên đường ray cốđịnh, mỗi chân có 8 bánh xe bằng sắt di chuyển trên thanh ray được bố trí theokiểu kết cấu cân bằng Bốn bánh xe ở giữa được dẫn động bởi 2 động cơ

Do cơ cấu di chuyển giàn cầu trục được dẫn động từ 8 động cơ khác nhaunên việc điều chỉnh cho tốc độ của 4 cụm bánh xe chân đế bằng nhau là rất quantrọng Việc này được thực hiện nhờ một hệ thống điều khiển PLC trong hệ thốngthông qua các cảm biến điện tử

Mỗi chân đế đều có nút dừng khẩn cấp, đèn, chuông cảnh báo di chuyển.Cảm biến đo khoảng cách được đặt ở 2 chân phía bờ sông

2 Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn

Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn của cầu trục QC được biểudiễn trên hình 1.12.

6 5

Hình 1.12 Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn

Trong đó: 1 – Động cơ; 2 – Hộp giảm tốc; 3 – Phanh điện từ; 4 – Khớpnối; 5 – Cặp bánh răng phụ; 6 – Gối đỡ trung gian; 7 – Bánh xe chuyển động

Nguyên lý làm việc của hệ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn:

Động cơ 1 có vai trò dẫn động cả cụm cơ cấu nối với hộp giảm tốc 2thông qua trục truyền cơ khí và khớp nối 4 Mômen xoắn được truyền từ động

cơ đến hộp giảm tốc, tại đầu ra của hộp giảm tốc mômen này đã được biến đổithành giá trị lớn hơn và có tỉ lệ với tỷ số truyền của hộp giảm tốc để dẫn độngbánh xe 7 thông qua cặp bánh răng phụ 5 Phanh điện từ 3 kẹp chặt trục động cơ,khi được cấp nguồn điện nó mới cho phép động cơ truyền động Gối đỡ trunggian 6 giữ cố định trục của bánh xe

- Động cơ di chuyển giàn là động cơ không đồng bộ 3 pha:

Hình 1.13 Động cơ di chuyển giàn của cầu trục QC

Động cơ sử dụng cho di chuyển chân đế bao gồm 8 động cơ không đồng

bộ 3 pha sử dụng điện áp định mức Uđm = 400V với công suất định mức là Pđm =

22 kW và tốc độ động cơ n = 1465 vg/ph

- Limit Switch nắp tại chân cầu trục phía bờ sông:

Hình 1.14 Limit Switch lắp tại chân cầu trục

Limit Switch của hãng Schmersal dạng tiếp điểm thường đóng, khi cầutrục di chuyển gặp phải vật cản hoặc giới hạn cuối đường ray sắt dưới 5cm nó sẽtác động vào thanh gạt của limit switch Lúc này tiếp điểm thường đóng trênmạch điều khiển được mở ra cầu trục ngừng di chuyển

4 Phân tích động học của cơ cấu di chuyển xe con

1 Xe con của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport

Xe con của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport được biểu diễntrên hình 1.15

Hình 1.15 Xe con của cầu trục giàn QC hãng Kalmar

Xe con di chuyển dọc trục trên khung giàn chính của cầu trục Khung giànchính có 2 dầm chính được chế tạo băng kép có độ cứng không gian đặt cáchnhau một khoảng tương ứng với khoảng cách bánh xe của xe con

Do xe con có cơ cấu di chuyển được dẫn động từ 16 động cơ khác nhaunên việc điều chỉnh cho tốc độ của 4 cụm bánh xe bằng nhau là rất quan trọng.Việc này được thực hiện nhờ một hệ thống điều khiển PLC trong hệ thống thôngqua các cảm biến điện tử

Cabin của người vận hành được đặt cố định trên xe con Tại cabin nàyngười điều khiển có thể thao tác vận hành di chuyển xe con, nâng hạ hàng và dichuyển chân đế

2 Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe con

Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con được biểu diễn trên hình1.16

1 3 2 5

Hình 1.16 Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con

Trong đó: 1 – Động cơ; 2 – Hộp giảm tốc; 3 – Phanh hãm dừng điện từ; 4– Khớp nối; 5 – Bánh xe chuyển động

- Nguyên lý làm việc của hệ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con:Động cơ 1 có vai trò dẫn động cả cụm cơ cấu Sau khi động cơ khởiđộng, mômen xoắn truyền đến hộp giảm tốc 2 thông qua khớp nối 4 Mômenxoắn được truyền tới hộp giảm tốc 2 ở đầu vào, tại đầu ra của hộp giảm tốc 2mômen này được được biến đổi thành giá trị lớn hơn và có tỉ lệ với tỷ số truyềncủa hộp giảm tốc để dẫn động bánh xe 5

Xe con lắp đặt trên cầu trục được biểu diễn trên hình 1.17

Hình 1.17 Xe con lắp đặt trên cầu trục QC hãng Kalmar

3 Cabin vận hành: nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển giàn.

4 Cáp điện cấp nguồn 3 pha cho tủ điện trên xe con, khi xe con di chuyển thì cápđiện cũng di chuyển theo nhờ hệ thống bánh xe 5

5 Bánh xe bị động được dẫn động nhờ bánh xe chủ động của cơ cấu di chuyển xecon

6 Hệ thống ròng rọc của cơ cấu nâng hạ hàng

7 Cầu thang di chuyển

Động cơ di chuyển xe con được biểu diễn trên hình 1.18

Hình 1.18 Động cơ di chuyển xe con của cầu trục QC hãng Kalmar

Động cơ sử dụng cho di chuyển xe con bao gồm 16 động cơ không đồng

bộ 3 pha sử dụng điện áp định mức Uđm = 400V với công suất định mức là Pđm =9,2 kW và tốc độ động cơ n = 1465 vg/ph

CHƯƠNG 2: LẮP ĐẶT VÀ BỐ TRÍ CÁC SENSOR TRONG HỆ THỐNG CỦA CẦU TRỤC QC HÃNG KALMAR CẢNG VIP GREENPORT 2.1 Khái quát chung về các Sensor

Ngày nay, tự động hóa đã được áp dụng vào tất cả các lĩnh vực để nângcao chất lượng sản phẩm, giảm bớt chi phí cũng như rút ngắn thời gian sản suất

và đặc biệt là thay thế con người làm việc trong môi trường khắc nghiệt, độc hại.Senser chính là những thiết bị nắp đặt trực tiếp tại nơi làm việc để truyền tínhiệu về hệ thống điều khiển Chính vì vậy để sản xuất ra các thiết bị senser phảiđáp ứng được độ tin cậy và chính xác cao, giá thành hợp lí

Các loại Senser sử dụng phổ biến trong công nghiệp:

- Cảm biến ánh sáng: là thiết bị có khả năng nhận biết các biến đổi của ánh sángmôi trường bên ngoài để thay đổi trạng thái đầu ra của nó Cảm biến ánh sáng đa

số được sử dụng cho đèn chiếu sáng, đèn công cộng, đèn hành lang… tự động

mở đèn khi trời tối và tắt khi có đủ ánh sáng

- Cảm biến nhiệt độ: là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi nhiệt độ đầu vào thànhcác đại lượng điện (dòng điện, điện áp…) có thể đo và xử lí được Cảm biếnnhiệt độ được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:công nghiệp (nhà máy phátđiện, thủy điện, nhiệt điệt, nhà máy sản xuất khí, gas, hóa chất, công nghiệp sinhhọc thực phẩm, xi măng, giấy), trong ứng dụng hàng ngày (bếp lò, lò nung, lò

ấp, lò nướng bánh…)

- Cảm biến tiệm cận: là thiết bị để phát hiện đối tượng mà không cần chạm vào

nó Cảm biến tiệm cận được sử dụng phổ biến nhất là loại cảm ứng từ, nó phát

ra một trường điện từ để phát hiện đối tượng kim loại đi qua gần bề mặt của nó.Đây là cách thông thường dễ nhất mà kỹ thuật cảm biến áp dụng cho những ứngdụng phát hiện đối tượng kim loại trong phạm vi một hoặc hai inch của bề mặtcảm biến

- Cảm biến tốc độ (Encoder): là cảm biến dùng để đo tốc độ của động cơ, máyđiện Nó hiển thị hết quả cho người điều khiển biết đồng thời làm tín hiệu phảnhồi trong điều khiển

- Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách: là cảm biến dùng tia hồng ngoại để xácđịnh khoảng cách đến đối tượng cần đo.

2.2 Lắp đặt và bố trí các Sensor trên cầu trục

Với người vận hành điều khiển cầu trục tại cabin việc giám sát mọichuyển động của cầu trục bằng mắt là rất khó khăn Việc xếp dỡ container từ tàuvào bờ đòi hỏi sự chính xác và an toàn tuyệt đối đối với hàng hóa và con người.Chính vì vậy việc hỗ trợ giám sát, phản hồi từ các cảm biến đưa về màn hìnhđiều khiển tại cabin giúp cho người vận hành giám sát toàn bộ cầu trục một cách

dễ dàng và an toàn hơn Dưới đây là một số loại cảm biến được lắp dặt và bố trítrên cầu trục

1 Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách hình 2.1

Hình 2.1.Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách

Cảm biến hồng ngoại MLKS240 – AH của hãng Blauhut được lắp tại 2mặt ngoài của chân đế phía bờ sông cách mặt đất 1,5m Dùng để đo khoảng cáchkhi có vật thể tiến gần lại chân cầu trục Kết quả đo sẽ được phản hồi về PLC vàhiển thị trên cabin điều khiển Khi khoảng cánh đo được nhỏ hơn khoảng cáchcho phép, tín hiệu vào PLC cho tín hiệu ra điều khiển rơle tác động cầu trụcngừng di chuyển

2 Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận hình 2.2.

Hình 2.2 Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận IG0112 hãng IFM, điện áp làm việc 24VDC hoặc250VAC, khoảng cách phát hiện 8mm, đầu ra thường đóng, nhiệt độ môi trườnglàm việc – 25 ÷ 80oC, chỉ thị trạng thái đầu ra LED màu vàng

Cảm biến tiệm cận được lắp đặt tại chân cầu trục để phản hồi tín hiệu cápđiện bị trùng hoặc căng cáp Từ đó điều khiển động cơ quấn cáp cho hợp lí Nhưvậy sẽ có 2 cảm biến tiệm cận được nắp tại đây để báo trùng và căng cáp Khi ởtrạng thái bình thường đầu cảm biến sẽ có 1 thanh kim loại, khi có hiện tượngtrùng hoặc căng cáp xảy ra dây cáp sẽ tác động gạt thanh kim loại ra khỏi đầucảm biến Lúc đó tín hiệu từ cảm biến báo về sẽ điều khiển động cơ nhả hoặcthu dây cáp lại Khi cáp không bị trùng hoặc căng nữa thì thanh kim loại lại trở

về vị trí ban đầu

3 Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ hình 2.3

Hình 2.3 Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ AZT-I 524 của hãng Eberle được đặt bên ngoài cửabuồng điện, buồng biến áp, buồng nâng hạ công son: Kích thước: 91 x 91 x 53mm; điện áp làm việc 230V – 50Hz; môi trường làm việc: -20oC ÷ 40oC Cảmbiến này được sử dụng để đo nhiệt độ môi trường bên ngoài buồng điện để điềukhiển điều hòa không khí bên trong buồng điện

Cảm biến được mắc nối tiếp với điện trở sấy Khi nhiệt độ môi trường đạttới giá trị đặt của cảm biến, tiếp điểm thường đóng sẽ được mở ra → điện trởsấy ngừng hoạt động.

Thermostat hình 2.5:

Hình 2.5 Thermostat

Cảm biến nhiệt độ thermostat SK3110.000 của hãng Rittal, kích thước 71

× 71 × 33.5, sử dụng điện áp 24V – 48V – 60VDC hoặc 115V – 250VAC, phạm

vi điều chỉnh 5 ÷ 60 oC, tiếp điểm dạng thường mở Thermostat được dùng đểbật tắt nguồn cho quạt làm mát trong tủ điện Khi nhiệt độ môi trường đạt tới giátrị đặt của thermostat thì tiếp điểm của nó đóng lại cấp nguồn cho quạt làm mát

4 Cảm biến báo cháy

Cảm biến báo cháy lắp đặt tại buồng nâng hạ hình 2.6

Hình 2.6 Cảm biến báo cháy

Cảm biến báo cháy ER10018909 của hãng ESY-LUX được lắp đặt tạibuồng nâng hạ công son, buồng trạm biến áp, buồng điện và buồng nâng hạ.Cảm biến sử dụng nguồn pin 9V Bốn cảm biến tại 4 buồng được nối với nhaubằng dây điện thành một hệ thống báo cháy đưa tín hiệu báo động về cabin điềukhiển Khi phát hiện có khói cảm biến báo động về cabin bằng chuông và đènbáo