全回转浮式起重机电气控制系统技术方案

本实用新型专利技术全回转浮式起重机电气控制系统，属起重机控制系统领域，本起重机的电机的全部采用变频调速驱动和控制，所采用的整流单元，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，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，可继续正常运行，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。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术全回转浮式起重机电气控制系统，属起重机控制系统领域。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术是通过如下技术方案实现的本技术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。本技术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本技术全回转浮式起重机的变频驱动控制系统框图图2本技术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技术是如何实施的本技术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。本技术全回转浮式起重机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PR0FIBUS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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于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。

【技术特征摘要】
1.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，其特征在于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、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑席晖，余巍，李建辉，
申请(专利权)人：武桥重工集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83