Automazioni gru per il settore petrolchimico

Soluzioni per gru movimentazione coke – progettazione di applicazione

Automazione

Generale

Una gru per la movimentazione di coke è composta da una benna meccanica comandata da due macchinari, uno per il sollevamento e uno per la chiusura: il carrello e il ponte. Tutti gli azionamenti dei motori sono comandati tramite un bus di campo (Profibus) in funzionamento normale o da convertitori di frequenza con controllo cablaggio (inverter), Dyna Hoist per il sollevamento e la chiusura e Dynac per il carrello e il ponte. Anche la tramoggia mobile è comandata da bus di campo.

Tutte le funzioni della gru sono controllate dal PLC, tranne la postazione di comando del supporto cablato (pendant).
I movimenti e le funzioni della gru sono comandati dalla cabina dell’operatore. Ai fini della manutenzione, il sistema ha una postazione di comando di supporto (pendant) per facilitare la manutenzione della gru (ad esempio, sostituzione delle funi).

Funzioni principali

• Controllo dei movimenti della benna (sistema comando della benna con doppio macchinario DynAGrab)
• Controllo dei movimenti del carrello
• Controllo dei movimenti del ponte
• Controllo della funzione di alimentazione, quali interruttore principale, climatizzazione, ecc.
• Controllo della semi-automazione
• Controllo dei movimenti della benna
• Interfaccia uomo macchina (HMI), ad esempio allarmi, eventi, informazioni di processo, ecc.

Sistema di controllo

Componenti principali

I componenti principali del sistema PLC sono:

• PLC Master nella sala armadi e quadri elettrici
• Alimentazione doppia
• CPU S7-400 Fail-S
• I/O Critico a rack S7-400, doppio
• Unità I/O remote nella sala di controllo, nel carrello e nella cabina dell’operatore
• Bus di campo o inverter controllati da hardware nella sala armadi e quadri elettrici
• Pannello operatore, HMI nella cabina dell’operatore e nella sala armadi e quadri elettrici
• Encoder di misurazione della posizione per il carrello e il ponte
• Bus di campo dalla sala armadi e quadri elettrici al ponte, carrello e cabina dell’operatore
• Cavo a fibre ottiche dalla sala armadi e quadri elettrici alla scatola di derivazione sul lato di costruzione
• Sistema monitoraggio gru CMS

Azionamenti motore

I motori sono azionati da convertitori di frequenza KC Dynac e KC DynaHoist (inverter). In modalità manuale, il movimento del ponte è controllato con un joystick “stepless” (0-100%) dalla cabina dell’operatore. In modalità “backup” i movimenti sono controllati con pulsanti di comando a due passi dalla postazione di comando (pendant).

DynaReg, un sistema frenante rigenerativo

DynaReg è un sistema frenante rigenerativo, che rinvia la potenza generata dai motori nella frenata alla rete.

Tramoggia mobile

L’azionamento della tramoggia mobile è comandato dalla cabina dell’operatore tramite pulsanti separati. In modalità manutenzione, non è possibile azionare la tramoggia mobile.
Sincronizzazione dell'azionamento della gru a ponte, DynATrak/P ( / R)

Generale

Normalmente, la sincronizzazione degli azionamenti della gru a ponte si ottiene attraverso la struttura meccanica della gru che deve essere sufficientemente rigida/forte per evitare eccessivi disallineamenti. Laddove le gru hanno scartamenti ampi o gli azionamenti sono caricati in modo significativamente differenziato, gli azionamenti possono rispondere in modo diverso e potrebbero pertanto provocare un effetto disallineato che si ripercuote sulla gru. Una sincronizzazione elettrica DynATrak assicura uno spostamento uniforme della gru lungo il percorso senza che si verifichino disallineamenti.
DynATrak/P si riferisce alla misura proporzionale dell’allineamento. Nella misura proporzionale, non si conosce la posizione assoluta delle testate del ponte sulla via di corsa, ma l’allineamento è controllato in vari punti di controllo posti sulla via di corsa e la correzione viene effettuata in base all’ultimo punto di misurazione.

La soluzione DynaTrak/P di Konecranes è la seguente:

Gli azionamenti dell'inverter Dynac scorrono lungo ogni lato della gru, permettendo di effettuare indipendentemente regolazioni di velocità su ogni lato in modo da evitare eccessivi disallineamenti.

Comunicazione a DCS

La gru effettua uno scambio di dati con il sistema DCS del cliente. La comunicazione avviene tramite Profibus DP. Il volume dei dati è di 128 byte/direzione.

HMI (interfaccia uomo/macchina)

Il sistema è composto dal PLC e dal pannello operatore. La comunicazione tra il PLC e il pannello avviene tramite bus di campo. Tutte le registrazioni dei dati sono ubicate nel PLC. Tutti i testi degli allarmi e degli eventi e la cronologia degli allarmi e degli eventi sono memorizzati nella memoria del pannello operatore.

Normalmente, le videate KC DynAMonitor si compongono delle seguenti aree dei dati:

Videata principale
Sulla destra viene presentata la videata principale. La videata principale permette l’accesso alle altre videate, relative al controllo della benna. Premendo il tasto blu si seleziona la videata.
Il tasto ESC serve a spostarsi a un livello superiore nella gerarchia della videata

Sistema di comando della benna con doppio macchinario DynAGrab
Il comando della benna DynAGrab, sviluppato da Konecranes, è progettato per scaricatori a benna ed altre gru in cui una benna meccanica viene azionata da due sistemi a fune. Il comando DynAGrab è composto da due DynAHoists, un controllore logico programmabile (PLC), sensori, interruttori di fine corsa e dispositivi per l’interfaccia dell’operatore (per informazioni dettagliate, consultate la specifica DAGPF10.PDF).

Caratteristiche del comando DynAGrab

• Sincronizzazione
• Bilanciamento del carico
• Riempimento automatico della benna
• Arresto veloce
• Rilevazione guasti
• Rilevazione blocco della benna

DynAPilot: controllo anti-oscillazione elettronico

Il sistema anti-oscillazione DynAPilot previene l’oscillazione del carico causata dai movimenti della gru e rende più agevole la movimentazione della gru stessa. Con questo sistema, l’operatore controlla direttamente i movimenti del carico, e pertanto l’oscillazione del carico è automaticamente evitata.

Tipi di automazione

• La semi-automazione per “Alla-tramoggia” e “Alla-posizione-precedente” aiuta negli spostamenti in situazioni di scarsa visibilità
• L’Automazione piena part-time può essere utilizzata in situazioni di scarsa visibilità

• E’ disponibile l’Automazione piena full-time funzionante indipendentemente dalle condizioni di visibilità
• Le gru automatizzate possono essere controllate dalla sala di comando dell'unità coke