Opis aplikacji
Przedmiotem aplikacji była modernizacja układu sterownia i zasilania koparki KWK106. Prace remontowe obejmowały również inne mechanizmy koparki. W celu zwiększenia funkcjonalności i zmniejszenia awaryjności zdecydowano się na zamontowanie falowników do sterownia napędami oraz sterownika PLC z panelem operatorskim. Prace remontowe obejmowały montaż nowych przygotowanych wcześniej szaf i pulpitu, podłączenie ich i uruchomienie z próbami produkcyjnymi. Aparaty zostały dobrane zgodnie z wymaganiami klienta oraz przedstawionymi danymi technicznymi. Ze względu na unifikację aparatury w zakładzie, elementy automatyki i napędy dobrano z ofert firmy Siemens: – sterownik programowalny S7-300, – panel operatorski kolorowy, dotykowy TP177B 5,7” – przemienniki częstotliwości Micro Master 440 Pozostałe aparaty zostały dobrane w oparciu o ofertę firmy Schneider Electric: – wyłączniki Compact NSX, wyłączniki silnikowe i podstawy bezpiecznikowe – lampki, przyciski i kolumna sygnalizacyjna – styczniki i przekaźniki – szafki Sarel Specjal 3D Ze względu na warunki w miejscu montażu główne szafy z aparaturą oraz pulpit operatorski zostały wykonane na zamówienie. Zasilania automatyki i sterowania z sieci 500V zrealizowano za pomocą transformatorów 500/230V firmy Elhand.
Budowa i działanie
Przedstawiona koparka KWK 106 służy do pobierania materiału z hałdy i transportowania go na przenośnik taśmowy maszyny przesiewającej i rozdrabniającej. Koło czerpakowe oznaczone na zdjęciu cyfra „1” obracając się pobiera materiał a następnie wysypuje na podajnik odbierający „2”. Z podajnika odbierającego ładunek przesypuje się na podajnik załadowczy „4” który ładuje materiał na taśmociąg następnej maszyny. W celu poprawienia parametrów pracy i sterownia napęd koła czerpakowego wyposażono w przemiennik częstotliwości. Główna cześć koparki (nadwozie) z kabinami, i ramieniem koła czerpakowego obracają się razem wokół osi koparki. Obrót nadwozia nie powoduje zmiany położenia podajnika załadowczego. Zarówno napęd obrotu nadwozia jak i podajnika odbierającego w trakcie modernizacji wyposażono w przemienniki częstotliwości co znacznie poprawiło precyzję manewrowania. Napędy jazdy są niezależne dla każdej gąsienicy i można jeździć koparka załączając je razem w tym samym kierunku lub obracać ją przy innych kombinacjach załączania. Po załączeniu obrotów koła czerpakowego oraz taśmociągów operator wykonuje powtarzający się cykl operacji: – podniesienie koła czerpakowego – dojechanie do hałdy – obrót koparką wraz z kołem czerpakowym o określony kąt – opuszczenie koła czerpakowego – obrót koparką o określony kąt w druga stronę – opuszczenie koła czerpakowego – po osiągnięciu dolnego położenia (zebraniu warstwy) następuje ponowne podniesienie koła czerpakowego i podjazd do hałdy.
Zmodernizowany pulpit z panelem operatorski daje operatorowi większe możliwości sterowania i monitorowania pracy koparki. Na panelu zawarte są komunikaty o stanach alarmowych, ostrzegawczych bądź pacy poszczególnych podzespołów. W zależności od stanu podzespoły na rysunku uproszczonym przyjmują odpowiedni kolor (zielony-praca, żółty-komunikat lub ostrzeżenie, czerwonyalarm). Na panelu głównym zebrane zostały informacje istotne przy normalnej eksploatacji koparki takie jak tryb pracy, stan wyłączników krańcowych, wskazówki dla operatora oraz prądy i temperatura oleju. Komunikaty alarmowe są dostępne po otwarciu osobnego okna. W ustawieniach zadajemy parametry dotyczące temperatury oleju oraz automatycznego smarowania.
Podsumowanie
Remont i modernizacja sterownia miała przygotować koparkę do dalszej eksploatacji i wyeliminować najczęściej występujące w przeszłości utrudnienia i problemy. W miejscach gdzie było to niezbędne zastosowano przemienniki częstotliwości umożliwiające płynny rozruch i regulację prędkości. Zastosowanie sterownika PLC pozwoliło na częściowe zautomatyzowanie sterownia i lepsze monitorowanie stanu koparki. Przeprowadzone próby potwierdziły prawidłowe działanie i funkcjonalność zastosowanych rozwiązań.
