Zur Modernisierung dieses Portalkrans bei dem Betonhersteller MBI Beton BV gehörte das Erneuern der Steuerungskomponenten sowie der Austausch der Antriebsmotoren. Emotron lieferte eine Komplettlösung, die dank minimalem Radverschleiß weniger Wartung erfordert.
Ein Portalkran mit großer Spannweite läuft oftmals nicht vollständig parallel mit den Schienen. Die Last, die trans- portiert wird, wird uneben über eine der Seiten des Krans verteilt und dies führt dazu, dass die Motoren mit leicht unterschiedlichen Drehzahlen arbeiten, wodurch der Kran zu einer Seite gezogen wird. Temperaturschwankungen können ebenfalls dazu führen, dass der Abstand zwischen den zwei Schienen über die Betriebsdistanz hinweg variiert.
Diese Faktoren führen dazu, dass die Spurkränze der Räder mit den Schienen in Kontakt kommen. Ein durchdringendes Geräusch verrät deutlich den hohen Verschleiß, den die Räder durch das schnelle Abschleifen an der Schiene erleiden. Für den MBI-Kran wurde dieses mechanische Problem mit Hilfe der elektronischen Spurkranzregelung und dem Emotron VFX Frequenzumrichter gelöst.
Die Geschwindigkeit der Kranräder wird so geregelt, dass die mechanischen Spurkränze beider Antriebsseiten synchron sind. Dadurch werden Wartungskosten und Geräuschbelastung reduziert und die Lebensdauer der Räder deutlich verlängert. Bei einem unsynchronisierten Betrieb sind die Räder dagegen oft bereits nach drei Monaten verschlissen und müssen ausgetauscht werden, was mindestens einen Tag Ausfall bedeutet.
Die elektronische Spurkranzregelung verhindert den Kontakt zwischen den Spurkränzen und Schienen dank der Führung des Krans bei einem praktisch konstanten Abstand der Schienen auf beiden Seiten. Dies wird mithilfe des Abstandreglers (Mittenführung) erreicht, der die ideale Betriebslinie auf Basis der erhaltenen Messwerte berechnet.
Die notwendige Korrektur (Winkelführung) ändert den Versatz des Krans, um die Unterschiede im Abstand zu kompensieren. Die Software für diese Steuerung arbeitet in einer eigenständigen und unabhängigen SPS, dem Power Panel – PP41, das im Emotron Kranpaket integriert ist.
Der Funktion des Systems hängt zu einem Großteil von der Genauigkeit der vier Ultraschall-Wegsensoren ab. Der Einbau der Sensoren, sowohl mechanisch als auch elektrisch, muss mit größter Sorgfalt erfolgen. Der Signalkabel-Abschirmung muss besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Die gemessenen Werte der Sensoren werden in der PP41-Anzeige in Form einer natürlichen Zahl in Millimetern und einer graphischen Darstellung gezeigt. Die Regler können bei Bedarf abgeschaltet und die Antriebe manuell von der übergeordneten Steuerung aus bedient werden. Die Parameter für die Regler können mithilfe des Setupmenüs der PP41 ohne die Notwendigkeit eines Computer einfach konfiguriert werden.
Der Emotron VFX Frequenzumrichter gewährleistet sofortige und zugleich sanfte Starts sowie rasche Beschleunigung ohne Ruck, sogar bei schweren Lasten. Dies vergrößert die Sicherheit und minimiert den mechanischen Verschleiß.
Die schnelle direkte Drehmomentsteuerung, schnelles Vormagnetisieren des Motors und die präzise Bremsensteuerung stellen sicher, dass das notwendige Drehmoment genau in dem Moment zur Verfügung steht, wenn die mechanische Bremse gelöst wird.Ein HCB-Hochlauf (HCB=Half Controlled Bridge) der Zwischenkreisspannung sorgt für einen kontrollierten Anlauf und erkennt Phasenfehler und asymmetrische Netzbelastung. Hierdurch wird die Gefahr des Versagens eines Bauteils, wie beispielsweise der Ausfall des Ladekreises, minimiert. Dies ist ein Fehler, der sonst die Folge häufigen Ein/Ausschaltens der Netzversorgung mit einem externen Schütz ist, wie dies in Krananwendungen häufig vorkommt. Die Einsparung der sonst eingebauten Widerständen oder Schütze spart sowohl Platz als auch Wartungsaufwand ein.
Der Emotron VFX Frequenzumrichter gewährleistet sofortige und zugleich sanfte Starts sowie rasche Beschleunigung ohne Ruck, sogar bei schweren Lasten.
Die direkte Drehmomentsteuerung der Emotron VFX Frequenzumrichter gewährleistet den zuverlässigen und effizienten Kranbetrieb ohne Unterbrechungen, die durch abrupte Laständerungen oder falsch eingestellte Parameter, wie beispielsweise Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten, verursacht werden. Die direkte Drehmomentsteuerung reagiert äußerst schnell auf etwaige Laständerungen und regelt das Drehmoment im Verhältnis zur Geschwindigkeit zum Schutz des Prozesses. Die Reaktionszeit ist äußerst kurz, da das tatsächliche und das benötigte Drehmoment 40000 Mal pro Sekunde verglichen werden!
Eine interne Drehzahlsteuerung verbessert die Effizienz. Er reagiert sofort auf Laständerungen, die zu Abweichungen der Motordrehzahl führen, und passt die Drehzahl schnell an den eingestellten Sollwert an. Die Steuerung funktioniert ohne externe Rückkoppelung und eine Auto-tuning-Funktion erleichtert die Inbetriebnahme.
Fakten
Tragfähigkeit
14 Tonnen
Hubgeschwindigkeit
60 m/min
Fahrgeschwindigkeit
120 m/min
Kranschienenlänge
40 m
Kranschienenweite
120 m/min
Spannweite des Krans
55 m einschließlich 15 m Ausleger
Ein integrierter Brems-Chopper gewährleistet rasche und sanfte Bremswege, sogar mit schweren Lasten. Das System arbeitet mit der direkten Drehmomentsteuerung des Emotron VFX Frequenzumrichter zusammen und hält dabei das benötigte Drehmoment aufrecht, um Rucks zu verhindern. Die Geschwindigkeit wird kontinuierlich auf Null reduziert, und der Kran kann sicher angehalten werden, bevor die mechanische Bremse aktiviert wurde.
Die Vorend- und Betriebsendlagen sind so montiert, dass der Kran mit der eingestellten Bremsrampe, gerade bevor er die mechanischen Endpositionen erreicht, stoppt. Der Kranführer kann den Kran schneller fahren, da er weiß, dass der Kran sanft und ohne ruckartige Bewegungen anhält.
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