Sự phát triển mạnh mẽ của thiết bị cảng và công trình ngoài khơi
Cùng với sự phát triển quy mô lớn của thiết bị cảng và thiết bị công trình ngoài khơi, ngành vận tải biển cũng đang phát triển, số lượng tàu thuyền ngày càng tăng. Là một công cụ vận chuyển đặc biệt, tàu biển cần được trang bị nhiều loại thiết bị bổ trợ, trong đó cần cẩu tàu biển là một thiết bị không thể thiếu.
Là một bộ phận quan trọng trong hệ thống thiết bị tàu biển, trình độ kỹ thuật và hiệu suất hoạt động của cần cẩu tàu biển có liên quan trực tiếp đến hiệu quả vận hành và năng lực vận chuyển của tàu. Các loại cần cẩu dùng hệ thống thủy lực truyền thống điều khiển gầu ngoạm hiện nay không còn đáp ứng được yêu cầu vận hành nhanh chóng, an toàn và ổn định tại hiện trường.
Vì vậy, đang có nhu cầu cấp thiết về một phương thức điều khiển mới – sử dụng biến tần chuyên dụng cho tàu để điều khiển vận hành thiết bị nâng gầu ngoạm trên tàu.
Công nghệ thiết bị cần cẩu tàu biển và yêu cầu điều khiển
Tại hiện trường, thiết bị nâng của cần cẩu tàu sử dụng biến tần chuyên dụng GD350-CCS(*) kết hợp thẻ mở rộng truyền thông CAN để thực hiện chế độ điều khiển đồng bộ master-slave giữa hai biến tần, giúp cần cẩu dùng gầu ngoạm phản ứng nhanh chóng và đồng bộ, giữ sự đồng bộ trong quá trình nâng hạ và mở/đóng của gầu ngoạm.
Cụ thể:
- Hai biến tần 200kW điều khiển việc nâng hạ, mở và đóng của gầu ngoạm;
- Một biến tần 110kW điều khiển việc quay cần trong phạm vi từ 20° đến 80°;
- Hai biến tần 37kW điều khiển toàn bộ thiết bị nâng vận hành xoay 360°.
Từng vị trí quy trình điều khiển tần số đầu ra của biến tần thông qua tín hiệu dòng điện analog 4~20mA do máy chủ điều khiển gửi đến; đồng thời chuyển đổi chế độ điều khiển master-slave thông qua đầu vào IO ngoài, và điều khiển việc khởi động/tắt biến tần, cũng như xuất tín hiệu trạng thái IO của biến tần. Ngoài ra, điều khiển việc nhả thắng và đóng thắng của động cơ, và bảo vệ thiết bị khi xảy ra lỗi.
Các bộ phận chính tại hiện trường có yêu cầu cao về sự đồng bộ trong nâng hạ và mở/đóng của gầu ngoạm. Thiết bị cần duy trì trạng thái đồng bộ ở cả hai chế độ: liên kết master-slave và điều khiển độc lập master-slave, đảm bảo từng bộ gầu ngoạm bằng thép được phân bổ lực kéo đồng đều.
Theo yêu cầu khách hàng:
- Tải trọng an toàn của thiết bị là 30 tấn,
- Tốc độ nâng/hạ khi gầu rỗng là 60 m/phút,
- Tốc độ quay cần là 20 m/phút,
- Tốc độ quay vòng là 1,5 vòng/phút.
* GD350A là phiên bản mới nhất của dòng biến tần GD350 nói chung của hãng INVT.
Sơ đồ quy trình hoạt động của thiết bị
Đặc điểm chương trình
- Điều khiển đồng bộ master-slave linh hoạt: GD350-CCS có thể thực hiện điều khiển đồng bộ master-slave và chuyển đổi sang chế độ điều khiển độc lập master-slave thông qua đầu cuối IO ngoài, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ tốc độ – tốc độ và tốc độ – mô-men xoắn.
- Truyền thông CAN tốc độ cao: Hệ thống sử dụng truyền thông CAN để điều khiển hành động của phần gầu ngoạm của thiết bị nâng, có thể đạt được phản ứng nhanh với tốc độ 60 m/phút khi nâng, mở và đóng gầu rỗng, đồng thời đảm bảo hai bộ dây cáp của gầu ngoạm chịu lực đều nhau trong quá trình nâng.
- Điều khiển vector vòng kín chính xác: Hệ thống sử dụng biến tần GD350-CCS kết hợp thẻ mã hóa PG để thực hiện phương thức điều khiển vector vòng kín cho động cơ, có thể kiểm soát chính xác tốc độ và vị trí động cơ, đảm bảo tốc độ đặt trước khớp với tốc độ thực tế.
- Chẩn đoán và phản hồi tình trạng thông minh: Hệ thống có thể nhận phản hồi trạng thái và chức năng tự chẩn đoán từ tín hiệu phản hồi trạng thái biến tần GD350-CCS, giúp nâng cao đáng kể độ an toàn và độ tin cậy của hệ thống điều khiển điện tử trên cần cẩu gầu ngoạm.
Sơ đồ hệ thống giải pháp
Hiệu suất nâng và xả vật liệu đạt 30 lần/giờ
Giải pháp điều khiển hoàn toàn bằng biến tần giúp thực hiện mọi hành động của thiết bị nâng gầu ngoạm, đạt tải trọng nâng tối đa 30 tấn, hiệu suất nâng và xả vật liệu đạt 30 lần mỗi giờ. So với thiết bị nâng gầu thủy lực truyền thống, hiệu suất được cải thiện 30%.
Đạt tiêu chuẩn phân loại tàu CCS
Biến tần chuyên dụng cho nâng hạ GD350-CCS đáp ứng các tiêu chuẩn phân loại tàu CCS, mang lại độ an toàn, độ tin cậy và hiệu suất ổn định cao hơn cho cần cẩu gầu ngoạm.
Gia tăng tuổi thọ thiết bị
Quá trình nâng hạ, mở và đóng của gầu diễn ra êm ái hơn, giảm rung lắc và va đập do gia tốc hoặc giảm tốc trong quá trình vận hành của cần cẩu, qua đó kéo dài đáng kể tuổi thọ cơ học của thiết bị.
Kết luận
Việc ứng dụng thành công biến tần chuyên dụng GD350-CCS của INVT trong thiết bị gầu ngoạm 30 tấn trên tàu biển thể hiện đầy đủ sự đa dạng của dải sản phẩm cũng như hiệu suất vận hành ổn định của INVT trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp.
Hiện tại, nhu cầu thị trường đối với thiết bị cảng và tàu biển tiếp tục tăng trưởng. INVT sẽ không ngừng đổi mới công nghệ để xây dựng hệ thống thiết bị tàu biển hiệu quả, an toàn và đáng tin cậy hơn, đồng thời cung cấp giải pháp hệ thống hoàn chỉnh hướng tới thông minh hóa, quy mô lớn, thân thiện môi trường và phát triển bền vững – nhằm mang đến nhiều lựa chọn và hỗ trợ hơn cho quá trình nâng cấp và phát triển của ngành thiết bị tàu biển.