(4)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)及選型
　　浮吊位于江邊，主要任務(wù)是裝卸礦石，工作在高溫、高濕、高粉塵及振動(dòng)環(huán)境，需要采取措施保證控制系統(tǒng)正常工作。
　　浮吊主卷揚(yáng)室內(nèi)的四臺(tái)電機(jī)、所有的控制柜等均為發(fā)熱體，夏天時(shí)將因排放熱量困難而產(chǎn)生很高的環(huán)境溫度，不利于控制系統(tǒng)正常工作。在該室加裝有強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備以改善散熱條件。
　　起升及抓斗電機(jī)工作持續(xù)性較高，在長時(shí)間低速運(yùn)行時(shí)由于內(nèi)置風(fēng)扇工作效率低而導(dǎo)致散熱能力差，改為外部強(qiáng)制風(fēng)冷。
　　各控制柜采用進(jìn)口柜體，密閉式結(jié)構(gòu)可防止粉塵及濕氣侵入，柜體上加裝帶過濾罩的強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)機(jī)以排放柜內(nèi)熱量，裝有PLC的柜體裝設(shè)柜用空調(diào)器，保證系統(tǒng)可以在-10-65℃的環(huán)境溫度下正常工作。
　　各主要電氣設(shè)備均選用具有抗振能力的進(jìn)口設(shè)備。為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)的高可靠性，本系統(tǒng)對于斷路器、隔離開關(guān)、接觸器以及按鈕信號(hào)燈等低壓電器統(tǒng)一選用了歐洲著名品牌，德國金鐘－默勒公司的產(chǎn)品。
　　
　　3控制系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
　　3.1電氣主回路設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題
　　
　　(1)電氣保護(hù)
　　各支路入口用支路斷路器作支路短路保護(hù)及后備過載保護(hù)，支路的過載保護(hù)、過壓及欠壓保護(hù)和其他保護(hù)則由變頻器自身的保護(hù)功能承擔(dān)。由隔離變壓器提供控制電源及向PLC供電，以盡可能減小PLC及控制元件受電源干擾導(dǎo)致工作不正常的可能性。隔離變壓器前端設(shè)一斷路器作為短路保護(hù)及線路保護(hù)。
　　(2)變頻器出口隔離開關(guān)
　　電動(dòng)機(jī)在檢修或較長時(shí)間停止運(yùn)行后，要進(jìn)行絕緣檢測，合格才能夠投入運(yùn)行，而變頻器是電力電子類設(shè)備，不能進(jìn)行常規(guī)絕緣檢測，為此，在各變頻器之后都設(shè)置了隔離開關(guān)，以便在需要時(shí)方便地將變頻器與電動(dòng)機(jī)斷開。
　　(3)制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻
　　起升及抓斗電機(jī)在負(fù)荷下降時(shí)，重物的勢能將轉(zhuǎn)化成為電能，再由變頻器附加的制動(dòng)電阻將此電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳⒌?，以達(dá)到平穩(wěn)制動(dòng)的目的。旋轉(zhuǎn)及變幅電機(jī)也附加了制動(dòng)電阻，作為減速過程中的制動(dòng)手段。制動(dòng)電阻是通過制動(dòng)單元接入變頻器的，制動(dòng)單元能夠根據(jù)需要自動(dòng)投入和切除制動(dòng)電阻。制動(dòng)電阻安裝在控制柜外專門的電阻安裝支架上。
　　(4)機(jī)械制動(dòng)器控制
　　各電機(jī)的機(jī)械制動(dòng)器由接觸器控制。其中變幅制動(dòng)器電源取自支路斷路器后端，以保證只有在變頻器支路已經(jīng)得電時(shí)，機(jī)械制動(dòng)器的得電釋放才被允許。而提頭和抓斗制動(dòng)器由于需要保證故障時(shí)允許抓斗下放，故單獨(dú)設(shè)計(jì)斷路器加以保護(hù)。
　　(5)旋轉(zhuǎn)編碼器
　　為防止在啟動(dòng)時(shí)機(jī)械制動(dòng)器放開后重物突然下滑或變幅機(jī)構(gòu)突然前傾，起升、抓斗及變幅電機(jī)的變頻調(diào)速均采用閉環(huán)矢量模式，以獲得較迅速的力矩響應(yīng)。閉環(huán)回路的轉(zhuǎn)速檢測由裝在電機(jī)軸端的旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)。
　　
　　3.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)
　　PLC是整個(gè)浮吊控制系統(tǒng)的核心，除了緊急停機(jī)按鈕以外，所有的操作設(shè)備、檢測設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備都是通過PLC互相聯(lián)系起來的。為減小電氣干擾的影響，除就近的聯(lián)動(dòng)操作臺(tái)信號(hào)外，PLC的所有輸入輸出均通過入口及出口繼電器連接。緊急停機(jī)按鈕是在發(fā)生緊急情況時(shí)人為干預(yù)的最后手段，即使在PLC功能已經(jīng)失效的情況下也能夠正常起作用，該信號(hào)直接作用于各支路斷路器使其跳閘，用切斷電源的方式迫使整個(gè)浮吊立即停止工作的。聯(lián)動(dòng)操作臺(tái)上其他所有的操作指令全部以接點(diǎn)方式輸入PLC，再由PLC去控制各變頻器以使各電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、加減速以及停止運(yùn)行。操作指令與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向和速度之間有一一對應(yīng)關(guān)系，通過PLC實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系。
　　(1)調(diào)速指令及變頻器狀態(tài)信號(hào)
　　PLC以接點(diǎn)方式向各變頻器發(fā)送運(yùn)行、停止、運(yùn)轉(zhuǎn)方向及速度分級(jí)指令，并采集變頻器的運(yùn)行及故障等狀態(tài)信號(hào)。
　　(2)速度反饋信號(hào)
　　速度反饋信號(hào)由旋轉(zhuǎn)編碼器采集，經(jīng)PG卡直接送入變頻器參與閉環(huán)控制。
　　(3)接觸器控制及反饋
　　所有的機(jī)械制動(dòng)器要求在變頻器開始運(yùn)行時(shí)可靠釋放，在因故使變頻器停止運(yùn)行時(shí)可靠抱合，其功能由PLC經(jīng)過邏輯判斷后通過控制接觸器的閉合和釋放來實(shí)現(xiàn)，并采入接觸器輔助觸點(diǎn)信號(hào)以判斷接觸器是否正常工作。
　　(4)超行程信號(hào)
　　在起升、抓斗及變幅等各個(gè)機(jī)構(gòu)上設(shè)有超行程限位開關(guān)，其信號(hào)全部送入PLC，在超行程信號(hào)時(shí)發(fā)出指令讓相應(yīng)的機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，以防失控?fù)p壞設(shè)備。
　　(5)斷路器及隔離開關(guān)狀態(tài)信號(hào)
　　在浮吊運(yùn)行時(shí)，要求所有的斷路器和隔離開關(guān)都處于閉合位置，開關(guān)的輔助觸頭將信號(hào)引入PLC，當(dāng)有開關(guān)不在閉合位置時(shí)，PLC將給出燈光提示并封鎖操作指令。
　　(6)指令安全設(shè)計(jì)
　　由PLC發(fā)出的指令在PLC自身故障時(shí)將自動(dòng)使設(shè)備處于安全停車狀態(tài)。