Automationer för petrokemiska industrins kranar

Lösningar för cokerkranar – Tillämpad design

Automatisering

Allmänt

En cokerkran består av en mekanisk gripklo som kontrolleras av två maskiner – en för att lyfta upp och en för att stänga: kranvagnen och bryggan. Alla motordrivningar kontrolleras via fältbuss (Profibus) vid normal drift eller kabelstyrda frekvensomriktare, DynaHoist för att lyfta och stänga och Dynac för kranvagn och brygga. Den rörliga matartratten kontrolleras också via fältbuss.Alla kranfunktioner kontrolleras av PLC förutom den kabelstyrda backup-kontrollplatsen (pendant).

Kranens rörelser och funktioner kontrolleras från förarens hytt. För underhåll har systemet en kontrollplats som backup (pendant) för att underlätta underhåll av kranen (t.ex. byte av rep).

Huvudfunktioner

• Kontroll av griprörelserna (DynAGrab gripkontrollsystem för dubbelt maskineri)
• Kontroll av kranvagnsrörelserna
• Kontroll av bryggans rörelser
• Kontroll av funktioner för strömtillförsel, såsom huvudkontaktor, luftkonditionering etc.
• Kontroll av semi-automatisering
• Kontroll av den rörliga matartrattens rörelser
• HMI-gränssnitt, som alarm, händelser, processinformation etc.

Kontrollsystem

PHOTO

Huvudkomponenter

PLC-systemets huvudkomponenter är:

• Master PLC i elrummet
• Dubbel energitillförsel
• CPU S7-400 Fail-S
• Kritiskt I/O till S7-400 räcke, dubblerat
• Fjärr- I/O enheter i kontrollrummet, i kranvagnen och i förarhytten
• Fältbuss eller kabelstyrda inverterade i elrummet
• Instrumenttavla, HMI i förarhytten och i elrummet
• Kodomvandlare för positionsberäkning för kranvagn och brygga
• Fältbuss från elrummet till bryggan, kranvagnen och förarhytten
• Fiberoptisk kabel från elrummet till kopplingsdosan, som är belägen åt byggnadssidan
• CMS, kranövervakningssystem

Motordrivningar

Motordrivningarna är KC Dynac och KC DynaHoist frekvensomvandlare (inverterare). Vid manuellt driftläge kontrolleras bryggan med en steglös (0-100%) joystick från förarens hytt. I backupläge kontrolleras rörelserna med tvåstegs-kontrollknappar.

DynaReg, ett regenerativt bromssystem

DynaReg är ett regenerativt bromssystem, som matar tillbaka energi som genererats i motorerna vid bromsning till nätverket.

Rörlig matartratt

Den rörliga matartrattens drivningar kontrolleras från förarhytten med separata tryckknappar. I underhållsläge går det inte att köra den rörliga matartratten.

Synkronisering av kranbryggan, DynATrak/P ( / R)

Allmänt

Synkronisering av kranbryggan sker normalt genom att kranens mekaniska struktur är så rigid/stark att den kan förebygga överdrivet felaktig inriktning. Hos kranar med stort omfång eller där drivningarna är mycket ojämnt lastade, kan drivningarna svara på olika sätt, vilket kan leda till att kranen börjar bygga upp en sned effekt. En elektrisk DynATrak-synkronisering garanterar att kranen rör sig jämnt längs sin bana, utan att bygga upp lutning.

DynATrak/P handlar om proportionell mätning av inriktning. Vid proportionell mätning är det absoluta läget hos bryggans ändar inte kända, men inriktningen kontrolleras vid ett antal kontrollpunkter som ligger längs med transportbanan och korrektion sker baserad på den sista mätpunkten.

Så här fungerar Konecranes DynaTrak/P-lösning:

Dynacs växelriktare löper längs med vardera sidan på kranen, vilket möjliggör snabba justeringar på endera sidan oberoende av varandra, för att undvika felaktig inriktning.

Kommunikation med DCS

Kranen utväxlar data med kundens DCS-system. Kommunikation sker via Profibus DP. Mängden data är 128 byte/riktning.

HMI

Systemet består av PLC och instrumenttavlan. Kommunikation mellan PLC och tavla sker via fältbuss. Alla dataregister befinner sig i PLC. Alla larm- och händelsetexter och händelse- och larmhistoria finns lagrat i instrumenttavlans minne.

KC DynAMonitor-skärmar består vanligtvis av följande dataområden:

Huvudskärm

Huvudskärmen visas till höger. Huvudskärmen ger tillgång till de andra skärmarna, vilka står i kontakt med grabkontrollen. Skärmen väljs genom att trycka på den blåa knappen.

ESC-knappen används för att gå till en högre nivå i skärm-hierarkin

DynAGrab gripkontrollsystem för dubbelt maskineri

DynAGrab kontroll, som utvecklats av Konecranes, är designat för griplossningskranar och andra kranar där en mekanisk gripskopa sköts av två repsystem. DynAGrab kontrollen består av två stycken DynAHoists, en programmerbar logikkontroll (programmable logic controller, PLC), sensorer, gränsbrytare och utrustning för användargränssnittet (för detaljerad information, se specifikation DAGPF10.PDF).

DynAGrab kontrollfunktioner

• Synkronisering
• Balansering av last
• Automatisk gripfyllning
• Snabbstopp
• Feldetektering
• Detektering av fastklämd gripskopa
  

DynAPilot, elektronisk antikrängningskontroll

Antikrängningssystemet DynAPilot förhindrar att lasten kränger till följd av kranens rörelser och gör kranen lättare att sköta. Med antikrängningssystemet kontrollerar kranföraren lastens rörelser direkt och lasten förhindras automatiskt från att kränga.

Automatiseringstyper

• Semi-Automatisering för “Go-to-Hopper” och “Återgå-till-föregående-läge” hjälper till att navigera i lägen med dålig sikt
• Deltids Full Automatisering kan användas i lägen med dålig sikt
• Heltid Full Automatisering, som fungerar oberoende av siktförhållanden, finns tillgänglig
• Automatiserade kranar kan kontrolleras från koksenhetens kontrollrum