نظام التحكم الكهربائي لكسارة الفك

مقدمة تفصيلية لنظام التحكم الكهربائي في كسارات الفك

أولا: تكوين وبنية نظام التحكم الكهربائي

1. دائرة الطاقة
   يُزوّد محرك الكسارة بالطاقة، ويتحمل تيارات عالية (عشرات إلى مئات الأمبيرات، حسب قوة المحرك). تشمل المكونات الرئيسية:

• قاطع الدائرة الرئيسي:مفتاح الطاقة الرئيسي مع حماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة (سعة القطع ≥50 كيلو أمبير)، وعادةً ما يكون قاطع دائرة مصبوب (على سبيل المثال، سلسلة شنايدر إن إس إكس).

• مقاول التيار المتردد: يتحكم في تشغيل/إيقاف المحرك، باستخدام جهات اتصال رئيسية مُصنّفة بتيار يتراوح بين 1.5 و2 ضعف تيار المحرك المُصنّف (مثلاً، 160 أمبير لمحرك بقدرة 75 كيلوواط). تُمكّن جهات الاتصال المساعدة من تشابك حلقة التحكم.

• مرحل حراري/واقي محرك:تراقب درجة حرارة لفات المحرك والتيار، وتقطع الطاقة أثناء التحميل الزائد (تقطع التيار عند 1.2 × التيار المقدر بعد 10-30 ثانية).

• المفاعل (اختياري): بالنسبة للمحركات الكبيرة (≥110 كيلو وات)، يقلل تيار الاندفاع بنسبة 50% - 60% لحماية شبكة الطاقة والمحرك.

2. دائرة التحكم
   ينفذ التحكم المنطقي ونقل الإشارة، ويعمل بتيار متردد 220 فولت أو تيار مستمر 24 فولت. تتضمن المكونات الرئيسية ما يلي:

• وحدة تحكم وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة:النواة (على سبيل المثال، سيمنز S7-1200) مع زمن استجابة ≤10 مللي ثانية، ومعالجة إشارات المستشعر وتنفيذ برامج التشغيل (على سبيل المثال، منطق البدء/الإيقاف، ومحفزات حماية التحميل الزائد).

• مرحل وسيط:يقوم بتضخيم إشارات التحكم لتشغيل الأجهزة ذات التيار العالي (على سبيل المثال، الموصلات)، باستخدام 4 إلى 8 مجموعات من جهات الاتصال المصنفة عند 220 فولت تيار متردد/5 أمبير.

• أزرار التحكم والمؤشرات:تتضمن الأزرار "ابدأ و" " توقف و" و"Emergency توقفاااااه (إيقاف طارئ على شكل رأس فطر أحمر للإغلاق القسري) ومؤشرات قاد (عمر افتراضي ≥ 50000 ساعة) للتشغيل والخطأ وحالة الاستعداد.

3. نظام المراقبة والحماية
   مراقبة فورية لمعاملات التشغيل، وإطلاق الإنذارات أو إيقاف التشغيل عند حدوث أي خلل. تشمل المكونات الرئيسية ما يلي:

• أجهزة استشعار درجة الحرارة:المقاومات البلاتينية بي تي 100 (نطاق -50–200 درجة مئوية، دقة ±0.5 درجة مئوية) مثبتة على أغلفة المحامل (على سبيل المثال، محامل العمود اللامركزي)، مما يؤدي إلى تشغيل الإنذارات عند 70 درجة مئوية والإغلاق عند 80 درجة مئوية.

• محولات الاهتزاز:يتم تركيبه على جوانب الإطار، وقياس التسارع (المدى 0-10 مم/ثانية، الدقة ±0.1 مم/ثانية)، والتحذير عند 0.8 مم/ثانية والإغلاق عند 1.2 مم/ثانية.

• مفاتيح المستوى:مراقبة مستويات الزيت في الخزانات الهيدروليكية وخزانات التشحيم، وتشغيل الإنذارات والإيقافات أثناء المستويات المنخفضة (منع الاحتكاك الجاف).

• محولات التيار:قم بإقرانه بمقاييس التيار لمراقبة تيار المحرك، وعرض معدلات التحميل (على سبيل المثال، 90% - 100% من التيار المقدر عند الحمل الكامل).

4. واجهة الإنسان والآلة (واجهة الإنسان والآلة (HMI))
   يسهل التفاعل بين الإنسان والآلة، بما في ذلك:

• شاشة تعمل باللمس:شاشات ملونة مقاس 7–10 بوصات (على سبيل المثال، سلسلة وينتاك إم تي) تعرض معلمات في الوقت الفعلي (التيار، ودرجة الحرارة، والاهتزاز)، والحالة، وأكواد الخطأ، وتدعم العمليات اليدوية (على سبيل المثال، التشغيل/الإيقاف عن بعد، وإعدادات المعلمات).

• خزانة التحكم: حاصل على تصنيف IP54، ويغطي جميع المكونات الكهربائية. مصنوع من فولاذ مدرفل على البارد بسمك 1.5 مم مع وصلات ملحومة، وسطح مطلي بمسحوق كهروستاتيكي (رال 7035 رمادي فاتح) لمقاومة الغبار والرطوبة.

الثاني. عملية تصنيع وتجميع نظام التحكم الكهربائي

1. اختيار المكونات وتصنيع الخزانة

• اختيار المكوناتاختر المكونات بناءً على قدرة الكسارة (مثلاً، ٥٥ كيلوواط، ١١٠ كيلوواط) وظروف التشغيل (الغبار، درجة الحرارة). الموصلات والقواطع مُخفّضة التصنيف (تيار مُصنّف أقل بنسبة ١٠٪ إلى ٢٠٪ في البيئات ذات درجات الحرارة العالية)، والمستشعرات محمية بتصنيف IP65 أو أعلى.

• تصنيع الخزانة: يخضع الفولاذ المدرفل على البارد للقطع بالليزر (بتفاوت ± 0.5 مم)، والانحناء باستخدام الحاسب الآلي (بتفاوت زاوية ± 1 درجة)، واللحام (بعد إزالة الخبث وتلميعه). ثم يُفسفر (بفيلم بسماكة 5-10 ميكرومتر) ويُطلى بالمسحوق (بسماكة 60-80 ميكرومتر، وقوة التصاق ≥ 5 نيوتن/سم).

2. الأسلاك الداخلية والتجميع

• تصميم الأسلاكتستخدم دوائر الطاقة قضبانًا نحاسية (تمي-3×30×3 مم، سعة تيار ≥300 أمبير) أو كابلات نحاسية متعددة الخيوط (مقطع عرضي يتراوح بين 10 و50 مم²). تستخدم دوائر التحكم أسلاكًا محمية بسمك 0.75 و1.5 مم² (لمقاومة التداخل الكهرومغناطيسي)، مع فصل الدوائر القوية والضعيفة بمسافة ≥100 مم.

• عملية الأسلاكأطراف الأسلاك مضغوطة بطرفيات مضغوطة على البارد (متوافقة مع حجم السلك، مضغوطة بأدوات هيدروليكية لقوة سحب ≥100 نيوتن). تُستخدم أطراف سكة دين من سلسلة المملكة المتحدة (بمسافة 5.08 مم)، مع توصيلات آمنة (لا ترتخي تحت تأثير الاهتزاز) وملصقات شفافة قابلة للانكماش الحراري (مقاومة ≥105 درجة مئوية).

• تثبيت المكونات: تُركَّب القواطع والملامسات على قضبان دين (بمستوى استواء ≤ 1 مم/م). تُثبَّت أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) وواجهات الآلة البشرية (واجهات الإنسان والآلة) على ألواح التثبيت (بمستوى رأسي ≤ 1 مم/م)، مع توصيل أطراف التأريض بالخزانة بشكل موثوق (مقاومة التأريض ≤ 4 أوم).

3. البرمجة وتصحيح الأخطاء

• فحوصات ما قبل الطاقة: استخدم أجهزة القياس المتعددة لاختبار مقاومة العزل (≥10 MΩ لدوائر الطاقة، ≥5 MΩ لدوائر التحكم) وتحقق من التوصيلات الصحيحة (لا توجد دوائر قصيرة أو توصيلات خاطئة).

• استكشاف الأخطاء وإصلاحها بدون تحميل: محاكاة المدخلات (على سبيل المثال، إشارات درجة الحرارة/التيار عبر المولدات) لاختبار منطق التنبيه/الإيقاف والاستجابة للبدء/الإيقاف.

• استكشاف أخطاء التحميل وإصلاحها: قم بتوصيل محرك الكسارة لاختبار تيار بدء التشغيل (≤6 × التيار المقدر، وقت بدء التشغيل ≤10 ثوانٍ)، واستقرار التيار (التقلب ≤5%)، وحماية الحمل الزائد (تعثر الموصل أثناء محاكاة الأحمال الزائدة).

• برمجة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجةاستخدم منطق السلم أو لغة إس سي إل لكتابة برامج تعتمد على منطق التحكم (مثل: دي دي اتش، شرط البدء: عدم الضغط على زر التوقف الطارئ + عدم وجود أعطال + جاهزية وحدة التغذية). تتضمن البرامج إجراءات رئيسية (التحكم في التشغيل)، وإجراءات فرعية (معالجة الإنذارات)، وإجراءات مقاطعة (إيقاف التشغيل الطارئ)، ويتم التحقق من صحتها من خلال فحوصات بناء الجملة والمنطق.

• تصميم واجهة الإنسان والآلة:إنشاء صفحات للمعلمات والإعدادات وسجلات الأخطاء في الوقت الفعلي (تخزين 100 إدخال مع الطوابع الزمنية والرموز) باستخدام أزرار وأيقونات سهلة الاستخدام.

• تشغيل النظام:

ثالثًا. عملية مراقبة جودة نظام التحكم الكهربائي

1. فحص المكونات الواردة

• تتطلب المكونات الأساسية (القواطع، الملامسات) شهادات وتقارير اختبار. تخضع العينات لاختبارات التبديل (100 دورة دون تشويش) واختبارات العزل (2500 فولت تيار متردد لمدة دقيقة واحدة، دون أي عطل).

• معايرة المستشعر: تُعاير مستشعرات درجة الحرارة في منظم حرارة (0 درجة مئوية، 50 درجة مئوية، 100 درجة مئوية؛ خطأ ≤±0.5 درجة مئوية). تُعاير محولات الاهتزاز على هزازات (خطأ ≤±0.05 مم/ثانية).

2. التحكم في التجميع أثناء العملية

• فحوصات الأسلاك: تأكد من تطابق ملصقات الأسلاك مع الرسومات، وأن عزم الدوران الطرفي يتوافق مع المعايير (1.5–2 نيوتن متر لمسامير M4)، وأن الأسلاك المحمية مؤرضة (مقاومة ≤1Ω).

• اختبارات حماية الخزانة: التحقق من IP54 عن طريق رش الماء (3 دقائق، بدون دخول الماء الداخلي) واختبارات الغبار (لا يوجد تراكم كبير للغبار على المكونات).

3. اختبار الأداء النهائي

• الاختبار الوظيفي:التحقق من صحة كافة المنطق (البدء/الإيقاف، الإنذارات، الحماية) أثناء التشغيل المستمر لمدة 100 ساعة (بدون أعطال أو مشغلات خاطئة).

• اختبار التوافق الكهرومغناطيسي: اختبارات مكافحة التداخل (حقن نبضة 1 كيلو فولت، بدون أي شذوذ) واختبارات انبعاث الإشعاع (التوافق مع الإنجليزية 61000-6-4 لتجنب التداخل مع المعدات القريبة).

• اختبار دورة درجة الحرارة:العمل في غرف تتراوح درجة حرارتها بين -10 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية لمدة 4 ساعات (لا يوجد فشل في المكونات أو أخطاء في البرنامج).

4. قبول المصنع

• توفير المستندات الفنية (المخططات الكهربائية، ومخططات الأسلاك، والأدلة، وقوائم المكونات) وتقرير اختبار المصنع (بما في ذلك مقاومة العزل، وجهد التحمل، وبيانات الاختبار الوظيفية).

• الدعم في الموقع: توجيه الأسلاك الصحيحة (كابلات المحرك والمستشعر)، وتصحيح الأخطاء حتى التشغيل العادي، ومشغلي القطار (معالجة الأخطاء والصيانة).

رابعًا: نصائح للصيانة الدورية

• قم بتنظيف خزانة التحكم كل ثلاثة أشهر (باستخدام الهواء المضغوط لإزالة الغبار ومنع حدوث دوائر قصيرة) وتحقق من إحكام التوصيلات الطرفية (تجنب التوصيلات الفضفاضة والسخونة الزائدة).

• معايرة أجهزة الاستشعار شهريًا (وخاصة أجهزة استشعار درجة الحرارة والاهتزاز) لضمان الدقة.

• النسخ الاحتياطي لبرامج وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة وتكوينات واجهة الإنسان والآلة (HMI) (منع فقدان البيانات) وتسجيل رموز الأخطاء والحلول (إنشاء قاعدة بيانات للصيانة).