Sistema di controllo elettrico del frantoio a mascelle

Introduzione dettagliata al sistema di controllo elettrico dei frantoi a mascelle

I. Composizione e struttura del sistema di controllo elettrico

1. Circuito di potenza
   Fornisce energia al motore del frantoio, gestendo correnti elevate (da decine a centinaia di ampere, a seconda della potenza del motore). I componenti principali includono:

• Interruttore principale: L'interruttore di alimentazione principale con protezione da sovraccarico e cortocircuito (potere di interruzione ≥50 kA), in genere un interruttore automatico in scatola stampata (ad esempio, serie Schneider NSX).

• Contattore CA: Controlla l'avvio/arresto del motore, con contatti principali con corrente nominale pari a 1,5-2 volte la corrente nominale del motore (ad esempio, 160 A per un motore da 75 kW). I contatti ausiliari consentono l'interblocco del circuito di controllo.

• Relè termico/protezione motore: Monitora la temperatura e la corrente degli avvolgimenti del motore, interrompendo l'alimentazione in caso di sovraccarico (si attiva a 1,2 volte la corrente nominale dopo 10-30 secondi).

• Reattore (facoltativo): Per motori di grandi dimensioni (≥110 kW), riduce la corrente di spunto del 50%–60% per proteggere la rete elettrica e il motore.

2. Circuito di controllo
   Esegue il controllo logico e la trasmissione del segnale, operando a 220 V CA o 24 V CC. I componenti principali includono:

• Controllore PLC: Il core (ad esempio, Siemens S7-1200) con un tempo di risposta ≤10 ms, che elabora i segnali dei sensori ed esegue i programmi 预设 (ad esempio, logica di avvio/arresto, trigger di protezione da sovraccarico).

• Staffetta intermedia: Amplifica i segnali di controllo per azionare dispositivi ad alta corrente (ad esempio, contattori), con 4-8 set di contatti con corrente nominale di 220 V CA/5 A.

• Pulsanti di controllo e indicatori: Include i pulsanti "Start, " "Stop, " e "Emergency Stop" (arresto di emergenza a fungo rosso per l'arresto forzato) e indicatori LED (durata ≥50.000 ore) per lo stato di funzionamento, guasto e standby.

3. Sistema di monitoraggio e protezione
   Monitoraggio in tempo reale dei parametri operativi, con attivazione di allarmi o arresti in caso di anomalie. I componenti chiave includono:

• Sensori di temperatura: Resistori al platino PT100 (intervallo -50–200℃, precisione ±0,5℃) installati su alloggiamenti dei cuscinetti (ad esempio cuscinetti dell'albero eccentrico), che attivano allarmi a 70℃ e arresti a 80℃.

• Trasduttori di vibrazione: Montato sui lati del telaio, misura l'accelerazione (intervallo 0–10 mm/s, precisione ±0,1 mm/s), avverte a 0,8 mm/s e si spegne a 1,2 mm/s.

• Interruttori di livello: Monitora i livelli dell'olio nei serbatoi idraulici e di lubrificazione, attivando allarmi e arresti in caso di livelli bassi (prevenendo l'attrito a secco).

• Trasformatori di corrente: Abbinare agli amperometri per monitorare la corrente del motore, visualizzando i tassi di carico (ad esempio, 90%–100% della corrente nominale a pieno carico).

4. Interfaccia uomo-macchina (HMI)
   Facilita l'interazione uomo-macchina, tra cui:

• Schermo tattile: Schermi a colori da 7–10 pollici (ad esempio, serie Weintek MT) che visualizzano parametri in tempo reale (corrente, temperatura, vibrazione), stato e codici di errore, supportando operazioni manuali (ad esempio, avvio/arresto remoto, impostazioni dei parametri).

• Armadio di controllo: Grado di protezione IP54, alloggia tutti i componenti elettrici. Realizzato in acciaio laminato a freddo da 1,5 mm con giunti saldati, superficie verniciata a polvere elettrostaticamente (RAL 7035 grigio chiaro) per resistere a polvere e umidità.

II. Processo di fabbricazione e assemblaggio del sistema di controllo elettrico

1. Selezione dei componenti e fabbricazione del cabinet

• Selezione dei componenti: Scegliere i componenti in base alla potenza del frantoio (ad esempio, 55 kW, 110 kW) e alle condizioni operative (polvere, temperatura). Contattori e interruttori sono declassati (corrente nominale inferiore del 10%-20% in ambienti ad alta temperatura) e i sensori hanno un grado di protezione ≥IP65.

• Fabbricazione di mobili: L'acciaio laminato a freddo viene sottoposto a taglio laser (tolleranza ±0,5 mm), piegatura CNC (tolleranza angolare ±1°) e saldatura (scorie rimosse e lucidatura). Viene quindi fosfatato (pellicola da 5 a 10 μm) e verniciato a polvere (spessore 60-80 μm, adesione ≥5 N/cm).

2. Cablaggio interno e assemblaggio

• Progettazione del cablaggio: I circuiti di potenza utilizzano barre di rame (TMY-3×30×3 mm, capacità di corrente ≥300 A) o cavi di rame multifilari (sezione trasversale 10–50 mm²). I circuiti di controllo utilizzano fili schermati da 0,75–1,5 mm² (per resistere alle interferenze elettromagnetiche), con circuiti forti e deboli separati da ≥100 mm.

• Processo di cablaggio: Le estremità dei fili sono crimpate con terminali pressati a freddo (adattati alle dimensioni del filo, crimpati con utensili idraulici per una forza di trazione ≥100 N). Vengono utilizzati terminali per guida DIN serie UK (passo 5,08 mm), con connessioni sicure (nessun allentamento dovuto alle vibrazioni) ed etichette termoretraibili trasparenti (resistenza ≥105℃).

• Installazione dei componenti: Interruttori e contattori sono montati su guide DIN (planarità ≤1 mm/m). PLC e HMI sono fissati su piastre di montaggio (verticalità ≤1 mm/m), con terminali di terra collegati in modo affidabile all'armadio (resistenza di terra ≤4Ω).

3. Programmazione e debug

• Controlli pre-accensione: utilizzare multimetri per testare la resistenza di isolamento (≥10 MΩ per i circuiti di potenza, ≥5 MΩ per i circuiti di controllo) e verificare il cablaggio corretto (nessun cortocircuito o collegamento errato).

• Debug senza carico: simula gli input (ad esempio, segnali di temperatura/corrente tramite generatori) per testare la logica di allarme/spegnimento e la reattività di avvio/arresto.

• Debug del carico: collegare il motore del frantoio per testare la corrente di avviamento (≤6× corrente nominale, tempo di avviamento ≤10 secondi), la stabilità della corrente (fluttuazione ≤5%) e la protezione da sovraccarico (scatto del contattore durante sovraccarichi simulati).

• Programmazione PLC: Utilizzare la logica ladder o SCL per scrivere programmi basati sulla logica di controllo (ad esempio, "Condizione di avvio: arresto di emergenza non premuto + nessun guasto + alimentatore pronto"). I programmi includono routine principali (controllo delle operazioni), subroutine (gestione degli allarmi) e routine di interrupt (arresto di emergenza), convalidate tramite controlli di sintassi e logica.

• Progettazione HMI: Crea pagine per parametri, impostazioni e registri di errore in tempo reale (memorizzazione di 100 voci con timestamp e codici) con pulsanti e icone intuitivi.

• Messa in servizio del sistema:

III. Processo di controllo qualità del sistema di controllo elettrico

1. Ispezione dei componenti in entrata

• I componenti critici (interruttori, contattori) richiedono certificati e rapporti di prova. I campioni vengono sottoposti a test di commutazione (100 cicli senza inceppamenti) e test di isolamento (2500 V CA per 1 minuto, senza guasti).

• Calibrazione dei sensori: i sensori di temperatura sono calibrati in un termostato (0℃, 50℃, 100℃; errore ≤±0,5℃). I trasduttori di vibrazione sono calibrati su shaker (errore ≤±0,05 mm/s).

2. Controllo dell'assemblaggio in corso

• Controlli del cablaggio: verificare che le etichette dei cavi corrispondano ai disegni, che la coppia di serraggio dei terminali sia conforme agli standard (1,5–2 N·m per bulloni M4) e che i cavi schermati siano collegati a terra (resistenza ≤1Ω).

• Test di protezione del cabinet: convalida IP54 tramite spruzzi d'acqua (3 minuti, nessuna infiltrazione d'acqua interna) e test sulla polvere (nessun accumulo significativo di polvere sui componenti).

3. Test di prestazione finale

• Test funzionali: Convalida tutta la logica (avvio/arresto, allarmi, protezione) durante 100 ore di funzionamento continuo (senza arresti anomali o falsi allarmi).

• Test EMC: Test anti-interferenza (iniezione di impulsi da 1 kV, nessuna anomalia) e test di emissione di radiazioni (conformità alla norma EN 61000-6-4 per evitare interferenze con apparecchiature vicine).

• Test di ciclizzazione della temperatura: Funzionare in camere da -10℃ a 50℃ per 4 ore (nessun guasto dei componenti o errore di programma).

4. Accettazione in fabbrica

• Fornire documenti tecnici (schemi elettrici, diagrammi di cablaggio, manuali, elenchi dei componenti) e un rapporto sui test di fabbrica (inclusi resistenza di isolamento, tensione di tenuta e dati sui test funzionali).

• Supporto in loco: guida al corretto cablaggio (motore, cavi dei sensori), debug fino al normale funzionamento e formazione degli operatori (gestione dei guasti, manutenzione).

IV. Suggerimenti per la manutenzione ordinaria

• Pulire trimestralmente l'armadio elettrico (utilizzando aria compressa per rimuovere la polvere, evitando cortocircuiti) e controllare la tenuta dei terminali (evitando collegamenti allentati e surriscaldamento).

• Per garantire la precisione, calibrare i sensori mensilmente (in particolare quelli di temperatura e vibrazione).

• Eseguire il backup dei programmi PLC e delle configurazioni HMI (prevenendo la perdita di dati) e registrare i codici di errore e le relative soluzioni (creando un database di manutenzione).