أنظمة التحكم الكهربائية في الرافعات: ما الذي يحتاجه الرافعات فعلاً؟

توضح مواصفات كل من الشراعين التحكم PLC والتحكم في السرعة VFD والتحكم عن بعد اللاسلكي. هل يعني ذلك أن الشرايين قادرة على أداء الوظائف نفسها؟

ليس بالضرورة. قد تستخدم رافعات شوكية شحنات كهربائية مماثلة ولكنها تتمتع بوظائف تحكم مختلفة. تكمن الاختلافات في كيفية التحكم بالمناطق المختلفة، وكيف يتفاعل الآليات، وما يحدث عند حدوث خلل. لا يمكن قائمة المكونات وحدها التأكد من هذه القدرات.

1. ما الذي يسيطر عليه بالفعل أنظمة التحكم الكهربائية في الرافعات؟

ابدأ بتجزئة عملية الرفع النموذجية إلى عمليات الرفع والسير والتأكد من وضع الحمل، ثم حدد ما إذا كانت كل حركة إلكترونية أو هيدروليكية أم يدوية.

على سبيل المثال، يتطلب رافعة كهربائية عمودية عادةً عناصر تحكم منفصلة للرفع والسير عبر الجسر والسير عبر العربة. رافعة جسرية هيدروليكية قد يتطلب ذلك التحكم المنسق لمجموعة من نقاط الرفع، بالإضافة إلى وظائف السفر والتحول الجانبي. ولا يتطلب آلية يدوية نظام تشغيل كهربائي منفصل.

للكافة الحركات، حدد ثلاثة متطلبات: من يقوم بتشغيلها، وما إذا كان هناك حاجة إلى التحكم في السرعة، وما إذا كان يجب تنسيقها مع الآليات الأخرى.

هذا يساعدك على تحديد وظائف التحكم اللازمة دون إضافة معدات كهربائية غير ضرورية إلى الآليات البسيطة التي تعمل يدويًا.

2. لماذا تحتاج أنظمة الدفع المختلفة إلى مقاربات تحكم مختلفة؟

تتطلب الرافعات الكهربائية التحكم المنسق للمحركات والدوّات والفرامل. وتستخدم الرافعات الهيدروليكية ذات الجناحين وحدات طاقة هيدروليكية وصمامات تحكم وألواح، مع أجهزة ترميز أو أجهزة استشعار أخرى لتحديد المواقع، حيثما يلزم ذلك.

تأمل في نظام الرفع الهيدروليكي المتعدد النقاط. إن قيام عدة أسطوانات بالصعود في وقت واحد لا يضمن أنها ستتحرك بنفس القوة. إذا كان يجب أن يظل الحمل مستويًا ضمن نطاق معيّن من التسامح، فإن نظام التحكم يحتاج إلى ردود إلكترونية مناسبة للموقع، وحركة منسقة، وحماية من الاختلافات في الارتفاع المفرطة.

قد يتطلب رافعة شوكية تعمل بالديزل أيضًا نظام تحكم كهربائي. يوفر محرك الديزل الطاقة، لكن وظائف الرفع والسير والتحكم لا تزال قد تعتمد على مكونات تحكم كهربائية هيدروليكية.

قبل اتخاذ قرار بشأن تحديد وظائف التحكم اللازمة، يجب تحديد مصدر الطاقة والآليات التي تعمل بها.

3. كيف يجب عليك اختيار طريقة التحكم بالمحرك؟

يمكن أن تكون أدوات التحكم بالدروع الكابليّة مناسبة عندما يكون الموظف قادرًا على العمل بأمان بالقرب من الرافعات أو التنقل معها. تسمح وحدة التحكم اللاسلكية للمستخدم بتغيير الموقع وفقًا لمسار الرفع، بينما قد يكون التحكم من مقصورة القيادة أكثر ملاءمة عندما يكون هناك حاجة إلى وضع تشغيل ثابت.

في الأماكن أو المناطق الخارجية التي قد تتسبب فيها إشارات الراديو، يُرجى أيضاً التأكد من أن جهاز التحكم مناسب للبيئة وأن الاتصال اللاسلكي موثوق به في جميع أنحاء منطقة التشغيل.

ومع ذلك، لا ينبغي أن تكون الراحة هي المعيار الوحيد.

يجب عليك التحقق مما إذا كان لدى المشغل رؤية واضحة على الحمل ومساره، وتحديد أي مناطق مظلمة. وإذا تم توفير كل من المقودات اللاسلكية والتحكمات عن بعد، فيجب أن يتضمن النظام اختيار محطة التحكم المناسبة والتشغيل المنسق لمنع تشغيل المحطات المزدوجة في نفس الوقت.

اختيار طريقة التشغيل المناسبة للقيام بالعملية الرفعية، بدلاً من تكييف عملية العمل مع الضوابط المتاحة.

4. ما هي حركات الرافعة التي تحتاج إلى تحكم دقيق أكثر؟

بالنسبة للآليات التي تعمل بالطاقة الكهربائية وتستخدم فقط في الحالات النادرة، والتي لا تتطلب توجيهًا دقيقًا، قد يكون ترتيب التحكم الأساسي كافيًا.

إذا كانت عملية التشغيل تتطلب توجيه ثابت منخفض السرعة بشكل متكرر أو تسارع وتخفيض سرعة سلسين، فقد يكون التحكم بمعدل السرعة أو التحكم بمعدل التردد المتغير (VFD) أمراً يستحق النظر فيه. ومع ذلك، بالنسبة لتطبيقات الرفع، يجب أن يوفر التحكم VFD أيضًا عزم دوران مطلوب عند الحمل ويُنسق بشكل صحيح مع الفرامل الميكانيكية. لا يجب الاعتماد على التحكم VFD وحده لحمل مرتفع.

في الحالات التي يكون فيها تحديد التوزيع الدقيق للجهد أمراً مهماً، يجب تحديد أداء السرعات المنخفضة والحياد في التوجيه والسلوك عند التوقف قبل اختيار نظام المحرك وتصميم التوجيه. لا يكفي التحكم في نظام VFD وحده لضمان أداء التوجيه المطلوب.

بدلاً من تحديد “التحكم الكامل بالدائرة الفولطية والبرنامجية PLC”، حدد الأجزاء التي تحتاج إلى سرعة متغيرة، وما هو دقة التحديد، وما إذا كان يجب تشغيل آليات متعددة معاً.

5. كيف يجب على الرافعات الاستجابة لأي خلل في نظام التحكم؟

يجب أن يعمل نظام التحكم بشكل صحيح ليس فقط أثناء التشغيل العادي، بل أيضًا عند حدوث أي خلل.

على سبيل المثال، إذا فقد إشارة جهاز التحكم اللاسلكي، يجب على نظام التحكم إزالة أوامر الحركة المتأثرة وإعادة شاحنة الرفع إلى الوضع الآمن المحدد من خلال تقييم المخاطر. ولا يجب أن يعيد تشغيل الحركة دون وجود أمر من المشغل الجديد.

في حالة انقطاع التيار الكهربائي أثناء الرفع، يجب أن تعمل ترتيبات الكبح والحفاظ على الحمل كما هو مخطط لها. في حالة رافعة الجناح الهيدروليكية، إذا تجاوز فرق الارتفاع بين نقاط الرفع الحد المحدد، يجب تقييد الحركات المعنية أو إيقافها وفقًا للبرمجية التحكم المعتمدة.

لا يمكن التحقق من هذه الوظائف ببساطة لأن المواصفة تشير إلى “برنامج PLC للسلامة” أو إلى “عملية إيقاف الطوارئ”.

لذلك يجب أن تحدد مواصفاتك الفنية ظروف حدوث العطل التي تطلق وظائف الحماية، والإجراءات المطلوبة للوقف أو الحماية، والظروف اللازمة لإعادة التشغيل بعد حل العطل. بالنسبة للمعدات الكهربائية الموجودة في آلات الرفع، IEC 60204-32:2023 يوفر مرجعًا فنيًا مناسبًا؛ ولا يزال يجب اتباع الضمانات المطلوبة وفقًا لتقييم المخاطر الخاص بالمشروع وبالمعايير الأخرى السارية.

أسئلة متكررة

س1. هل يجب أن تكون جميع مكونات التحكم الكهربائي من نفس العلامة التجارية؟

لا. يجب أن تتوافق تصنيفات المكونات والواجهات وبروتوكولات الاتصال وتوافق النظام العام مع متطلبات التصميم. لا ينبغي افتراض أن المكونات من مختلف العلامات التجارية قابلة للتبديل.

سؤال 2. هل يمكن خزانة التحكم في الرافعات هل يمكن شراؤها بشكل منفصل وتثبيتها محليًا؟

نعم. يجب على الموظفين الكهربائيين المحليين المؤهلين تركيبها وربطها وفقًا للرسومات الكهربائية المعتمدة، ورسومات التوصيلات، ومتطلبات واجهة المعدات، ثم إجراء الاختبارات اللازمة للتشغيل والسلامة. يجب الاتفاق مسبقًا على مسؤوليات التزويد والتركيب والتشغيل.

سؤال 3. هل يكفي تصنيف IP العالي لثلاجة التحكم بالرافعة في الهواء الطلق؟

لا. إن درجة الحرارة المحيطة، والترطيب، وتآكل مياه التحلل، وتوزيع الحرارة أيضاً مهمة. يجب اختيار حماية الغلاف الحراري، وإدارة درجة الحرارة، وتدابير مكافحة الترطيب وفقاً للبيئة التشغيلية الفعلية، وليس فقط وفقاً لمستوى الحماية IP.

الخاتمة

لا يعتبر نظام التحكم الكهربائي للرافعة المناسب بالضرورة الأكثر مكوناتاً. الأمر المهم هو أن يكون لكل حركة طريقة تحكم مناسبة وأن تكون الوظائف الحيوية للحماية قابلة للتحقق منها.

إذا كنت تخطط لشراء رافعة جديدة، أخبر MOTCRANE التحركات التي تحتاج إلى التحكم في السرعة أو التشغيل المنسق أو الوظائف الحماية الخاصة. في حالة ترقية رافعة موجودة، يرجى تقديم أي مخططات كهربائية متاحة وصور لوحة التحكم وتفاصيل المكونات الرئيسية. وفي حال عدم توفر الرسومات، سيتم التحقق من التوصيلات الكهربائية والمعدات الموجودة في الموقع.

يمكننا مراجعة وظائف التحكم المطلوبة، وتحديد المشكلات المحتملة المتعلقة بالتوافق، ومساعدة في تطوير تكوين التحكم الكهربائي والرسوم العروضية المناسبة لتطبيقك.