Solução de elevação de velocidade lenta para ponte rolante da Kelude
Solução de elevação de velocidade lenta e micromovimento para ponte rolante — Kelude
Solução de modernização de elevação lenta em malha fechada com inversor de frequência, desenvolvida para cenários de posicionamento preciso em montagem. Utiliza o inversor de frequência Inovance MD500 (controle vetorial em malha fechada + realimentação do encoder via cartão PG) e CLP Siemens S7-1200, proporcionando velocidade de elevação continuamente ajustável de 0,5 a 12 m/min, faixa de velocidade lenta de 0,5 a 2 m/min, controle suave de aceleração e desaceleração em curva S e precisão de posicionamento de ±1 a 3 mm. Permite manter o motor, o redutor e o freio originais, exigindo apenas a modernização do sistema de regulação de velocidade e do painel elétrico de controle, com prazo de execução de 3 a 5 dias. Já implementada em 68 pontes rolantes de 22 empresas na China, com aumento médio de eficiência de aproximadamente 45%.
A Kelude Indústrias Pesadas anuncia o lançamento oficial da sua solução de elevação de velocidade lenta e micromovimento para pontes rolantes. Desenvolvida para aplicações que exigem rigoroso controle de velocidade de elevação e precisão de posicionamento — como içamento de moldes, montagem de motores de combustão, instalação de equipamentos de precisão e operações com combustível nuclear —, a solução utiliza tecnologia de micromovimento com controle vetorial em malha fechada via inversor de frequência e realimentação de velocidade por encoder. Esta abordagem reduz a velocidade mínima de elevação das pontes rolantes convencionais de 1,5 a 3 m/min (dupla velocidade) para 0,5 m/min, ao mesmo tempo que melhora significativamente a suavidade de arranque e paragem e a precisão de posicionamento.
Os dados abaixo têm como fonte o manual de aplicação do inversor de frequência Inovance MD500 (n.º 19001530-AQ, Rev.10, março de 2024, P.89 tabela de precisão de controle vetorial em malha fechada, P.122 instruções de ligação do cartão PG), o manual de dados do encoder incremental OMRON E6B2-CWZ6C (CSM_E6B2-CWZ6C_DS_J_3_2, OMRON, 2023), o manual de funções de controle de movimento do CLP Siemens S7-1200 (A5E04945111-AQ, 2024, P.56 parâmetros da curva S), a norma ISO 12480-1:1997 "Cranes — Safe use — Part 1: General" (P.14 tabela A.1 limites de aceleração) e a base de dados operacional de 22 projetos de retrofit da Kelude (janeiro de 2022 a junho de 2026, códigos de projeto KL-MS-2022-001 a 022).
Núcleo da solução técnica
O princípio central da solução de micromovimento consiste em modernizar o sistema de regulação de velocidade de malha aberta ou por etapas para controle vetorial em malha fechada com inversor de frequência e realimentação de velocidade por encoder, mantendo o motor de elevação original (motor assíncrono de rotor bobinado ou gaiola de esquilo) e o redutor.
Configuração do sistema: inversor de frequência Inovance MD500T (seleção de potência conforme a potência nominal do motor original; MD500T45GB-NA para motores até 45 kW e MD500T75GB-NA para motores acima de 45 kW; precisão de controle de velocidade em modo vetorial em malha fechada de ±0,05%, conforme tabela 6-1 da P.89 do manual) + encoder incremental (OMRON E6B2-CWZ6C, resolução de 1024 P/R, saída diferencial trifásica A/B/Z, frequência de resposta máxima de 100 kHz, conforme ficha técnica da P.2 do manual CSM_E6B2-CWZ6C_DS_J_3_2 da OMRON) + cartão PG (Inovance MD34PG01, suporte a entrada diferencial ABZ, frequência de resposta máxima de 500 kHz, conforme tabela 7-2 da P.122 do manual MD500) + CLP Siemens S7-1200 (implementação do controle de aceleração e desaceleração em curva S, referência de velocidade por múltiplas velocidades/sinal analógico e comunicação PROFINET). Precisão de controle de velocidade de ±0,05% da frequência nominal (modo vetorial em malha fechada), faixa de regulação de 1:1000.
Controle de aceleração e desaceleração em curva S
Nas pontes rolantes convencionais, a elevação utiliza referência de velocidade em degrau (frequência fixa aplicada diretamente ao inversor), o que gera aceleração de impacto no arranque e na paragem (Δa=0,3 a 0,5 m/s²) e provoca oscilação considerável da carga. A solução de micromovimento implementa a aceleração e desaceleração em curva S no programa do CLP: a aceleração aumenta linearmente de zero até o valor máximo predefinido (por exemplo, 0,1 m/s²), mantém-se constante e depois diminui linearmente até zero, com derivada da aceleração (Jerk) ajustável entre 0,05 e 0,2 m/s³ (conforme os limites de aceleração para controle de oscilação da carga recomendados na tabela A.1 da ISO 12480-1:1997 "Cranes — Safe use — Part 1: General" — aceleração ≤0,1 m/s² para içamento de precisão e ≤0,3 m/s² para içamento geral — e o manual de funções de controle de movimento do CLP Siemens S7-1200, A5E04945111-AQ, 2024, P.57, exemplo: tempo de aceleração em curva S de aproximadamente 3,5 s para Jerk=0,1 m/s³). Em medições práticas, o tempo de aceleração em curva S é de aproximadamente 2 a 3 s (modo padrão) ou 4 a 6 s (modo precisão), com amplitude de oscilação da carga no arranque e na paragem ≤±5 mm (em comparação com ±30 a 50 mm com referência em degrau convencional).
Cenário de aplicação e configurações
A solução de micromovimento está disponível em três configurações padrão:
Resultados do Retrofit em Dados
Dados estatísticos baseados em 68 projetos de retrofit:
Casos Práticos de Referência
Na Oficina de Montagem de uma empresa de fabricação de maquinário de precisão, duas pontes rolantes tipo ponte de dupla viga Tipo QD de 20t (Projeto n.º KL-MS-2025-015), originalmente equipadas com motor de duas velocidades (8m/min/2m/min), são utilizadas para o içamento e transporte e montagem de cabeçotes de máquinas-ferramenta de precisão (peso 8~12t). Antes da reforma: a velocidade lenta de 2m/min causava grande impacto na posicionamento, exigindo que 2 montadores empurrassem e puxassem manualmente para o ajuste, com cada operação de posicionamento a demorar cerca de 8~12 minutos; ocorriam cerca de 1~2 acidentes por mês devido a impactos no cabeçote (custo de manutenção de aproximadamente 3.000~8.000 CNY por ocorrência). Após a reforma (versão de montagem de precisão a 72.000 CNY/unidade × 2 = 144.000 CNY): arranque suave em curva S à velocidade lenta de 0,5m/min, precisão de posicionamento de ±1mm, cada operação de posicionamento a demorar cerca de 2~3 minutos, e zero acidentes por impacto. Poupança anual em custos de manutenção de impactos de aproximadamente 66.000 CNY + poupança em horas de montagem de cerca de 82.000 CNY = 148.000 CNY, com período de retorno de cerca de 11,7 meses.
Parâmetros Técnicos: Comparativo Antes e Depois
| Item de Comparação | Reforma Antes(Dupla velocidade/Malha Aberta) | Reforma Depois(Inversor de frequência Velocidade Lenta em Malha Fechada Micromovimento) |
|---|---|---|
| Mínimo Velocidade de Elevação | 1.5~3m/min(Dupla velocidade Marcha de Baixa Velocidade) | 0.5m/min(≤0.1m/min Sob Medida) |
| Regulação de velocidade Modo | Com Escalonamento2~3Marcha de Baixa Velocidade | Sem Escalonamento0~12m/min Ajuste Contínuo |
| velocidadeprecisão de controle | ±1Hz(Malha Aberta V/F) | ±0.05Hz(Controle Vetorial em Malha Fechada+PG) |
| Precisão de Posicionamento | ±10~20mm | ±1~3mm |
| Oscilação na Partida/Parada Alcance | ±30~50mm | ≤±5mm(SCurva) |
| Tempo de Posicionamento por Ciclo | 45~90s | 8~20s |
| Acidentes de Colisão por Mês | 1~2ocorrências(Causado por Impacto Operacional) | 0ocorrências |
| Inversor de Frequência | Nenhum | Inovance MD500Série Vetorial em Malha Fechada |
| Encoder | Nenhum | Omron E6B2-CWZ6C 1024P/R |
| Método de Controle | Controlador de Cames/Contactor | S7-1200 CLP + SCurva |
| Já Reforma Quantidade de Unidades | — | 22empresas / 68unidades |
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Perguntas Frequentes
P: O modo de velocidade lenta/micromovimento é adequado para todas as pontes rolantes?
R: Sim. Desde que o mecanismo de elevação da ponte rolante utilize motor elétrico assíncrono + redutor, é possível implementar o modo de velocidade lenta/micromovimento através da reforma do sistema de controle de velocidade. As 68 unidades já reformadas incluem os tipos LD (5~10t, 22 unidades), LH (10~20t, 18 unidades) e QD (16~100t, 28 unidades). Para pontes rolantes de alta velocidade com altura de elevação >30m ou velocidade de elevação >20m/min, o modo de velocidade lenta é adicionado como função auxiliar (sem afetar o desempenho do modo de alta velocidade original).
P: A reforma afetará a velocidade de elevação original?
R: Não. O sistema oferece comutação entre dois modos: "rápido/lento". O operador alterna com um toque na IHM ou no controlo remoto. O modo rápido mantém a velocidade nominal original inalterada (ex.: 8m/min), enquanto o modo lento ativa a velocidade lenta com curva S (0,5~2m/min). A limitação de capacidade e as proteções de segurança são idênticas em ambos os modos.
P: Onde o encoder é instalado? O grau de proteção é suficiente?
R: O encoder incremental é instalado no eixo da extremidade não acionada do motor de elevação (ou no eixo de alta velocidade do redutor) através de um acoplamento elástico, com tampa de proteção em aço inoxidável (IP65) e conexão por conector aeronáutico. O cabo de sinal do encoder utiliza par trançado com blindagem dupla (LAPP UNITRONIC LiYCY 4×0,34mm²), mantendo distância mínima de ≥300mm do cabo de alimentação do inversor de frequência. Nos projetos já implementados, a taxa de falha do encoder é <0,5 ocorrências/ano.
P: O modo de operação muda após a reforma?
R: O modo de operação permanece inalterado (controlo remoto / console de comando / caixa de operação no solo). É adicionada uma IHM com tela sensível ao toque para comutar entre os modos rápido/lento, configurar os parâmetros da curva S (aceleração/jerk) e visualizar o valor de realimentação de velocidade. No modo lento, os botões de elevação do controlo remoto/console de comando passam a funcionar em modo de impulso (cada acionamento eleva aproximadamente 2~5mm, dependendo do valor de velocidade configurado), permitindo posicionamento preciso da carga. O operador domina o sistema após 1 hora de treinamento.
