【正文】
ailure rate, energy waste and efficiency low defects. Therefore, under the bridge crane39。 and save energy. Inverter with Mitsubishi FRA540 series inverter is a CPU core of the internal control unit, and a strong puting and control, to achieve speed control parameter, set reasonable parameters of the motor is running, ensure that the institutions crane large speed range and high speed accuracy, and can have 7 different speed, more than the traditional cranes several speed. Inverter with fault diagnosis of internal functions, to achieve the system over voltage, over current and overload protection functions. Keywords: programmable logic controller。 它 能否正常工作直接影響到生產(chǎn)效率提高和工作任務(wù)的完成 ,甚至關(guān)系到人身、設(shè)備的安全。因此,除了機(jī)械上改進(jìn)設(shè)計(jì)外,改善交流電氣傳動(dòng),減少起制動(dòng)沖擊,也是一個(gè)很重要的方面。(4)渦流制動(dòng)器調(diào)速 。起動(dòng)電流大,對(duì)電網(wǎng)沖擊大 。 我們所研究的橋式起重機(jī)是電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī),該起重機(jī)由起重小車、橋架金屬結(jié)構(gòu)、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣控制設(shè)備等四個(gè)部分組成。 ( 2) 各主要零部件符合安全要求:開口增大小于原尺寸的 15%,扭轉(zhuǎn)變形小于 10%;板鉤襯套磨損小于原尺寸的 50%,板鉤心軸磨損小于 5%,無剝落、毛刺、焊補(bǔ)。卷筒無裂紋,連接、固定無松動(dòng);筒壁磨損小于原壁厚的 20%;安全卷不少于 2圈,卷筒與鋼絲繩直徑比例符合要求。 普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組 成。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架,通常為 焊接結(jié)構(gòu) 。當(dāng)車輪超過四個(gè)時(shí),必須采用鉸接均衡車架裝置,使起重機(jī)的載荷均勻地分布在各車輪上。主梁上焊有軌道,供起重小車運(yùn)行。 偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成,小車鋼軌布置在主腹板上方,箱體內(nèi)的短加勁板可以省去,其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁,自重較小,但制造較復(fù)雜。 ,操作復(fù)雜,故障率高。其中,具有代表性的交流變頻調(diào)速裝置和可編程控制器獲得了廣泛的應(yīng)用,為 PLC 控制技術(shù)在橋式起重機(jī)系統(tǒng)提供了有利條件。 ( 3) 考慮起重機(jī)的照明、顯示等措施。 其 采用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),主要包括 CPU,存儲(chǔ)器、輸入、輸出接口及模塊、通訊接口及模塊、編程器和電源六個(gè)部分。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此 PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化, I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O映象區(qū)或系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在此期間, CPU 按照 I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,新型控制策略的出現(xiàn),不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。電動(dòng)機(jī)是通過某種控制方式進(jìn)行控制的,常見的是繼電器 接觸器控制的方式,又稱電氣控制。其缺點(diǎn)是:采用固定接線方式時(shí),通用性和靈活性較差;采用有觸點(diǎn)的開關(guān)時(shí),觸點(diǎn)易發(fā)生故障。開始是成組拖動(dòng),用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過中間機(jī)構(gòu)(天軸)實(shí)現(xiàn)能量分配與傳遞,拖動(dòng)多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械。隨著生產(chǎn)發(fā)展及自動(dòng)化程度的提高,又出現(xiàn)了多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別拖動(dòng)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的多電機(jī)拖動(dòng)方式,進(jìn)一步簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),提高了傳動(dòng)效率,而且使機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部分能夠選擇最合理的運(yùn)動(dòng)速度,縮短了工時(shí),也便于分別控制。但由于其接線方式固定,靈活性差,難以適應(yīng)復(fù)雜和程序可變的控制對(duì)象的需要,且工作頻率低,觸點(diǎn)易損壞,可靠性差??删幊炭刂破骷夹g(shù)是以硬接線的繼電器 — 接觸器控制為基礎(chǔ),逐步發(fā)展為既有邏輯控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù),又有運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的控制裝置。 元器件的選 擇 PLC 的選用 目前 PLC 使用性能較好的有 SIEMENS 公司、日本的三菱、歐姆龍、美國的AB 公司。 在選擇 plc 時(shí)的注意要點(diǎn) (1) 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度; (2) 對(duì) i/o 點(diǎn)數(shù)和 i/o 點(diǎn)的類型 (數(shù)字量、模擬量等 )統(tǒng)計(jì); (3) 適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量估計(jì)的基礎(chǔ)上,確定留有適當(dāng)?shù)挠嗔慷焕速M(fèi)資源的機(jī)型 (小、中、大形機(jī)器 ); (4) 結(jié)合市場情況,考察 plc 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況,選定價(jià)格性能比較好的 plc 機(jī)型。 (3) plc 儲(chǔ)存容量:系統(tǒng)有模擬量信號(hào)存在或進(jìn)行大量數(shù)據(jù) 處理時(shí)容量選擇大一些。擴(kuò)展模塊有輸入單元、輸出單元,輸入 /輸出一體單元。一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái) plc 聯(lián)網(wǎng),可通過采用通訊處理器,網(wǎng)絡(luò)適配器等方式進(jìn)行連接,連接介質(zhì)為雙絞線或光纜; plc 之間互聯(lián)時(shí)可通過專用通訊電纜直接連接,通訊板卡或模塊 +數(shù)據(jù)線連接等方式。 (10) 多重指令空閑等待一個(gè)任務(wù)時(shí),可在 plc 外部將它們并聯(lián)后再接入一個(gè)輸入點(diǎn)。 (13) 輸出若為正 /反向控制的負(fù)載,不僅要從 plc 內(nèi)部程序上聯(lián)鎖,并要在plc 外部采取措施,防止負(fù)載在兩方向動(dòng)作。設(shè)計(jì)中應(yīng)用的 i/o 端子數(shù)分別是:輸入點(diǎn)數(shù)為 56個(gè),輸出點(diǎn)數(shù)為 39個(gè);根據(jù)要求選用的模塊如表 2所示。本次課設(shè)起重機(jī)的噸位為 5t 歸為小型,所以選用軟電纜供電。 ( 4)采用電氣和電磁機(jī)器雙重制動(dòng)。 二 、電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及電機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù) 起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大,為了加速電機(jī)需有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,故電機(jī)容量需由負(fù)載功率 P 廠及加速功率 Pa兩部分組成。 用輔件的選擇 斷路器 為避開變頻器投入時(shí)直流回路電容器的充電電流峰值,為此變頻器配置的斷路器容量應(yīng)為電機(jī)額定電流的 ~ ,整定值為斷路器額定值的 3~ 4倍。 ? ? msj PaPP ?/??? ??1000/gvCP P?PCvg? 制動(dòng)單元 為減小大慣性系統(tǒng)的減速時(shí)間,解決變頻器直流電路上的過電壓問題。 借助制動(dòng)單元,消耗電機(jī)發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下從動(dòng)能轉(zhuǎn)換來的能量。 (2) 具有一定的調(diào)速范圍,普通起重機(jī)調(diào)速范圍為 3:1,對(duì)要求較高的起重機(jī),調(diào)速范圍可達(dá) (5~ 10):1。 (4) 提升的第一檔為預(yù)備檔,用以消除傳動(dòng)間隙,將鋼絲張緊,避免過大的機(jī)械沖擊。不允許只有電氣制動(dòng)而無機(jī)械制動(dòng),不然發(fā)生電源事故停電時(shí),在無制動(dòng)力矩作用下,重物將自由下落,造成設(shè)備或人身事故。 橋架的移動(dòng) 是由兩臺(tái)特性完全相同的交流繞線式交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),分別安裝在橋架的兩端。 通過接觸器 KM 使電動(dòng)機(jī)與車間電源接通,所以控制接觸器 KM 就能對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。限位開關(guān) SQ SQSQ8 分別是操作控制室門上的安全開關(guān)及起重機(jī)端梁欄桿門上的安全開關(guān),任何一個(gè)門沒有關(guān)好,電動(dòng)機(jī)都不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行。要使機(jī)構(gòu)退出極限位置,必須手柄都退到零位,這是自鎖電路中的動(dòng)斷觸點(diǎn) SASA3 都閉合,可以重新啟動(dòng)接觸器 KM,操作凸輪控制器,使機(jī)構(gòu)反方向運(yùn)動(dòng),退出極限位置。緊急開關(guān) SA1 供操作人員在緊急狀態(tài)下切斷總電源。 ⑤用一個(gè) KM10 的動(dòng)斷觸點(diǎn) KM3線圈串聯(lián),保證只有 KM10 釋放后, KM3 才能通電吸合,這樣就可保證在反接過程中轉(zhuǎn)子串接由一定阻值 的電阻,防止過大的電流沖擊。如上凸輪控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。提升過程的機(jī)械特性曲線位于第一象限,如下圖所示。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串接電阻越大,對(duì)應(yīng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越低。在回饋制動(dòng)下放重物時(shí),串接于轉(zhuǎn)子電路的電阻越大,穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越高,此時(shí)電動(dòng)機(jī)從轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械功率,大部分變?yōu)殡娔芑仞伣o電源。 ( 4)操作中必須精神集中、不許談話、吸煙或做無關(guān)的事情。 ( 8)起重機(jī)在沒有障礙物的線路上運(yùn)行時(shí),吊鉤或 吊具 以及吊物底面,必須離地面 2m以上。 ( 11)不許在被吊起的物件上施焊或錘擊及在物件下面工作(有支撐時(shí)可以)。 ( 14)限位開關(guān)和聯(lián)鎖保護(hù)裝置,要經(jīng)常檢查。 ( 18)對(duì)起重機(jī)某部進(jìn)行焊接時(shí),要專門設(shè)置地線,不準(zhǔn)利用機(jī)身做地線。 ( 22)修理和檢查用的照明燈,其電壓必須在 36V 以下。司機(jī)室或起重機(jī)體的接地位置應(yīng)多于兩處。 ② 小車前后運(yùn)行控制 起重機(jī)運(yùn)載 小車的前后運(yùn)動(dòng)也是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)的,在動(dòng)作過程中,不允許超出起重機(jī)的兩側(cè)極限位置。其控制實(shí)現(xiàn)的邏輯可以采用已學(xué)的一些控制方法,考慮到實(shí)際的起重機(jī)控制中使用的不是控制按鈕 而是多向轉(zhuǎn)換開關(guān),同時(shí)快速換向的情況多,所以在程序?qū)崿F(xiàn)上要求對(duì)這些細(xì)節(jié)充分考慮,采取對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)手段。橋式起重機(jī)控制的 PLC 配置示意圖如下圖所示: S 7 3 4 1 限 位 開 關(guān) 操 作 臺(tái) 指 令+ 1 0 V0 VA D C 1 +A D C 1 D i n 1D i n 2D i n 3D i n 4D i n 5D i n 6+ 1 5 VP EL 1L 2L 3B + B WVUP EA o u t A o u t 1 +D o u t 3 N OD o u t 3 C o mD o u t 3 N CD o u t 2 C o mD o u t 2 N OD o u t 1 C o mD o u t 1 N oD o u t 1 N C123456781 61 791 81 92 02 12 22 32 42 51 21 3MP G數(shù) 字 量 輸 出脈 沖 編 碼 器繼 電 器制 動(dòng) 器電 動(dòng) 機(jī)M I C R O M A S T E R4 4 0模 擬 量 輸 入6 x 數(shù) 字 量 輸 入制 動(dòng) 電 阻 圖 411 橋式起 重機(jī)控制 PLC 配置圖 橋式起重機(jī) PLC 控制 程序設(shè)計(jì) 通過 使用可編程控制器對(duì) 3 個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的實(shí)現(xiàn),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式起重機(jī)的動(dòng)作控制。報(bào)警鈴在系統(tǒng)吊取和移動(dòng)時(shí)給出警告,確保工作時(shí)能引起相關(guān)區(qū)域人員的注意。