【正文】 、安裝、調(diào)試工作量少 PLC的梯形圖程序可以用順序控制設(shè)計法萊設(shè)計?？删幊绦蚩刂破鞅徽J(rèn)為是真正的工業(yè)控制計算機(jī)，在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其主要特點(diǎn)有： 梯形圖是使用最多的PLC的編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只需花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。多臺PLC之間可進(jìn)行同位鏈接(PLC Link)，還可用計算機(jī)進(jìn)行上位鏈接(Host Link)，接受計算機(jī)的命令，并將執(zhí)行結(jié)果告訴計算機(jī)。(4)步進(jìn)控制 步進(jìn)順序控制是PLC的最基本的控制方式，但是許多PLC為方便用戶編制較復(fù)雜的步進(jìn)控制程序，設(shè)置了專門的步進(jìn)控制指令。所有定時器的定時值可由用戶在編程時設(shè)定，即使在運(yùn)行中定時值也可被讀出或修改，使用靈活，操作方便。第3章 起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 可編程序控制器的功能和特點(diǎn)PLC是電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯自動控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。4)制動器驅(qū)動元件沒有專門接觸器控制，而是由電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器KMKM11主觸點(diǎn)控制，它與電動機(jī)同時通電與斷電。 PQY系列主令控制電路下面以PQY系列主令控制電路為例進(jìn)行分析。其中4對主觸點(diǎn)接于電動機(jī)定子電路進(jìn)行倒檔控制，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)；另5對主觸點(diǎn)接于電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電阻的接入和切除。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制原理大車與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在工作中要求有一定的調(diào)速范圍，能獲得幾檔運(yùn)行速度。當(dāng)控制器手柄由下降“1”位扳回“0”位時，KMKMKT2斷電釋放，電磁抱閘進(jìn)行制動，以防止溜鉤。圖中ab與cd環(huán)節(jié)中的SF為腳踏開關(guān)，KM為接觸器。6)當(dāng)控制器手柄由提升或下降各檔位扳回到 “0”位時，制動器制動，但觸點(diǎn)KT2（SA4支路），在延時期間KM1仍保持通電吸合，電動機(jī)仍產(chǎn)生提升的電磁轉(zhuǎn)矩，在該轉(zhuǎn)矩與制動器共同作用下防止溜鉤現(xiàn)象。4)當(dāng)控制器手柄由下降“3”位扳到下降“2”位時，電動機(jī)處于單相制動狀態(tài)，獲得低速下降。電動機(jī)定子按下降相序接線，轉(zhuǎn)子短接電阻RR2兩段電阻，制動器松開，“下3’”特性上。在串入較大轉(zhuǎn)子電阻情況下，制動器松開，電動機(jī)定子接入單相交流電源，處于單相制動狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)輕型載荷的低速下降。(2)下降重物的控制1)當(dāng)控制器手柄由“0”位扳到下降“1”位時，接觸器KMKM8仍處于斷電釋放狀態(tài)。3)控制器手柄由提升“2”位扳至提升“3”位時，接觸器KM6通電吸合，再短接一段轉(zhuǎn)子電阻R3，“上3’”特性上，但這并不是電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。短接一段轉(zhuǎn)子電阻R1，“上1”特性曲線上。 POS1型副鉤主令控制電路原理圖 電路工作情況分析 合上電源開關(guān)2，主令控制器SA置于“0”位，零電壓繼電器KHV1通電吸合并自鎖，直流電磁式時間繼電器KTKTKT5通電吸合，其常閉斷電延時閉合觸點(diǎn)斷開，為斷電延時做準(zhǔn)備。設(shè)計中應(yīng)用的i/o端子數(shù)分別是：輸入點(diǎn)數(shù)為56個，輸出點(diǎn)數(shù)為39個； POS1型主令控制電路原理圖7)停車時，防止溜鉤；8)采用時間繼電器KT1延遲電動機(jī)可逆運(yùn)行轉(zhuǎn)換時間，防止接觸器KM1KMKM3KM2可逆轉(zhuǎn)換時可能造成的相間短路。主令控制器主要用于要求按一定順序頻繁操縱的控制線路中，如繞線電動機(jī)按順序切除轉(zhuǎn)子附加電阻，也可實(shí)現(xiàn)與其它控制線路聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)換的目的。本設(shè)計中，20/5t交流橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)主鉤采用的是POS1型主令控制電路，它是由主令控制器發(fā)出動作指令，使磁力控制屏中各相應(yīng)接觸器動作，來換接電路，控制起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)按與之相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)來完成各種起重吊運(yùn)工作。 XQB12504F/口型保護(hù)箱的電氣原理圖 起升機(jī)構(gòu)控制原理分析（主鉤和副鉤）橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)一般采用凸輪控制器或主令控制器操作，由于主令控制器與磁力控制屏組成的控制電路較復(fù)雜，使用元件多，成本高，故一般在以下情況下采用主令控制器控制：1)拖動電動機(jī)容量大，凸輪控制器容量不夠。起重機(jī)上用的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)盤為XQB1系列。 單相制動狀態(tài)機(jī)械特性 起重機(jī)控制原理分析 起重機(jī)的保護(hù)箱起重機(jī)電氣控制一般具有下列保護(hù)與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)：電動機(jī)過載保護(hù)；短路電流保護(hù)；失壓保護(hù)；控制器的零位保護(hù)；行程限位保護(hù)；艙蓋、欄桿安全開關(guān)及緊急斷電保護(hù)等。如果加大電動機(jī)轉(zhuǎn)子外加電阻，使其正向與反向特性變軟，則合成特性為一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)在二、四象限的直線，此時電動機(jī)處于制動狀態(tài)。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場都要產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 下放重載時的倒拉反接制動狀態(tài)在下放重型載荷時，為獲得低速下降，確保起重機(jī)工作安全平穩(wěn)，常采用倒拉反接制動。電動機(jī)運(yùn)行在 na下，以na速度下放重物。此時電動機(jī)處于正向電動狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車，應(yīng)采取制動停車。5)負(fù)載放下時，依據(jù)負(fù)載大小，拖動電動機(jī)可以是電機(jī)狀態(tài)、倒拉反接制動狀態(tài)與再生發(fā)電制動狀態(tài)。為此，在30%額定速度內(nèi)應(yīng)分成幾檔，以便靈活操作。4)制成封閉型，具有較強(qiáng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，有較大的氣隙，以適應(yīng)多塵土和較大機(jī)械沖擊的工作環(huán)境；具有較高的耐熱絕緣等級，允許溫升較高。在斷續(xù)工作狀態(tài)下用負(fù)載持續(xù)率FC%表示。因此，拖動電動機(jī)經(jīng)常處于起動、制動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)；同時，負(fù)載很不規(guī)律，經(jīng)常承受大的過載和機(jī)械沖擊；另外，起重機(jī)要求有一定的調(diào)速范圍。工作級別 起重機(jī)的工作級別是根據(jù)起重機(jī)利用等級和載荷狀態(tài)劃分的，它反映了起重機(jī)的特性。起升速度指吊物(或其它取物裝置)在穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)下，額定載荷時的垂直位移速度。起重機(jī)械最大起重量在國家標(biāo)準(zhǔn)GB78387中已有規(guī)定。 橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有起重量、跨度、起升高度、起升速度、運(yùn)行速度和工作級別等。軟電纜可隨大、小車的移動而伸展和疊卷。小車由起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動方式。橋式起重機(jī)主要由大車和小車組成橋架機(jī)構(gòu)，主鉤和副鉤組成提升機(jī)構(gòu)。不形式的起重機(jī)分別用在不同的場合。起重設(shè)備有多種形式，有橋式、塔式、門式、旋轉(zhuǎn)式和纜索式等。起重機(jī)采用PLC控制，還能解決傳統(tǒng)控制方式下在操作方面的許多麻煩，包括開閉電機(jī)和起升電機(jī)在抓斗剛裝料閉合起升時難以同步等問題。由于由于副鉤、大車、小車凸輪控制器之間沒有固定的聯(lián)系，在起重機(jī)工作時操作人員勞動強(qiáng)度比較大，容易疲勞，易產(chǎn)生誤操作。同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的電阻因灰塵、設(shè)備震動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。特別是設(shè)備主體的工作性能還十分穩(wěn)定和可靠，只是在新技術(shù)的應(yīng)用上跟不上時代的發(fā)展，運(yùn)行中的消耗偏高，效率較低，控制性能不夠優(yōu)越。由于采用了分散的結(jié)構(gòu)和冗余等技術(shù)，使系統(tǒng)的可靠性極高，再加上硬件方面的開放式框架和軟件方面的模塊化形式，使得它組態(tài)、擴(kuò)展極為方便，還有眾多的控制算法(幾十至上百種) 、較好的人—機(jī)界面和故障檢測報告功能。這階段的建模理論、在線辨識和實(shí)時控制已突破前期的形式，繼而涌現(xiàn)了大量的先進(jìn)控制系統(tǒng)和高級控制策略，如克服對象特性時變和環(huán)境干擾等不確定影響的自適應(yīng)控制，消除因模型失配而產(chǎn)生不良影響的預(yù)測控制等。其中70 年代既是古典控制應(yīng)用發(fā)展的鼎盛時期，又是現(xiàn)代控制應(yīng)用發(fā)展的初期，90 年代初既是現(xiàn)代控制應(yīng)用發(fā)展的繁榮時期，又是高級控制發(fā)展的初期。在本世紀(jì)30 年代就已有應(yīng)用。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)如下：畢業(yè)設(shè)計（論文）課題：橋式起重機(jī)PLC控制改造設(shè)計原始資料：橋式起重機(jī)電路原理圖3張，起重機(jī)電氣元件表一個，該起重機(jī)的主鉤采用主令控制器控制，副鉤、大車、小車行走機(jī)構(gòu)采用凸輪控制器控制，該起重機(jī)過載保護(hù)采用過流繼電器，各方向均設(shè)有行程限位開關(guān)。畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定書畢業(yè)設(shè)計（論文）課題：橋式起重機(jī)PLC控制改造設(shè)計經(jīng)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯，評定該同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)? 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員： 2012年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。設(shè)計時間：指導(dǎo)教師： 教務(wù)處主任： 年 月 日指導(dǎo)人評語：成績： 指導(dǎo)人： 年 月 日評閱人評語：成績： 評閱人： 年 月 日目 錄第1章 緒 論 1 過程控制技術(shù)的發(fā)展概述 2 對起重機(jī)控制電路進(jìn)行PLC改造的意義 3 本設(shè)計的主要內(nèi)容 4第2章 橋式起重機(jī)電氣控制 5 橋式起重機(jī)簡介 5 橋式起重機(jī)對電力拖動和電氣控制的要求 7 起重機(jī)電動機(jī)的工作狀態(tài)分析 8 起重機(jī)控制原理分析 10第3章 起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 21 可編程序控制器的功能和特點(diǎn) 21 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計基本原則與主要內(nèi)容 22 PLC硬件的選擇 24 節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)的方法 27 PLC的選型設(shè)計 29第4章 橋式起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計 39 PLC控制程序設(shè)計的一般步驟 39 橋式起重機(jī)控制程序的設(shè)計 40第5章 橋式起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)的檢修 49 橋式起重機(jī)常見故障及可能原因 49 20/5T橋式起重機(jī)電氣控制線路的常見故障檢修 50參考文獻(xiàn) 53結(jié)束語 54第1章 緒 論 過程控制技術(shù)的發(fā)展概述在現(xiàn)代工業(yè)控制中, 過程控制技術(shù)是一歷史較為久遠(yuǎn)的分支。從過程控制采用的理論與技術(shù)手段來看，可以粗略地把它劃為三個階段：開始到70 年代為第一階段，70 年代至90 年代初為第二階段，90 年代初為第三階段開始。第二階段是發(fā)展階段，以現(xiàn)代控制理論為主要基礎(chǔ)，以微型計算機(jī)和高檔儀表為工具，對較復(fù)雜的工業(yè)過程進(jìn)行控制。分散控制系統(tǒng)也叫集散控制系統(tǒng)，它綜合了計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和顯示技術(shù)，采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式,按總體分散、管理集中的原則，完成對工業(yè)過程的操作、監(jiān)視、控制。 對起重機(jī)控制電路進(jìn)行PLC改造的意義目前，在企業(yè)中運(yùn)行著的許多生產(chǎn)設(shè)備在控制技術(shù)方面都趨于落后和老化，但并未完成設(shè)備的設(shè)計壽命。在原傳動控制中，采用轉(zhuǎn)子串接電阻的調(diào)速方式，其設(shè)備存在缺點(diǎn)如下：1） 起重機(jī)每天需進(jìn)行大量的裝卸操作，由于繞線式電機(jī)調(diào)速是通過電氣驅(qū)動系統(tǒng)中的主要控制元件——交直流接觸器和斷開電動機(jī)上的串接電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。3） 起重機(jī)工作的協(xié)調(diào)性主要靠操作人員的熟練程度。采用PLC（可編程控制器）來控制橋式起重機(jī)的運(yùn)行，可以充分體現(xiàn)出PLC所具有的功能強(qiáng)，可靠性高、編程簡單、使用方便、體積小巧等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計的主要內(nèi)容1)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法2)繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計的一般要求3)橋式起重機(jī)電路的設(shè)計4)橋式起重機(jī)控制電路的工作原理5)橋式起重機(jī)電路控制器件的選擇6)橋式起重機(jī)電路的檢修第2章 橋式起重機(jī)電氣控制 橋式起重機(jī)簡介 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類起重機(jī)是一種用于起吊和放下重物并使重物在短距離內(nèi)水平移動的起重設(shè)備。此外還有防爆、絕緣、雙小車、掛梁等橋式起重機(jī) 。 橋式起重機(jī)示意圖1駕駛室 2輔助滑線架 3交流磁力控制屏 4電阻箱 5起重小車 6大車拖動電動機(jī) 7端粱 8主滑線 9主粱，起重機(jī)可以在大車能夠行走的整個車間范圍內(nèi)進(jìn)行起重運(yùn)輸。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有分別驅(qū)動和集中驅(qū)動兩種，目前我國生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大都采用分別驅(qū)動方式。一般采用軟電纜供電。滑觸線通常采用角鋼、圓鋼或工字鋼等鋼性導(dǎo)體制成。最大起重量是指在正常工作條件下允許吊起的最大額定起重量。工作速度 橋式起重機(jī)的工作速度包括起升速度及大、小車運(yùn)行速度。大車運(yùn)行速度一般為80～120m/min。 橋式起重機(jī)對電力拖動和電氣控制的要求橋式起重機(jī)工作環(huán)境惡劣，粉塵大，溫度高，空氣潮濕，其工作性質(zhì)為重復(fù)短時工作制。 起重用電動機(jī)的特點(diǎn)1)電動機(jī)按斷續(xù)周期工作制設(shè)計制造，其代號為S3。3)電動機(jī)轉(zhuǎn)子制成細(xì)長形，轉(zhuǎn)動慣量小，減小了起、制動時的能量損耗。3) 適當(dāng)?shù)牡退賲^(qū)，提升重物開始或下降重物到預(yù)定位置附近，都需要低速。但預(yù)備級的起動轉(zhuǎn)矩不能大，一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)對電力拖動自動控制的要求比較簡單，只要有一定的調(diào)速范圍，分幾檔進(jìn)行控制即可。 提升重物時的正向電動工作狀態(tài)提升物品時，電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL由重力轉(zhuǎn)矩TW及提升機(jī)構(gòu)摩擦阻轉(zhuǎn)矩Tf兩部分組成，當(dāng)電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL時，重