【正文】 物將被提升；當二者相等時，重物以恒定速度提升。電動機工作在反轉電動狀態(tài)。當電磁轉矩=負載轉矩時，電動機以高于同步轉速的速度穩(wěn)定運行，所以也可稱為超同步制動。這時，電動機定子產(chǎn)生一個脈動磁場，將這個脈動磁場分解為兩個轉速相同、轉向相反的旋轉磁場。由曲線3可知，當n=0時，T=O，故此時電動機通電后不能起動旋轉，但若在外力作用下使電動機起動，可使電動機工作。但不適用于重載下放，因此時將發(fā)生高速下降的飛車事故。保護箱由刀開關、接觸器、過電流繼電器等組成，用于控制保護起重機，實現(xiàn)電動機過流保護，以及失壓、零位、限位等保護。圖中Q為三相刀開關，KM為線路接觸器，KOC0為總過電流繼電器，KOC1～KOC5為各機構電動機過電流繼電器，SASASASA4分別為小車、主鉤、大車、副鉤的零位保護觸點，SQ1SQ8分別為大車、小車和提升機構的限位開關，SQ11為緊急事故開關，SQSQ10為艙口門和橋架門安全開關，HL為電源信號燈，AL為電鈴，XS1～XS3為電源(36V、220V)插座，EL1～EL4為照明燈。4)起重機要求有較好的調(diào)速、點動等運行性能。當主令控制器手柄由：“0”扳到下降“1”檔時，電路不動作，只有當控制器手柄由下降“2”或下降“3”檔返回下降“1”檔時，電路才動作，以避免發(fā)生輕載在該檔發(fā)生不但不下降反而上升的現(xiàn)象；5)下降“2”檔為單相制動檔，實現(xiàn)輕載時的低速下降；輸入點數(shù)為56個，輸出點數(shù)為39個；6)下降“3”檔為再生制動檔，可獲得高于同步轉速的高速下降。在大型網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。使SF常開觸點閉合，然后扳動控制器手柄進行“0”下降“1”“0”的操作，即可實現(xiàn)點動控制。短接一段轉子電阻R1，“上1”特性曲線上。同時，觸點KM5（KT4線圈支路）斷開，使時間繼電器KT4斷電釋放，觸點KT4(SA10支路)，為進一步提高轉速做準備。但當由提升“1”位扳回“0”位時，電路保證KM8先斷電，經(jīng)KT2延時觸點斷開才使KM1斷電釋放，這就使制動器先進行制動，然后再切斷電動機提升相序電源，保證有效地制動。2)當控制器手柄由下降“1”位扳至下降“2”位時，將上升限位開關SQ1短接；時間繼電器KT1通電吸合，經(jīng)延時后使接觸器KM3通電吸合，相繼使接觸器、繼電器KMKT2通電吸合；接觸器KM4通電吸合，使電動機轉子電阻R1短接。并使KTKMKMKM8相繼通電吸合。一般來說，對于重型載荷的短距離下降，可選擇下降“1”檔，以倒拉反接制動下降為宜；對于輕型載荷的矩距離下降，可選擇下降“2”檔，以單相制動下降；對于輕型和中型載荷的長距離下降，可選擇下降“3”，以強力或再生制動下降；對于重型載荷的長距離下降，可選將控制器手柄扳至下降“3”檔作高速下降，當距離落放點較近時，再將手柄扳回下降“1”檔，以低速來完成余下行程的下放，這樣既安全、平穩(wěn)而又經(jīng)濟。此時，電動機工作在倒拉反接制動狀態(tài)，實現(xiàn)重型載荷的低速下降。8)點動操作控制 。電磁抱閘松開，轉子串入全部電阻，對重載進行倒拉反接制動下降。這時電動機運行在單相制動下降狀態(tài)。 凸輪控制器控制電路，共有9對常開觸點、3對常閉觸點，采用對稱接法。大車運行機構采用KT1425J/2型凸輪控制器，其控制箱有PQY系列主令控制器等。電動機功率為125kW及以上時為五級，第一、二級系手動切除，其余各級為自動切除，其延時整定值為3s、或2s、1s、 。這時，在轉子回路中串入全部電阻，電流不會超過容許值，當轉速快接近零時，迅速將手柄扳回“0”位圖中SQSQ4為正反向限位開關。(2)定時控制 為滿足生產(chǎn)工藝對定時控制的要求，一般PLC都為用戶提供足夠的定時器．如三菱FX2型PLC共有256個定時器。所有計數(shù)器的設定值可由用戶在編程時設定，且隨時可以修改。(6)通信和聯(lián)網(wǎng)由于PLC采用了通信技術，可進行遠程的I／O控制。操作人員通過監(jiān)控命令，可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可以改變設定值等，片便了程序的調(diào)試。PLC用軟件代替中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件，接線可以減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之一甚至百分之一，因為觸點不良造成的故障大為減少。設計梯形圖的時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少的多。 PLC控制系統(tǒng)的設計基本原則與主要內(nèi)容 設計的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和控制精度。2)保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。當然對于不同的用戶要求的側重點有所不同，設計的原則應有所區(qū)別，如果要求系統(tǒng)改善信息管理則應將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡設計加以強化；如果是對原有控制系統(tǒng)進行改造，還要注意操作人員對原有設備的操作習慣 設計的主要內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶的輸入、輸出設備連接而成的，用以完成預期的控制目的和相應的控制要求。PLC的選擇，應包括機型、容量、I/O模塊、電源模塊等的選擇。對較復雜的控制系統(tǒng)，可用狀態(tài)流程圖的形式全面地表達出來。因此，控制系統(tǒng)的設計必須經(jīng)過反復調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。在選擇PLC并用其控制一臺機器或一個過程時，不僅要考慮應用系統(tǒng)目前的需求，還應考慮到未來發(fā)展的需要。若未能合理估計現(xiàn)在和將來的目標，PLC控制系統(tǒng)將會很快變?yōu)椴缓线m或者過時。(1)I/O點數(shù)的估算 根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后調(diào)整和擴充，一般應加上10％～15％的備用量。用戶可根據(jù)控制系統(tǒng)的規(guī)模和應用的目的，存儲器的字數(shù)可按以下公式進行估算。(3)PLC儲存容量：系統(tǒng)有模擬量信號存在或進行大量數(shù)據(jù)處理時容量選擇大一些。擴展模塊有輸入單元、輸出單元，輸入/輸出一體單元。一臺計算機與多臺PLC聯(lián)網(wǎng)，可通過采用通訊處理器，網(wǎng)絡適配器等方式進行連接，連接介質(zhì)為雙絞線或光纜；PLC之間互聯(lián)時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任務時，可在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個輸入點。 (13)輸出若為正/反向控制的負載，不僅要從PLC內(nèi)部程序上聯(lián)鎖，并要在PLC外部采取措施，防止負載在兩方向動作。X0用來輸入自動，手動命令信號，供自動程序和手動程序切換之用。 輸入點合并使用 輸入觸點的合并 如果某些外部輸入信號總是以某種“與或非”組合的整體形式出現(xiàn)在梯形圖中，則可將它們對應的觸點在PLC外部串、并聯(lián)后作為一個整體輸入PLC，只占PLC的一個輸入點。 用單個按鈕實現(xiàn)起動、停止控制 一般情況起動、停止控制需要兩個按鈕，使用交替輸出指令（ALT指令），只用一個按鈕X0就可以控制Y0的接通和停止，以減少一個輸入點，如圖33所示。利用該指令，可用連續(xù)8點輸入與n點（n=2～8）輸出組成n行8列的輸入矩陣。 將信號設置在PLC之外 系統(tǒng)的某些輸入信號，如手動操作按鈕、需手動復位的熱繼電器KR的常閉觸點等提供的信號，可以設置在PLC外部的硬件電路中（如圖34）。(2)通過外部的或PLC控制的轉換開關的切換，一個輸出點可以控制兩個或多個不同時工作的負載。(6)用數(shù)字顯示器代替指示燈，如果工作狀態(tài)指示燈或程序步比較多，可用數(shù)字顯示代替指示燈。 PLC的選型設計 控制方案的選擇隨著科學技術的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進，特別是計算機技術的應用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術的面貌。方案二：綜合考慮整個系統(tǒng)，將控制和保護均由PLC控制實現(xiàn)采用此方案會使技術改造的工作量增大，程序也將變得比較復雜，但會使系統(tǒng)的接線明顯清晰簡單，雖然PLC的容量有所加大，但資金投入的增加不會太大，因為復雜的控制過程是由PLC的控制程序實現(xiàn)的，起重機的控制系統(tǒng)都是開關量控制，所以仍可考慮選擇一臺PLC的基本單元，I/O數(shù)量的增加可以由增加PLC的擴展模塊來解決，PLC的成本增加不多，當然，把凸輪控制器去掉以后，把凸輪控制器去掉以后還需要增加PLC控制所必須的接觸器和中間繼電器。對其工作限位（主鉤、副鉤、大車、小車）的行程開關做同樣處理，需要4個輸入點。進線接觸器需要1個輸出點，過流報警需要6個輸出點，工作限位報警需要4個輸出點，倉門、橋架門狀態(tài)指示需要2個輸出點。主鉤控制電路中有9個接觸器（KM1～KM9）和1個零壓繼電器（KHV1），零壓繼電器可以用PLC內(nèi)部的輔助繼電器代替，用于點動控制的接觸（KM9）也可以用PLC內(nèi)部的輔助繼電器代替，所以主鉤需要8個輸出點。因此，起升機構需要15個輸入點和15個輸出點。小車行走機構的控制電路與大車行走機構的控制電路類似，只是由一臺電動機拖動，切換轉子電阻的接觸器數(shù)量有所減少，若轉子回路的電阻仍按5段考慮，也需要4臺接觸器，加上電動機的正反轉控制共需要6臺接觸器，這樣，也需要7個輸入點和6個輸出點。 PLC的選型設計根據(jù)橋式起重機的控制原理分析，在起重機的一般工作過程中，對起重機的控制只需要開關量輸入和開關量輸出（本次設計沒有考慮提升重量限制及顯示部分），所需程序存儲量不大，因此可以只按輸入輸出點數(shù)來選擇PLC。原橋式起重機的器件明細如表32所示。表33 20/5t橋式起重機電動機參數(shù)表名 稱型 號功率（W）電流（A）轉速（r/min）重量（kg）定子轉子主鉤電動機YZR315M1075 kW1605791180副鉤電動機YZR200L815kw712129小車電動機YZR132MB6 kW908108大車電動機YZR160MB6 kW18940160表34 20/5t橋式起重機原接觸器及起升制動電磁鐵數(shù)據(jù)名 稱型 號數(shù)量額定電壓額定電流參照（A3）線圈容量（VA/W）型號電流起動吸持主鉤升降接觸器CJ22502380V250ACJ20250250A570/175152/65起升制動接觸器CJ275/21380V75ACJ20100100A570/17561/主鉤加速接觸器CJ275/34380V75ACJ20100100A570/17561/主接觸器CJ2300/31380V300ACJ20400400A3578/790250/118起升制動電磁鐵MZS145H1380V330002100/530從表34可知， A，而加速接觸器的額定電流只有75 A，所以明顯偏小，應進行重新選擇。表35 起升機構加速接觸器和行走機構接觸器數(shù)據(jù)名 稱數(shù)量型 號（A3）額定電壓額定電流線圈容量（VA/W）起動吸持大車進線接觸器2CJ2040380V40A175/19/大車加速接觸器8CJ2040380V40A175/19/小車進線接觸器2CJ2010380V10A65/小車加速接觸器4CJ2016380V16A65/起升加速接觸器4CJ20160380V160 A855/32由表34和表35可知，除小車接觸器可由PLC直接驅動外，其余所有接觸器線圈的起動容量都大于PLC的驅動容量（80VA），所以應考慮經(jīng)中間繼電器驅動接觸器線圈，但主接觸器線圈的起動容量為3578VA，即使控制電路采用380V，該線圈仍需要3578/380=。但它不適用于有化學活躍性，易燃氣體及充滿灰塵以及非常潮濕的場所。如表36所示 表36 接觸器線圈的驅動電流作 用數(shù)量型 號(含參照)線圈容量（VA/W）線圈電壓起動驅動電流起動吸持天車進線主接觸器線圈1CJ2300/33578/790250/118380V升降進線接觸器線圈3CJ20250570/175152/65380V升降制動接觸器線圈1CJ20100570/17561/380V A升降加速接觸器線圈4CJ20160855/32380V A大車進線接觸器線圈2CJ2040175/19/380V A大車加速接觸器線圈8CJ2040175/19/380V A由表36可知，起重機進線主接觸器線圈的驅動電流較大，在設計中選用了一臺小型接觸器來驅動主接觸器線圈，其余接觸器線圈用中間繼電器驅動用了一臺小型接觸器來驅動主接觸器線圈其余接觸器線圈用中間繼電器。PLC程序設計的主要步驟是：(1)對于較復雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動作的順序和條件。要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣控制系統(tǒng)設計的實踐經(jīng)驗。(5)對程序進行調(diào)試和修改，條件具備時模擬運行，直到程序滿足要求為止。 橋式起重機控制程序的設計 保護電路控制程序的設計，橋式起重機進線接觸器的起動條件之一是主令控制器的手柄必須放在“0”位，其次是倉門、橋架門必須關好，在任何電動機均不過流和沒有碰撞限位開關的條件下按下總起動按鈕SB1既可使進線接觸器線圈通電。 倉門、橋架門的狀態(tài)顯示程序控制系統(tǒng)中的故障顯示有兩個目的，一是顯示故障的類型，二是顯示故障的部位，一利于維修工作的進行，這些顯示可以通過信號燈的標牌來完成。