【正文】 由兩根主梁和端梁組成。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的 “ 三合一 ” 驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 起升機構包括 電動機 、制動器、減速器、卷筒和 滑輪組 。制動器無裂紋，無松動，無嚴重磨損，制動間隙兩側(cè)相等尺寸 合適，有足夠的制動力，制動帶磨損小于原厚度的 50%。鋼絲繩表面鋼絲磨損、腐蝕量小于鋼絲直徑的 40%，斷絲在一個捻距內(nèi)小于總絲數(shù)的 10%，無斷頭，無明顯變細，無芯部脫出、死角扭擰、擠壓變形、退火、燒損現(xiàn)象。在電氣控制系統(tǒng)中，其供電一般是通過電纜卷筒將電源輸送到中心電器上，起重機機為低壓供電系統(tǒng)，電氣控制部分集中在操作室和電氣房內(nèi)，安全保護裝置裝在在適當?shù)奈恢蒙?。功率因?shù)低，在空載或輕載時低于 ，即使?jié)M載也低于 ，線路損耗大。(6)直流調(diào)速。(2)改變電動機極對數(shù)調(diào)速 。但在實際使用中，結構開裂仍時有發(fā)生。 bridge crane。s products ( ), which greatly improved the precision and stability operations。變頻器采用三菱公司 FRA540 系列產(chǎn)品，變頻器內(nèi)部控制的核心是 CPU 單元，具有較強的運算和控制能力 , 能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化調(diào)速控制，設置合理的電機運行參數(shù)，保證起重機各機構有較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度，并且可以有 7種不同的速度，比傳統(tǒng)的起重機多幾種速度。 摘要 隨著現(xiàn)代控制理論的應用，微處理器和微電子技術的發(fā)展，使變頻調(diào)速控制系統(tǒng)日趨成熟。因此根據(jù)橋式起重機的運行特點，將可編程序控制器與變頻器結合應用于橋式起重機控制系統(tǒng)， PLC 系統(tǒng)采用日本三菱公司產(chǎn)品（ ），大大提高 了操作精度和穩(wěn)定度；綜合保護功能完善，便于及時發(fā)現(xiàn)、查找、處理故障；并且節(jié)約了能源。s operational characteristics, the bination of PLC and frequency converter used in bridge crane control system, PLC system uses the Japanese Mitsubishi pany39。 frequency conversion。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國橋式起重機制造廠和使用部門在設計、制造工藝、設備使用維修、管理方面，不斷積累經(jīng)驗，不斷改造，推動了橋式起重機的技術進步。 圖 111 橋式起重機主體結構圖 傳統(tǒng)的起重機驅(qū)動方案一般采用 :(1)直接起動電動機 。(5)可控硅串級調(diào)速 。常在額定速度下進行機械制動，對起重機的機構沖擊大，制動閘瓦磨損嚴重 。機構主要指主起升機構、副起升機構、小車運行機構、大車運行機構。吊鉤掛架及 滑輪 無明顯缺陷。平衡輪固定完好，鋼絲繩應符合的要求。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。 起重機運行機構的 驅(qū)動方式 可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。 橋架的金屬結構由主 梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。 四桁架式結構由四片 平面桁架 組合成封閉型空間結構，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其他結構相比，外形尺寸大，制造較復雜，疲勞強度較低，已較少生產(chǎn)。 ，機械特性軟，負載變化時轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想。 本論文研究了變頻調(diào)速技術為 5t 橋式起重機中的應用，并且根據(jù)原有的控制結構，結合組態(tài)軟件和 PLC 技術，提出了一個改進的系統(tǒng)控制結構，并且采用此體系結構實現(xiàn)了橋式起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)。 （ 4） 合理正確的選擇電路的元器件。如圖 所示， PLC 內(nèi)部采用總線結構，進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。 為了進一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC還采用雙 CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 d、輸入輸出接口電路 現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。在整個運行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。因此，如果輸入是 脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點。這時，才是 PLC 的真正輸出。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從笨重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計算機為中心的網(wǎng)絡化自動控制系統(tǒng)。 電器控制電路是指將各種有觸點的按鈕、繼電器、接觸器等低壓電器 ，用導線按一定的要求和方法連接起來，并能實現(xiàn)某種功能的電路。盡管如此電氣控制仍然是各類機械設備最基本的控制形式之一。這種拖動方式電氣控制線路簡單，但機構復雜，能量損耗大，生產(chǎn)靈活性也差，不適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。 繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)至今仍是許多生產(chǎn)機械設備廣泛采用的基本電氣控制形式，也是學習更先進電氣控制系統(tǒng)的基礎。 以軟件手段實現(xiàn)各種控制功能、以微處理器為核心的可編程控制器，是 20世紀 60 年代誕生并開始發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。它可通過數(shù)字量或者模擬量的輸入、輸出滿足各種類型機械控制的需要。根據(jù)性價比的選擇，根據(jù)被控對象的 I/0 點數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，我們采用 SIEMENS 公司的 S7200 系列 PLC。在 plc實際應用中，是以其為控制核心組成電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)、工業(yè)過程的控制。 (4) 儲存時間、維持時間：一般儲存期保持 1～ 3 年 (與使用次數(shù)有關 )。擴展部分超出主單元驅(qū)動能力時應選用帶電源的擴展模塊或另外加電源模塊給予支持。 (7) 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞 plc。 (11) 盡量利用 plc 內(nèi)部功能軟件，充分調(diào)用 中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)。 (14) plc 緊急停止應使用外部開關切斷，以確保安全。 力拖動方案及電機的選擇 橋式起重機由交流電網(wǎng)供電。 起重機的工作條件十分惡劣，常工作于有粉塵、高溫、高濕度的環(huán)境下，負載型屬于重復短時工作制，經(jīng)常處于頻繁帶載啟動、制動、翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，要承受較大的過載和機械沖擊。 （ 5）應具有必要的零位、短路、過載和終端保護。一般情況下 ,電機容量 Pja PP?為 (21) 式中 ms? 一電機平均起動起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 起重機起升機構的負荷特點是起動時間短 (13s)，只占等速運動時間的較少比例 。 接觸器 接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時起斷開主回路的作用，一般不作回路開斷器件用，故可按電機額定電流選用接觸器容量，無須按開斷次數(shù)考核其壽命。常在其直流電路中 加接一檢測直流電壓的晶體管。 電阻值的計算 (23) 式中 一直流回路電壓， V 一制動轉(zhuǎn)矩， 一電機額定轉(zhuǎn)矩 (在附加電阻制動的情況下，電機自損耗約為電機額定功率的20%左右 )， 一電機額定轉(zhuǎn)矩 (在附加電阻制動的情況下，電機額定轉(zhuǎn)速 ),r/min 在制動晶體管和制動電阻構成的能耗回路中最大電流受晶體管許用電流 Ic 的限制，因此在選擇制動電阻值時不可小于其最小制動電阻值 Rmin，即 (Ω ) (24) 式中 一直流回路電壓， V 一制動晶體管允許的最大電流， A 因此，制動電阻應 按 的關系選用。 (3) 適當?shù)牡退賲^(qū)，提升重物開始或下降重物到預定位置附近，都需要低速。但預備級的起動轉(zhuǎn)矩不能大，一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下。 車運行機構與小車運行機構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，分幾檔進行控制即可。 5t橋式起重機的電器原理圖如圖 11111111111111 所示。 電動機啟動前，主令控制器 SA1 和凸輪控制器 SA SA SA4 都在零位時，才允許 接通交流電源。緊急開關 SA 用來在緊急情況下切斷電源。橋架的限位開關 SQ SQ2 分別串聯(lián)在橋架拖動電動機正反接觸器KM KM11 電路中，在左行極限位置壓動位置開關 SQ1，切斷左行接觸器 KM10，左行停止，但允許右行接觸器 KM11 通電，控制大車向右退回，同樣在極限位置SQ2 動作，限制右行，可以左行退回 。 ③為避免主鉤提升的強力沖擊，三個檔位按一定順序短接轉(zhuǎn)子電阻，在每個接觸器線圈電路中都串有一個接觸器的動合觸點，以保證轉(zhuǎn)子電阻逐段切除。 ⑥ KM4 動合觸點與 KM KM3 動合觸點關聯(lián)，以保證下降檔位互 換時， KM4因自鎖而繼續(xù)通電，電磁抱閘仍然松開，防止產(chǎn)生強烈的機械共振。如在方軸上疊裝若干不同形狀的凸輪片，就可以使一系列的觸點按預先編好的順序接通和分斷電路。圖中所示特性曲線 1,2,3,4 分別對應串接電阻為 R1， R2， R3， R4且滿足 R1＞ R2＞ R3＞ R4對應的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為 n1,n2,n3,n4,所串電阻越大，對應的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越低。如下圖所示。 圖 317 回饋制動狀態(tài)下放重物過程機械特性 （ R＜ R＜ R＜ R） 橋式起重機的安全使用注意事項 （ 1）每臺起重機必須在明顯的地方掛上額定起重量的標牌。 （ 5）車上要清潔干凈；不許亂放設備、工具、易燃品、易爆品和危險品。如果越過障礙物時，須超過障礙物 高。 （ 12）必須在停電后，并在電門上掛有停電作業(yè)的標志時，方可做檢查或進行維修工作。 （ 15）不允許用碰限位開關作為停車的辦法。 （ 19）吊鉤處于下極限位置時，卷筒上必須保留有兩圈以上的安全繩圈。 （ 23）橋式起重機所有的電氣設備外殼均應接地。起重機上任何一點到電源中性點間的接地電阻，均應小于 4Ω 。 ③起重機左右運動控制 起重機左右運轉(zhuǎn)由拖動電機帶動整個車體在軌道上左右運動，其運動范圍應該控制在軌道離兩個盡頭一定距離處，以確保設備不會脫離軌道。 控制需求分析與硬件設計 可編程控制器 用于橋式起重機控制，只需要使用最簡單的設備就可以實現(xiàn)控制要求。程序梯形圖如下： 圖 412 橋式起重機控制的梯形圖 （ 1） 圖 413 橋式起重機控制的梯形圖 （ 2） 圖 414 橋式起重機控制的梯形圖 （ 3） 第五章 結束語 本論文主要為橋式起重機設計一套由可編程控制器控制的橋式起重機控制系統(tǒng)，同時實現(xiàn)起重機電機調(diào)速的可調(diào)節(jié)，以節(jié)約能源和適應生產(chǎn)的需要。 橋式起重機廣泛應用于工業(yè)生活中，作為主要的運載設備使用小型可編程控制器對其進行控制，可以使 系統(tǒng)的整體運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和可靠性得到更好的保障。導師以其嚴謹、求實的治學態(tài)度，高度的責任心和敬業(yè)精神，給予我極大的幫助與鼓勵；導師踏實認真、開拓創(chuàng)新的治學作風將使我終生受益；導師給我提供了良好的學習環(huán)境、以及社會實踐