【正文】 導(dǎo)師的一言一行都深刻的熏陶著我影響著我鼓勵(lì)著我，促使我順利的完成了論文設(shè)計(jì)。即使電路簡(jiǎn)化又節(jié)省了成本，而且使用變頻器使主電路的安全性、穩(wěn)定性、可靠性增加。結(jié)束語本設(shè)計(jì)首先闡述了起重機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展。盡量不要將PLC安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動(dòng)、熱源或潮濕的地方。 (3)多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一則擴(kuò)大屏蔽作用，二則抑制芯線間的信號(hào)串?dāng)_及外部干擾。) 并聯(lián)布線的要求(2)避免變頻器的動(dòng)力線(輸出輸入線)與信號(hào)線平行布線和集束布線,應(yīng)分散布線。輸出量有正轉(zhuǎn)信號(hào)、反轉(zhuǎn)信號(hào)、變頻器停止輸出信號(hào)、低速信號(hào)、中速信號(hào)、高速信號(hào)、電磁制動(dòng)信號(hào)，共7個(gè)輸出量。該圖的上部分是電氣控制系統(tǒng)的主電路連接圖，下部分是PLC外部電路連接圖。由于是直流輸入模塊，所以采用直流電源作為個(gè)輸入檢測(cè)點(diǎn)的電源。其內(nèi)部集成了D/A轉(zhuǎn)換器、放大器等多種功能的電路，可用于復(fù)雜的控制場(chǎng)合。CPU222它有8輸入/6輸出，I/0共計(jì)14點(diǎn)。CPU存儲(chǔ)器通信模塊編程器或編程軟件 可編程控制器基本結(jié)構(gòu)示意圖 西門子S7200結(jié)構(gòu)及工作原理1. S7200系列PLC介紹 S7200系列PLC功能強(qiáng)、速度快、具有模塊化、具有極高的可靠性、極豐富的指令集、實(shí)時(shí)特性、良好的通信能力等。常閉觸點(diǎn)A3是變頻器故障輸出端控制的控制的觸點(diǎn)，當(dāng)變頻器運(yùn)行發(fā)生異常時(shí)，該觸點(diǎn)斷開。繼電器KA3為零位保護(hù)繼電器，即防止電源斷電后再得電，使電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)。繼電器KM20是控制電磁制動(dòng)器是否制動(dòng)的信號(hào)，當(dāng)其得電時(shí)，電磁制動(dòng)器松開，當(dāng)其失電時(shí)，電磁制動(dòng)器制動(dòng)。凸輪控制器QM2向右旋轉(zhuǎn)式正轉(zhuǎn)，小車向前運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到第1檔為低速，第2檔為中速，第3檔高速。繼電器KM15是控制變頻器高速的信號(hào)，當(dāng)其得電時(shí)，給變頻器輸入高速檔頻率的電壓控制信號(hào)。電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)高速中速低速都由凸輪控制器QM1來控制的。大車變頻器連接有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，小車和起升機(jī)構(gòu)各連接一臺(tái)變頻器。 　　(2) 過載保護(hù)，逆變器輸出電流超過額定值，且持續(xù)流通超過規(guī)定時(shí)間，為防止逆變器器件、電線等損壞，要停止運(yùn)轉(zhuǎn)，恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時(shí)限特性，采用熱繼電器或電子熱保護(hù)，過載是由于負(fù)載的GD2（慣性）過大或因負(fù)載過大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。大車的安全措施主要有左右兩個(gè)限位的行程開關(guān)以及操作室門欄保護(hù)，當(dāng)行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電磁制動(dòng)器動(dòng)作，防止大車在軌道端點(diǎn)碰撞。上下移動(dòng)的速度也可以劃分成三個(gè)檔，即高速、中速、低速。對(duì)于小車，必須可以前后移動(dòng)。左右移動(dòng)的速度可以劃分成三個(gè)檔，即高速、中速、低速。 適配 功率 (KW) 額定 電流 (A) 絕緣等級(jí) I為額定電流，單位A。 變頻器的配置和制動(dòng)電阻 變頻器基本配置的選擇變頻器的基本配置有隔離開關(guān)、交流接觸器、交流電抗器、直流電抗器。（11）逆轉(zhuǎn)防止選擇 () “逆轉(zhuǎn)防止選擇”設(shè)置為0，即正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)均可。（4） “加/減速曲線”選擇 () 設(shè)置為2，即“S形加/減速B”。因此可以根據(jù)各電動(dòng)機(jī)的電流總值來選擇變頻器，而不是根據(jù)功率總值來選擇變頻器。以上三個(gè)等式是統(tǒng)一的想，選擇變頻器時(shí)應(yīng)同時(shí)滿足三個(gè)等式的關(guān)系，尤其是“變頻器電流”這么一個(gè)較關(guān)鍵的量。橋式起重機(jī)的負(fù)載類型屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類型，有兩種變頻器類型可以選擇：一是采用普通功能型變頻器。RUN變頻器正在運(yùn)行變頻器輸出頻率為啟動(dòng)頻率以上時(shí)為低電平，正在停止或正在制動(dòng)為時(shí)為高電平1。也可用于直流電源輸出。RT第2加減速時(shí)間選擇RT信號(hào)處于ON時(shí)選擇第2加/減時(shí)間。 變頻器主電路接線端子說明端子號(hào)端子名稱 說 明R, S, T交流電源輸入連接工頻電源U, V, W變頻器輸出接三相異步電動(dòng)機(jī)R1, S1控制回路電源與交流電源端子R，S連接。SPWM型脈寬調(diào)制是這樣實(shí)現(xiàn)的，在開關(guān)元件的控制端加上兩種信號(hào)：三角載波和正弦調(diào)制波。此方法適用于大容量系統(tǒng)。為此，在RL旁并了一個(gè)短路開關(guān)，當(dāng)電容器組CF1和CF2充電到一定程度時(shí)，讓其接通，將RL短路。當(dāng)三相交流電線電壓U為380V時(shí)，=537V,平均電壓513V. (2)濾波電路整流電路輸出的整流電壓時(shí)脈動(dòng)的直流電壓，必須經(jīng)過濾波，電容器濾波的基本原理是利用電容器的充放電功能，讓它在電壓高的時(shí)候充電，在電壓低的時(shí)候放電，從而得到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的直流電壓。 在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，一個(gè)重要的因素是希望保持每極磁通Φ為額定值，因?yàn)樵谑? ()中，和N1是不變的，而E和是可變的。交—直—交變頻器是先把交流電變換成直流電，然后再把直流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電。當(dāng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)到期限位置或主電路發(fā)生短路、過流、斷相、過載、突然停電等時(shí)，會(huì)使行程開關(guān)動(dòng)作或變頻器發(fā)出短路、過流等信號(hào)輸入到PLC輸入端，使PLC發(fā)出變頻器停止、電磁制動(dòng)器制動(dòng)等信號(hào)。 （4）零部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。加固集電器中的彈簧座，保證電刷的恢復(fù)彈簧在工作中不易串位； 　　④ 兩段安全滑觸線連接處連接塊要有倒角，保證集電器平滑過渡。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。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。主小車吊運(yùn)盛桶，副小車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助工作,為了擴(kuò)大副鉤的使用范圍和更好地為煉鋼工藝服務(wù)，主、副鉤分別布置在各自有獨(dú)立小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主、副小車上，并分別沿各自的軌道運(yùn)行。普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離橋式起重機(jī)控制的。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。 (2)繼電一接觸器控制系統(tǒng)可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高。同時(shí)又要考慮該設(shè)計(jì)在現(xiàn)有條件下的可實(shí)現(xiàn)性和必要性。低壓是現(xiàn)代工業(yè)過程自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)件，是組成電氣成套設(shè)備的基礎(chǔ)配套元件，包括控制電器和配電器。電氣控制系統(tǒng)主要包括普通電氣傳動(dòng)控制（速度、位置、壓力、張力、流量等）系統(tǒng)。矢量變換控制是20世紀(jì)70年代原西德Blascehke等人首先提出來的。起重機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)相應(yīng)地發(fā)展成直流拖動(dòng)系統(tǒng)。起重機(jī)的拖動(dòng)技術(shù)包括直流控制和交流控制兩種方式，直流有勵(lì)磁調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速。小功率可控硅技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外設(shè)計(jì)出了里奧納度系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)稱作電動(dòng)發(fā)電電動(dòng)系統(tǒng)：即由一臺(tái)大功率交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)幾臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)的輸出作為直流電動(dòng)機(jī)的電源，再由直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起重機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)使其起重運(yùn)行。隨著交流電機(jī)變頻器的應(yīng)用和普及，人們已經(jīng)逐漸淘汰繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速這一落后調(diào)速方式，采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)取而代之，實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)構(gòu)的平滑調(diào)速和節(jié)能運(yùn)行，同時(shí)省去了調(diào)速接觸器、正反轉(zhuǎn)接觸器等元件，完全解決了傳統(tǒng)提升機(jī)構(gòu)存在的固有缺點(diǎn)，使設(shè)備性能得到了極大提高。當(dāng)上述故障出現(xiàn)時(shí)，變頻器將停止工作，并以代碼形式在LCD屏幕。電氣控制電路的實(shí)現(xiàn)，可以使繼電器接觸器邏輯控制方法、可編程邏輯控制方法及計(jì)算機(jī)（單片機(jī)等）控制方法等。電器元件本身也朝著新領(lǐng)域發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新產(chǎn)品一些電器元件被電子化、集成化；一些電器元件采用了新技術(shù)成為智能化、可通訊電器；有些完全改變了傳統(tǒng)電器的觀念，從傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)量、模擬量信號(hào)控制方式，轉(zhuǎn)為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)方式。(6)繪制安裝接線圖。變頻調(diào)速以其可靠性好，高品質(zhì)的調(diào)速性能、節(jié)能效益顯著的特性在起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。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)組橋式起重機(jī)。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。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。冶金專用橋式起重機(jī)在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參與特定的工藝操作，其基本結(jié)構(gòu)與普通橋式起重機(jī)相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機(jī)構(gòu)或裝置。加料起重機(jī)用以將爐料加到平爐中。吊鉤掛架及滑輪無明顯缺陷。安全滑觸線由填嵌在工程塑料型管或槽板中的光滑平整的T2銅排或嵌有耐磨導(dǎo)體的鋁型材作為載流體，組合成輸電導(dǎo)管，導(dǎo)管下有開口槽以利集電器運(yùn)行，并由集電器的高耐磨銅基石墨電刷將電力導(dǎo)向工作電器。 （2）小車導(dǎo)電采用工字鋼軌道電纜導(dǎo)電新裝置，安全可靠。還可根據(jù)用戶要求的跨度設(shè)計(jì)制造。交—交變頻器是把固定頻率的交流電直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電。 變頻器的構(gòu)成簡(jiǎn)圖V/F通用變頻器的控制方式及其原理在異步電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)給定子繞組通上三相交流電定子三相繞組就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其磁感線通過定子和轉(zhuǎn)子的鐵心而閉合，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不僅在轉(zhuǎn)子的每項(xiàng)繞組中會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E2，而且在定子的每項(xiàng)繞組中也感應(yīng)出了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1。因此要實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，應(yīng)保持氣隙磁通Φm不變，即E1/=常數(shù)，這就就是V/F控制。（3）限流電路變頻器接通電路的瞬間，濾波電容的充電電流很大，此充電電流可能損壞整流橋。當(dāng)再生電能經(jīng)過逆變器的續(xù)流二極管反饋到直流電路時(shí)，將電容器的電壓升高，觸發(fā)導(dǎo)通與制動(dòng)電阻RB相串聯(lián)的功率開關(guān)管VB, 讓電容放電電流流過制動(dòng)電阻RB，再生電能就會(huì)消耗在電阻上，放電電流的大小由功率開關(guān)管VB控制。其主要功能是：一是為電動(dòng)機(jī)的感性無功電流返回直流電源提供通道；二是，當(dāng)頻率下降時(shí)，隨之同步轉(zhuǎn)速也下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)，再生電流將通過續(xù)流二極管D7~D12返回直流電源；三是，在逆變過程中，同一橋臂的兩個(gè)逆變管以很高的頻率交替導(dǎo)通和截止，在交替導(dǎo)通和截止的換相的過程中也需要續(xù)流二極管D7~D12提供通道。變頻器的接線端口分為上下兩部分，上部分為控制接線端，下部分為主電路接線端。當(dāng)STF和STR同時(shí)為ON時(shí)，為停止指令STR反轉(zhuǎn)啟動(dòng)STR信號(hào)ON為逆轉(zhuǎn)，OFF為停止STOP啟動(dòng)自保持選擇使STOP信號(hào)處于ON，可以選擇啟動(dòng)信號(hào)自保持。CS瞬時(shí)停電再啟動(dòng)CS信號(hào)預(yù)先處于ON時(shí)，瞬間停電再恢復(fù)時(shí)變頻器便可自行啟動(dòng)。不要接大地。四臺(tái)電機(jī)選用三臺(tái)變頻器來控制， 橋式起重機(jī)的電機(jī)的型號(hào)及功率起升機(jī)構(gòu)電機(jī)型號(hào)/KWYZR200L6Z/22小車電機(jī)YZR132M6Z/大車電機(jī)YZR160M26/2起升機(jī)構(gòu)電機(jī)為YZR200L6Z/22型號(hào)，該電機(jī)是6個(gè)磁極，額定轉(zhuǎn)速964r/min, 額定電壓為380V。A）需要同時(shí)滿足下列的三個(gè)計(jì)算式 () () ()式中：為負(fù)載所要求的電動(dòng)機(jī)的軸輸出功率；為電動(dòng)機(jī)的效率（）；為電動(dòng)機(jī)的功率的因數(shù)（）；為電動(dòng)機(jī)的電壓(V)為電動(dòng)機(jī)工頻電源時(shí)的電流（A）為電流波形的修正系數(shù)（~）為變頻器的額定容量（kV5%冷卻方式自冷強(qiáng)制風(fēng)冷② 一臺(tái)變頻器并聯(lián)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行一臺(tái)變頻器并聯(lián)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，上述關(guān)于變頻器容量的選擇原理仍適用。（2） 輸出頻率范圍 (，) “上限頻率”設(shè)置為60Hz。頻率搜索開始檢測(cè)瞬時(shí)掉電后開始頻率搜索。 “頻率設(shè)定電壓增益” 設(shè)置為5V對(duì)應(yīng)50Hz。在本設(shè)計(jì)中交流接觸器選擇為GTM1L225系列的額定電流為125A。 適配功率 (KW) 額定電流 (A) 絕緣等級(jí) 變頻器FRF54030KCH的額定電流為57A，～。為了大車定位準(zhǔn)確，需要增加點(diǎn)動(dòng)控制功能，點(diǎn)動(dòng)控制的為三檔速度中的低速檔。由于該三檔速度所使用的傳動(dòng)機(jī)械是不變的傳動(dòng)系數(shù)也不變，于是可得： ，=,= ，式中為中速檔變頻器的工作頻率，為變頻器低速檔工作的頻率。為了小車定位準(zhǔn)確，需要增加點(diǎn)動(dòng)控制功能，點(diǎn)動(dòng)控制的為三檔速度中的低速檔。當(dāng)防止撞頂行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電磁制動(dòng)器動(dòng)作，這時(shí)起升機(jī)構(gòu)只能向下運(yùn)動(dòng)，防止起升機(jī)構(gòu)碰撞橋架。 　　(6) 超速保護(hù)，逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。圖中的LLL3分別是三臺(tái)變頻器的交流電抗器，它的主要作用是限制沖擊電流，改善功率因數(shù)，濾除高次諧波從而減少不良影響。 繼電器KM12是控制變頻器反轉(zhuǎn)的信號(hào)，當(dāng)其得電時(shí)，給變頻器輸入反轉(zhuǎn)信號(hào) 。SB3是大車滑行控制按鈕。繼電器KM23是控制變頻器低速的信號(hào)，當(dāng)其得電時(shí)，給變頻器輸入低速檔頻率的電壓控制信號(hào) 。電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)高速中速低速都由凸輪控制器QM3來控制的。繼電器KM35是控制變頻器高速的信號(hào)，當(dāng)其得電時(shí)，給變頻器輸入高速檔頻率的電壓控制信號(hào)。外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入變量，他們經(jīng)PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算處理后送到輸出端子，作為PLC的輸出變量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行各種控制。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則輸出控