【正文】 系統(tǒng)采用三菱公司產(chǎn)品，能控制起重機(jī)大車、小車的運(yùn)行方向和速度及吊鉤的升、降方向及速度，同時(shí)能檢測(cè)各個(gè)電機(jī)故障現(xiàn)象，減小了傳統(tǒng)的繼電— 接觸式控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。盡量縮短模擬量 I/O 信號(hào)線的長(zhǎng)度，并采用雙芯屏蔽線作為信號(hào)線。 控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)及地址分配 1．大車、小車的輸入輸出分配 表 41 大車、小車輸入輸出分配 輸入 輸出 啟動(dòng)按鈕 X0 前進(jìn) Y1 高速按鈕 X3 后退 Y2 中速按鈕 X4 高速 Y3 低速按鈕 X5 中速 Y4 前進(jìn)按鈕 X6 低速 Y5 后退按鈕 X7 前進(jìn)到位 X11 后退到位 X12 急停開關(guān) X13 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 2．主鉤、副鉤的輸入輸出分配 表 4— 2 主鉤副鉤的輸入輸出分配 輸入 輸出 啟動(dòng)按鈕 X0 電磁閥松開 Y1 急停開關(guān) X1 上升 Y3 停止開關(guān) X2 下降 Y4 電流到位 X6 高速 Y5 上升按鈕 X10 中速 Y6 下降按鈕 X11 低速 Y7 上升到位 X12 報(bào)閘 Y10 下降到位 X13 電流檢測(cè) Y11 高速按鈕 X15 斷電停止 Y17 中速按鈕 X16 低速按鈕 X17 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 5 橋式起重機(jī)變頻控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的控制程序設(shè)計(jì) 主鉤和副鉤起升機(jī)構(gòu)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及梯形圖 1．狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 M8002X0T0X10X11X12X1T1T2X6T3T4X1 2ZRST S20 S30(Y1)(T0) K50X12X13X1 5 X1 6 X1 7X1 7X1 5X1 6X1 7 X1 5 X1 6M0X1 3(Y10)(T1) K50(Y11)(T2) K50(Y1)(T3) K50(Y17)(T4) K50RST Y 3RST Y 5RST Y 6RST Y 7S0S2 0S2 1S3 0S2 2S2 3S2 4S2 5S2 6X1X10X13X11X1X1X1 5X1 6SET Y 3SET Y 5SET Y 6X1 5 X1 6 X1 7X1 7X1 5X1 6X1 7 X1 5 X1 6RST Y 4RST Y 5RST Y 6RST Y 7RST Y 6RST Y 7SE T RST Y 5RST Y 7SET Y 7SE T RST Y 5RST Y 6X1 7X1 5X1 6SET Y 4SET Y 5SET Y 6RST Y 6RST Y 7SE T RST Y 5RST Y 7SET Y 7SE T RST Y 5RST Y 6X1 7X1RST Y 3RST Y 4RST Y 5RST Y 6RST Y 7M0T3M0(M 0 )X2M0X0SE T S2 5 SE T S2 5X1 2 X1 3RET END上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 2．梯形圖 SET S0ZRST S0 S30SET S20T0 X10 X11 X12X11 X10 X13X15X12X16STL S0M8002X17X1X15X13X16X17STL S20STL S21STL S30X0(Y1)SET S21SET S30SET Y3SET Y5RST Y6RST Y7SET Y6RST Y5RST Y7SET Y7RST Y5RST Y6SET S22SET Y4(T0 K50)SET Y5RST Y6RST Y7SET Y6RST Y5RST Y7SET Y7RST Y5RST Y6X12SET S25X1SET S22X13SET S25上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 T1T2 X6T3X12X15 X16 X17X16 X15 X17X16X15X17X13X15 X16 X17X17X16X15X15X16X17M0T4STL S22STL S23STL S24STL S25STL S26SET S23SET S24SET S25RST Y3RST Y5RST Y6RST Y7RST Y4RST Y5RST Y6RST Y7SET S26RETEND(Y10)(T1 K50)(Y11)(T2 K50)(Y1)(T3 K50)(Y17)(T4 K50)(S0)RST Y3RST Y4RST Y5RST Y6RST Y7T3 M0M0(OUT S20)X2 X0(M0)M0上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 大車和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及梯形圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 M8002X3 X4 X5X4 X3 X5X5 X3 X4X0X13T0X11X13X12X6X7X11X7X6X12(Y1) (Y2)(T0) K50S0 ZRST S20 S30S20S21S30SET Y3RST Y4RST Y5SET Y4RST Y3RST Y5SET Y5RST Y3RST Y4X4 X3 X5X5 X3 X4X3 X4 X5SET Y3RST Y4RST Y5SET Y4RST Y3RST Y5SET Y5RST Y3RST Y4RST Y3RST Y4RST Y5RE T EN D上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 形圖 SET S0ZRST S20 S30SET S20SET S30SET S21SET S21RET(Y1)(Y2)(T0 K50)M8002X0 X6 X7 X11X12X6X7X11X3 X4 X5X5X3X4X5 X3 X4X13X12X13T0STL S0STL S20STL S30STL S21RST Y4RST Y5SET Y3RST Y3RST Y5SET Y4RST Y3RST Y4SET Y5X3 X4 X5X5X3X4X5 X3 X4RST Y4RST Y5SET Y3RST Y3RST Y5SET Y4RST Y3RST Y4SET Y5RST Y3RST Y4RST Y5END上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 系統(tǒng)抗干擾措施 可編程控制器的主要應(yīng)用場(chǎng)合是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，工作環(huán)境中各種干擾對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行存在著嚴(yán)重的影響。 PLC 的通信接口一般為 RS23 RS422 及 RS485 等標(biāo)準(zhǔn)串行接口。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器 用來存放 PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM或 EPROM內(nèi)，用戶不能更改。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。 在制動(dòng)晶體管和制動(dòng)電阻構(gòu)成的能耗回路中最大電流受晶體管許用電流 CI上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 的限制，因此在選擇制動(dòng)電阻值時(shí)不可小于其最小制動(dòng)電阻值 minR ，即 minR = CU / CI （ ? ） 式中： CU —— 直流回路電壓（ v）； CI —— 制動(dòng)晶體管允許的最大電流（ A）。在變頻器與變壓器單臺(tái)獨(dú)配的系統(tǒng)中無須配置電抗器。根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過與同類變頻器的性能與價(jià)格及售后服務(wù)等方面的綜合考慮，變頻器選用三菱公司矢量控制變頻器。等額變頻器僅能提供小于 150%超載力矩值，為此可通過提高變頻器容量 (Yz 型電機(jī) )或同時(shí)提高變頻器和電機(jī)容量(Y 型電機(jī) )來獲得 200%力矩值。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)： （ 1） 運(yùn)行靜阻力，小車運(yùn)行部分總質(zhì)量： ? ? ? ? NNgGQG G 3 1 9 8 0 6 0 02 5 0 0 0 ???????? 因?yàn)槭覂?nèi)運(yùn)行，風(fēng)阻力 01??G ，坡度阻力 0??G ，運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)? = 則 NNGGG GZ 7 1 80 0 8 1 9 8 0 61 ????? ? ? (2)運(yùn)行靜功率： ?yv 45m/min=小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)總效率 ?? KWKWvGP yz ?? ??? ? (3)運(yùn)行加速功率 取 stsm s 5,/ 2 ??? KWKWgt vGPsyG 0 0 0 1 9 8 0 0 0 22 ??? ???? ?? （ 4）初選電動(dòng)機(jī) ? ? ? ? KWKWPPmP MN 11 1 ??????? ?? 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用兩臺(tái) YZR132M26電動(dòng)機(jī)，當(dāng) %25?JC ， ?NP 4KW (5)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn) 根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，該小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率 %25?JC ， CZ=300，穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) G=，所以， KWKWvGGP yz 00 002 ?? ???? ? 根據(jù)《橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，當(dāng) %25?JC ， CZ=300 時(shí)， ?NP ， 即 ,所以電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)通過。此外，起重機(jī)電機(jī)多用于大慣量短時(shí)工作制，通常不工作時(shí)間大于或略小于工作時(shí)間。同時(shí)由于變頻控制軟件的優(yōu)化使用，使電動(dòng)機(jī)可以避開共振點(diǎn)，解決了系統(tǒng)在大調(diào)速區(qū)間內(nèi)可能發(fā)生的共振問題。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起動(dòng)時(shí)間應(yīng)盡量符合實(shí)際需要，起動(dòng)迅速而平穩(wěn) 。而且對(duì)轉(zhuǎn)矩控制要求嚴(yán)格。圖 24 所示為 LK18 系列 主令控制器的 外形圖。 ? 切換電阻器的電阻值調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。凸輪控制器有電動(dòng)機(jī)工作電源供給部分、電阻器切換部分和安全保護(hù)部分。 圖 27 為 KT 型凸輪控制器原理圖 控制電路分析 由圖 27可知，凸輪控制器 SA在零位時(shí)有 9對(duì)常開觸點(diǎn)， 3對(duì)常閉觸點(diǎn)。 橋式起重機(jī)中應(yīng)用的變頻器的型號(hào)見 章節(jié)。 目前實(shí)用的交流調(diào)速系統(tǒng)的控制方法有以下幾種： （ 1）恒壓頻比控制（ V/F 控制） V/F 控制是交流電機(jī)最簡(jiǎn)單的一種控制方法，通過控制過程中始終保持 V/F為常數(shù)，保證轉(zhuǎn)子磁通的恒定。 現(xiàn)代通用變頻器都是數(shù)字式控制的，微處理器（ CPU）是控制電路的核心器件，它通過輸入接口和通信接口取得外部控制信號(hào)，通過檢測(cè)電路取得輸出電壓、上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 電流、溫度等運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)設(shè)置的運(yùn)行方式，進(jìn)行 U/f 控制或者矢量控制，將控制命令傳送給 SPWM（以逼近正弦波形為特征的交流脈寬調(diào)制也稱正弦脈寬調(diào)制）控制集成電路，去觸發(fā)逆變器。它的主要作用是對(duì)工頻的外部電源進(jìn)行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。如果電源含有諧波，將使機(jī)械特性受到扭曲變形，并增加電機(jī)只能中的損耗。 如圖 22 所示： 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 22 恒壓頻比控制特性 基頻以上調(diào)速 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率可以從 1Nf 往上增高，但電壓 1V 不能超過額定電壓N1V ，最多只能保持 1V = N1V 。 （ ） 這是恒頻率比的控制方式。 由上式（ ）可知，如果改變輸入電動(dòng)機(jī)的電源頻率 f，則可相應(yīng)改變電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。變頻技術(shù)的運(yùn)用使得起重機(jī)的整體特性得到較大提高，可以解決傳統(tǒng)橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)存在的爭(zhēng)奪問題，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機(jī)運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼，減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和美化外形。也可使單件小批量生產(chǎn)起重運(yùn)輸機(jī)械的方式改換成具有相當(dāng)批量和規(guī)模的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)。目前已經(jīng)出現(xiàn)了能自動(dòng)裝卸物料、有精確位置檢測(cè)和自動(dòng)化過程控制的橋式起重機(jī)。由于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的建立和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用，使起重機(jī)設(shè)計(jì)思維觀念和方法有了進(jìn)一步的更新。 通用橋式起重機(jī)是機(jī)械制造工業(yè)和冶金工業(yè)中最廣泛使用的起重機(jī)械，又稱“ 天車 ” 或 “ 行車 ” ，它是一種橫架在固定 的 跨間上空用來吊運(yùn)各種物件的設(shè)備。