【正文】 重機一般通稱行車或天車。由于起重機在工作時圖 橋式起重機示意圖 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 7端粱 8主滑線 9主粱 6 是經常移動的，同時，大車與小車之間、大車與廠房之間都存在相 對運動，因此，要采用可移動的電源設備供電。額定起重量是指起重機允許吊起的物品連同可分吊具重量的總和。小車運行速度一般為 30～ 50m／ min。為了更好地起重行業(yè)更新橋式起重機配套電機的需要，在 YZR系列基礎上運用計算機重新設計其電磁方案，研究出了 YZRZ 系列起重專用電機。 2) 具有一定的調速范圍，普通起重機調速范圍為 3:1，對要求較高的起重機，調速范圍可達 (5～ 10):1。不允許只有電氣制動而無機械制動，不然發(fā)生電源事故停電時，在無制動力矩作用下，重物將自由下落，造成設備或人身事故。為此，電動機必須向著重物下降方向產生電磁轉矩，并與重力轉矩一起共同克服摩擦阻轉矩，強使空鉤或輕載下放，這在起重機中常叫做強迫下降。 低速下放或中載時的單相制動狀態(tài) 單相制動狀態(tài)是將電動機定子三相繞組中的任意兩相并聯(lián)后與第三相繞組串聯(lián)接在電源線電壓上，使電動機構成單相接電狀態(tài)。與倒拉反接制動下放物件相比，不會出現輕載不但不下降反而上升之弊端。它用來保護 5 臺繞線轉子感應電動機，大車為 分別驅動。 控制電路特點 1)可逆不對稱電路； 2)主令控制器檔數為 303， 12 個回路； 3)電動機轉子串接電阻級數：當被控制電動機功率為 100kW 及其以下時為 4 級可短接電阻， 125kW 以上時為 5 級；其中第一、二級電阻系手動控制切除，其余由時間繼電器自動控制切除，其延時整定值為 、 、 ； 4)下降 “ 1”檔為倒拉反接制動檔，可實現重型負載的低速下降。為簡化操作在某些場合需經常使用點動操作，為此可對控制器，可在圖 中按加接 ab 與 cd 環(huán)節(jié)，此時可操作腳踏開關 SF，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，即可實現點動控制。 2)當控制器手柄由提升“ 1”位扳到提升“ 2”位時，接觸器 KM5 通電吸合，短接轉子電阻 R2，電動機運行在圖 的上 2 特性曲線上。 但此時時間繼電器 KT KT KT5 通電吸合，為斷電延時做準備。該檔可用于任何負載的強力下降或再生制動下降。同時，由于 KT1 的短暫延時，在主令控制器手柄快速由 “ 0”位扳到下降“ 3”位途徑下降“ 2”位時， KM3 不動作，不會進行單相制動。 接入點動控制環(huán)節(jié)，若要實現輕載下降重 物的點動控制，可操作主令控dcba0KM8KM4KT2KM1KMKM1KT1KM3KM2KT2SFKM下降 上升3213 2 1SASA11SA5SA418 制器手柄在“ 0”位 下降“ 2”位 “ 0”位間進行。緊急開關 SEM 作事故情況下的緊急停電保護；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關 SQ3，防止人人在橋架上開車以 確保人身安全；故情況下的緊急停電保護；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關 SQ3，防止人人在橋架上開車以確保人身安全；防止人人在橋架上開車以確保人身安全電磁抱閘 YB 實現電動機的機械制動。如要快速停車，可將手柄由正轉第一位推向反轉第一位。其中 6 個高速計數器， 121 個電池后備計數器。 22 (7)對控制系統(tǒng)的監(jiān)控 PLC 具有較強的監(jiān)控功能，它能記憶某些異常情況或在發(fā)生異常情況時自動終止運行。對復雜的控制系統(tǒng)，如果掌握了正確的設計方法。同時要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點數和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的改進。在深入了解和掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等各方面情況之后。因此，合理選擇 PLC，對提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術經擠指標起著重要的作用。 PLC 容量估算 PLC 容量包括兩個方面：一是 I/O 的點數，二是用戶存儲器的容量。 (2)PLC 輸入 /輸出點確定： I/O 點數選擇時要留出 10%～ 15%的余量。與計算機聯(lián)網可通過 RS232c 接口直接連接， RS422+rs232c。 (12) 條件允許的情況下最好獨立每一路輸出，便于控制和檢查 ，也保護其它輸出回路；當一個輸出點出現故障時只會導致相應輸出回路失控。各開關串聯(lián)了二極管后，切斷了寄生回路，避免了錯誤輸入信號的產生。 矩陣輸入指令 MTR（指令編號： FNC52）。如在需要用指示燈顯示 PLC 驅動的負載（如接觸器線圈）狀態(tài)時，可以將指示燈與負載并聯(lián)，并聯(lián)時其指示燈應與負載的額定電壓相同，但總電流不應超過 PLC 的允許值。 所有這些措施都可以節(jié)省 PLC 的輸出點數 。 由保護電路可知， 5 臺電動機中的任何一臺過流進線接觸器線圈都將斷電，使整個系統(tǒng)停止工作，從這一角度出發(fā)，將所有過流繼電器的觸點合并用一個輸入點就可以了，但這樣不能反映是哪一臺電動機發(fā)生了過流，為解決這一問題，可以在設計時使每一臺電動機的過流繼電器占用一個輸入點，在相應電動機發(fā)生過流時，使相應的電動機停止工作，同時發(fā)出燈 光報警信號，這樣過流繼電器需要 6 個輸入點。 起升機構 (主鉤和副鉤） 由圖 ，主鉤的主令控制器有上升、下降及零位 7 個擋位，由 11 組觸點控制起升電動機的運行，通過合理程序設計，只 需要 7 個輸入點，若考慮點動控制需要而設置的腳踏開關，還需要 1 個輸入點。 大車行走機構 的控制電路中有 10 個接觸器（ KM10～ KM19）和 1 個零壓繼電器 （ KHV2） ，零壓繼電器 仍可用 PLC 內部的輔助繼電器代替，用于正反轉的兩臺 個接觸器（ KM10 和 KM11） 需要 2 個 輸出點， 用于兩臺電動機轉子回路的 8 個 接觸器（ KM12～ KM19） 線圈是分成 4 組并聯(lián)使用的，它們需要 4 個 輸出點。 表 31 PLC 輸入、輸出地址分配表 序號 元件名稱 原系統(tǒng)中 的符號 輸入地址編號 序 號 元件名稱 原系統(tǒng)中 的符號 輸 出地 址編號 1 總起動按鈕 SB1 X00 1 進線主接觸器 KM Y00 2 急停、欠壓 SQ1KHV X01 3 倉門行程開關 SQ9 X02 2 倉門開關狀態(tài)指示 Y02 4 橋架門行程開關 SQ10 X03 3 橋架開關狀態(tài)指示 Y03 5 主鉤限位行程開關 SQ SQ2 X04 4 主鉤限位動作指示 Y04 6 大車限位行程開關 SQ SQ4 X05 5 大車限位動作指示 Y05 7 小車限位行程開關 SQ SQ6 X06 6 小車限位動作指示 Y06 8 副鉤限位行程開關 SQ SQ8 X07 7 副鉤限位動作指示 Y07 9 總過流繼電器 KOC0 X10 8 總過流動作指示 Y10 10 主鉤過流繼電器 KOC1 X11 8 主鉤過流動作指示 Y11 11 大車過流繼電器 1 KOC2 X12 9 大車過流動作指示 1 Y12 12 大車過流繼電器 2 KOC3 X13 10 大車過流動作指示 2 Y13 13 小車過流繼電器 KOC4 X14 11 小車過流動作指示 Y14 14 副鉤過流繼電器 KOC5 X15 12 副鉤過流 動作指示 Y15 15 指示信號復位按鈕 X16 16 主鉤主令控制器 SA1上 3 X20 13 起升正轉接觸器 KM1 Y20 17 SA1上 2 X21 14 起升反轉接觸器 KM2 Y21 18 SA1上 1 X22 15 起升單相制動接觸器 KM3 Y22 19 SA10 位 X23 16 起升第一加速接觸器 KM4 Y23 20 SA1下 1 X24 17 起升第二加速接觸器 KM5 Y24 21 SA1下 2 X25 18 起升第三加速接觸器 KM6 Y25 22 SA1下 3 X26 19 起升第四加速接觸器 KM7 Y26 23 主鉤點動腳踏開關 SF X27 20 起升電磁制動接觸器 KM8 Y27 24 大車主令控制器 SA2前 3 X30 21 大車正轉接觸器 KM10 Y30 25 SA2前 2 X31 21 大車反轉接觸器 KM11 Y31 25 SA2前 1 X32 23 大車第一加速接觸器 KM1 KM16 Y32 26 SA20 位 X33 24 大車第二加速接觸器 KM1 KM17 Y33 27 SA2后 1 X34 25 大車第三加速接觸器 KM1 KM18 Y34 28 SA2后 2 X35 26 大車第四加速接觸器 KM1 KM19 Y35 續(xù)表 31 序 元件名稱 原系統(tǒng)中 輸入地 序 元件名稱 原系統(tǒng)中 輸出地 33 號 的符號 址編號 號 的符號 址編號 29 SA2后 3 X36 30 副鉤主令控制器 SA3上 3 X40 34 副鉤正轉接觸器 KM20 Y40 31 SA3上 2 X41 35 副鉤反轉接觸器 KM21 Y41 32 SA3上 1 X42 36 副鉤單相制動 接觸器 KM22 Y42 33 S30 位 X43 37 副鉤第一加速接觸器 KM23 Y43 34 SA3下 1 X44 38 副鉤第二加速接觸器 KM24 Y44 35 SA3下 2 X45 39 副鉤第三加速接觸器 KM25 Y45 36 SA3下 3 X46 40 副鉤第四加速接觸器 KM26 Y46 37 小車主令控制器 SA4左 3 X50 27 小車正轉接觸器 KM30 Y50 38 SA4左 2 X51 28 小車反轉接觸器 KM31 Y51 40 SA4左 1 X52 29 小車第一加速接觸器 KM32 Y52 41 SA40 位 X53 30 小車第二加速接觸器 KM33 Y53 42 SA4右 1 X54 31 小車第三加速接觸器 KM34 Y54 43 S4右 2 X55 32 小車第四加速接觸器 KM35 Y55 44 SA4右 3 X56 33 器件選擇 從技術改造出發(fā)，首先要考慮最大限度地利用原有設備和器件，用最小的投入產生最大的經濟效益。從輸入輸出點數看，若按 10％～ 20％的裕量考慮，則其輸入輸出點數為： 44 (1+10％～ 20％ )=～ (點 ) 40 (1+10％～ 20％ )=44～ 48(點 ) 32 所以，選擇輸入、輸出點數分別為 50 的 PLC 即可，經過綜合考慮，本設計選擇了三菱 FX2N系列 PLC，型號為 FX2N128MR。 行走機構 原起重機的大、小車 行走機構均采用凸輪控制器控制，在本次設計中擬采用 PLC 控制， PLC 控制 系統(tǒng)及程序的設計將仿照 圖 所示的 PQY 系列主令控制電路 進行。由保護電路可知，5 臺電動機中的任何一臺過流進線接觸器線圈都將斷電，使整個系統(tǒng)停止工作，從這一角度出發(fā)，將所有過流繼電器的觸點合并用一個輸入點就可以了。 通過綜合分析和比較，認為第二種方案是可行的。如用 8 個輸出點驅動兩個數字顯示器，而這兩個數字顯示器可顯示 00～ 99，即 100 個狀態(tài)。某些手動按鈕還需要串接一些安全聯(lián)鎖觸點等，如果 外部硬件聯(lián)鎖電路過于復雜，則應考慮仍將有關信號送入 PLC，用梯形圖實現聯(lián)鎖。 矩陣輸入 矩陣輸入可顯著地減少所需 PLC 的輸入點數。 圖中的二極管用來防止出現寄生電路。 (11) 盡量利用 PLC內部功能軟件，充分調用中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)。擴展部分超出主單元驅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。 開關量輸入：所需存儲器字數 輸入點數 10 開關量輸出：所需存儲器字數 輸出點數 8 定時器 /計數器：所需存儲器字數 定時器 /計數器數量 2 26 模擬量：所需存儲器字數 模擬 量通道數 100 通信接口：所需存儲器字數 接口個數 300 根據上述計算得到的存儲器的總字數再加上備用量即為用戶存儲器的容量。 選擇 PLC 機型注意要點 (1)根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度； (2)對 I/O 點數和 I/O 點的類型 (數字量、模擬量等 )統(tǒng)計； (3)適當進行內 存容量估計的基礎上，確定留有適當的余量而不浪費資源的機型 (小、中、大形機器 )； (4)結合市場情況，考察 PLC 生產廠家的產品及其售后服務、技術支持、網絡通信等綜合情況，選定價格性能比較好的 PLC 機型。 PLC 硬件的選擇 硬件選購目前市場上的 PLC 產品眾多，除國產品牌外，國外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、 FUJJ、德國 的 SIEMEN