【正文】 重機(jī)一般通稱行車或天車。由于起重機(jī)在工作時(shí)圖 橋式起重機(jī)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(dòng)電動(dòng)機(jī) 7端粱 8主滑線 9主粱 6 是經(jīng)常移動(dòng)的，同時(shí)，大車與小車之間、大車與廠房之間都存在相 對運(yùn)動(dòng)，因此，要采用可移動(dòng)的電源設(shè)備供電。額定起重量是指起重機(jī)允許吊起的物品連同可分吊具重量的總和。小車運(yùn)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(jī)配套電機(jī)的需要，在 YZR系列基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)重新設(shè)計(jì)其電磁方案，研究出了 YZRZ 系列起重專用電機(jī)。 2) 具有一定的調(diào)速范圍，普通起重機(jī)調(diào)速范圍為 3:1，對要求較高的起重機(jī)，調(diào)速范圍可達(dá) (5～ 10):1。不允許只有電氣制動(dòng)而無機(jī)械制動(dòng)，不然發(fā)生電源事故停電時(shí)，在無制動(dòng)力矩作用下，重物將自由下落，造成設(shè)備或人身事故。為此，電動(dòng)機(jī)必須向著重物下降方向產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并與重力轉(zhuǎn)矩一起共同克服摩擦阻轉(zhuǎn)矩，強(qiáng)使空鉤或輕載下放，這在起重機(jī)中常叫做強(qiáng)迫下降。 低速下放或中載時(shí)的單相制動(dòng)狀態(tài) 單相制動(dòng)狀態(tài)是將電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)成單相接電狀態(tài)。與倒拉反接制動(dòng)下放物件相比，不會(huì)出現(xiàn)輕載不但不下降反而上升之弊端。它用來保護(hù) 5 臺繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，大車為 分別驅(qū)動(dòng)。 控制電路特點(diǎn) 1)可逆不對稱電路； 2)主令控制器檔數(shù)為 303， 12 個(gè)回路； 3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻級數(shù)：當(dāng)被控制電動(dòng)機(jī)功率為 100kW 及其以下時(shí)為 4 級可短接電阻， 125kW 以上時(shí)為 5 級；其中第一、二級電阻系手動(dòng)控制切除，其余由時(shí)間繼電器自動(dòng)控制切除，其延時(shí)整定值為 、 、 ； 4)下降 “ 1”檔為倒拉反接制動(dòng)檔，可實(shí)現(xiàn)重型負(fù)載的低速下降。為簡化操作在某些場合需經(jīng)常使用點(diǎn)動(dòng)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(shí)可操作腳踏開關(guān) SF，使 SF 常開觸點(diǎn)閉合，然后扳動(dòng)控制器手柄進(jìn)行“ 0” 下降“ 1” “ 0”的操作，即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。 2)當(dāng)控制器手柄由提升“ 1”位扳到提升“ 2”位時(shí)，接觸器 KM5 通電吸合，短接轉(zhuǎn)子電阻 R2，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 的上 2 特性曲線上。 但此時(shí)時(shí)間繼電器 KT KT KT5 通電吸合，為斷電延時(shí)做準(zhǔn)備。該檔可用于任何負(fù)載的強(qiáng)力下降或再生制動(dòng)下降。同時(shí)，由于 KT1 的短暫延時(shí)，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(shí)， KM3 不動(dòng)作，不會(huì)進(jìn)行單相制動(dòng)。 接入點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)，若要實(shí)現(xiàn)輕載下降重 物的點(diǎn)動(dòng)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(jìn)行。緊急開關(guān) SEM 作事故情況下的緊急停電保護(hù)；在起重機(jī)端梁上欄桿門與司機(jī)室艙口門上裝有安全開關(guān) 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(hù)；在起重機(jī)端梁上欄桿門與司機(jī)室艙口門上裝有安全開關(guān) 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(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械制動(dòng)。如要快速停車，可將手柄由正轉(zhuǎn)第一位推向反轉(zhuǎn)第一位。其中 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器， 121 個(gè)電池后備計(jì)數(shù)器。 22 (7)對控制系統(tǒng)的監(jiān)控 PLC 具有較強(qiáng)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(shí)自動(dòng)終止運(yùn)行。對復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如果掌握了正確的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。在深入了解和掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)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(shù)經(jīng)擠指標(biāo)起著重要的作用。 PLC 容量估算 PLC 容量包括兩個(gè)方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)，二是用戶存儲器的容量。 (2)PLC 輸入 /輸出點(diǎn)確定： I/O 點(diǎn)數(shù)選擇時(shí)要留出 10%～ 15%的余量。與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)可通過 RS232c 接口直接連接， RS422+rs232c。 (12) 條件允許的情況下最好獨(dú)立每一路輸出，便于控制和檢查 ，也保護(hù)其它輸出回路；當(dāng)一個(gè)輸出點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)只會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)輸出回路失控。各開關(guān)串聯(lián)了二極管后，切斷了寄生回路，避免了錯(cuò)誤輸入信號的產(chǎn)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(qū)動(dòng)的負(fù)載（如接觸器線圈）狀態(tài)時(shí)，可以將指示燈與負(fù)載并聯(lián)，并聯(lián)時(shí)其指示燈應(yīng)與負(fù)載的額定電壓相同，但總電流不應(yīng)超過 PLC 的允許值。 所有這些措施都可以節(jié)省 PLC 的輸出點(diǎn)數(shù) 。 由保護(hù)電路可知， 5 臺電動(dòng)機(jī)中的任何一臺過流進(jìn)線接觸器線圈都將斷電，使整個(gè)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(diǎn)合并用一個(gè)輸入點(diǎn)就可以了，但這樣不能反映是哪一臺電動(dòng)機(jī)發(fā)生了過流，為解決這一問題，可以在設(shè)計(jì)時(shí)使每一臺電動(dòng)機(jī)的過流繼電器占用一個(gè)輸入點(diǎn)，在相應(yīng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過流時(shí)，使相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)停止工作，同時(shí)發(fā)出燈 光報(bào)警信號，這樣過流繼電器需要 6 個(gè)輸入點(diǎn)。 起升機(jī)構(gòu) (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(gè)擋位，由 11 組觸點(diǎn)控制起升電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，通過合理程序設(shè)計(jì)，只 需要 7 個(gè)輸入點(diǎn)，若考慮點(diǎn)動(dòng)控制需要而設(shè)置的腳踏開關(guān)，還需要 1 個(gè)輸入點(diǎn)。 大車行走機(jī)構(gòu) 的控制電路中有 10 個(gè)接觸器（ KM10～ KM19）和 1 個(gè)零壓繼電器 （ KHV2） ，零壓繼電器 仍可用 PLC 內(nèi)部的輔助繼電器代替，用于正反轉(zhuǎn)的兩臺 個(gè)接觸器（ KM10 和 KM11） 需要 2 個(gè) 輸出點(diǎn)， 用于兩臺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路的 8 個(gè) 接觸器（ KM12～ KM19） 線圈是分成 4 組并聯(lián)使用的，它們需要 4 個(gè) 輸出點(diǎn)。 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(dòng)按鈕 SB1 X00 1 進(jìn)線主接觸器 KM Y00 2 急停、欠壓 SQ1KHV X01 3 倉門行程開關(guān) SQ9 X02 2 倉門開關(guān)狀態(tài)指示 Y02 4 橋架門行程開關(guān) SQ10 X03 3 橋架開關(guān)狀態(tài)指示 Y03 5 主鉤限位行程開關(guān) SQ SQ2 X04 4 主鉤限位動(dòng)作指示 Y04 6 大車限位行程開關(guān) SQ SQ4 X05 5 大車限位動(dòng)作指示 Y05 7 小車限位行程開關(guān) SQ SQ6 X06 6 小車限位動(dòng)作指示 Y06 8 副鉤限位行程開關(guān) SQ SQ8 X07 7 副鉤限位動(dòng)作指示 Y07 9 總過流繼電器 KOC0 X10 8 總過流動(dòng)作指示 Y10 10 主鉤過流繼電器 KOC1 X11 8 主鉤過流動(dòng)作指示 Y11 11 大車過流繼電器 1 KOC2 X12 9 大車過流動(dòng)作指示 1 Y12 12 大車過流繼電器 2 KOC3 X13 10 大車過流動(dòng)作指示 2 Y13 13 小車過流繼電器 KOC4 X14 11 小車過流動(dòng)作指示 Y14 14 副鉤過流繼電器 KOC5 X15 12 副鉤過流 動(dòng)作指示 Y15 15 指示信號復(fù)位按鈕 X16 16 主鉤主令控制器 SA1上 3 X20 13 起升正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 Y20 17 SA1上 2 X21 14 起升反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 Y21 18 SA1上 1 X22 15 起升單相制動(dòng)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(diǎn)動(dòng)腳踏開關(guān) SF X27 20 起升電磁制動(dòng)接觸器 KM8 Y27 24 大車主令控制器 SA2前 3 X30 21 大車正轉(zhuǎn)接觸器 KM10 Y30 25 SA2前 2 X31 21 大車反轉(zhuǎn)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(zhuǎn)接觸器 KM20 Y40 31 SA3上 2 X41 35 副鉤反轉(zhuǎn)接觸器 KM21 Y41 32 SA3上 1 X42 36 副鉤單相制動(dòng) 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(zhuǎn)接觸器 KM30 Y50 38 SA4左 2 X51 28 小車反轉(zhuǎn)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(shù)改造出發(fā)，首先要考慮最大限度地利用原有設(shè)備和器件，用最小的投入產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益。從輸入輸出點(diǎn)數(shù)看，若按 10％～ 20％的裕量考慮，則其輸入輸出點(diǎn)數(shù)為： 44 (1+10％～ 20％ )=～ (點(diǎn) ) 40 (1+10％～ 20％ )=44～ 48(點(diǎn) ) 32 所以，選擇輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分別為 50 的 PLC 即可，經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇了三菱 FX2N系列 PLC，型號為 FX2N128MR。 行走機(jī)構(gòu) 原起重機(jī)的大、小車 行走機(jī)構(gòu)均采用凸輪控制器控制，在本次設(shè)計(jì)中擬采用 PLC 控制， PLC 控制 系統(tǒng)及程序的設(shè)計(jì)將仿照 圖 所示的 PQY 系列主令控制電路 進(jìn)行。由保護(hù)電路可知，5 臺電動(dòng)機(jī)中的任何一臺過流進(jìn)線接觸器線圈都將斷電，使整個(gè)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(diǎn)合并用一個(gè)輸入點(diǎn)就可以了。 通過綜合分析和比較，認(rèn)為第二種方案是可行的。如用 8 個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)字顯示器，而這兩個(gè)數(shù)字顯示器可顯示 00～ 99，即 100 個(gè)狀態(tài)。某些手動(dòng)按鈕還需要串接一些安全聯(lián)鎖觸點(diǎn)等，如果 外部硬件聯(lián)鎖電路過于復(fù)雜，則應(yīng)考慮仍將有關(guān)信號送入 PLC，用梯形圖實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。 矩陣輸入 矩陣輸入可顯著地減少所需 PLC 的輸入點(diǎn)數(shù)。 圖中的二極管用來防止出現(xiàn)寄生電路。 (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)。擴(kuò)展部分超出主單元驅(qū)動(dòng)能力時(shí)應(yīng)選用帶電源的擴(kuò)展模塊或另外加電源模塊給予支持。 開關(guān)量輸入：所需存儲器字?jǐn)?shù) 輸入點(diǎn)數(shù) 10 開關(guān)量輸出：所需存儲器字?jǐn)?shù) 輸出點(diǎn)數(shù) 8 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器：所需存儲器字?jǐn)?shù) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器數(shù)量 2 26 模擬量：所需存儲器字?jǐn)?shù) 模擬 量通道數(shù) 100 通信接口：所需存儲器字?jǐn)?shù) 接口個(gè)數(shù) 300 根據(jù)上述計(jì)算得到的存儲器的總字?jǐn)?shù)再加上備用量即為用戶存儲器的容量。 選擇 PLC 機(jī)型注意要點(diǎn) (1)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對象的復(fù)雜程度； (2)對 I/O 點(diǎn)數(shù)和 I/O 點(diǎn)的類型 (數(shù)字量、模擬量等 )統(tǒng)計(jì)； (3)適當(dāng)進(jìn)行內(nèi) 存容量估計(jì)的基礎(chǔ)上，確定留有適當(dāng)?shù)挠嗔慷焕速M(fèi)資源的機(jī)型 (小、中、大形機(jī)器 )； (4)結(jié)合市場情況，考察 PLC 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價(jià)格性能比較好的 PLC 機(jī)型。 PLC 硬件的選擇 硬件選購目前市場上的 PLC 產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌外，國外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、 FUJJ、德國 的 SIEMEN