【正文】 .. 8 變頻器 ................................................................................................................................. 10 變頻器選型 .................................................................................................................. 10 變頻器的主電路 .......................................................................................................... 10 變頻器的控制電路 ...................................................................................................... 11 變頻器選擇及電流驗(yàn)證 .............................................................................................. 12 變頻器主要參數(shù)設(shè)置 .................................................................................................. 13 制動電阻的選擇 ................................................................................................................. 14 可編程控制器 ..................................................................................................................... 14 可編程控制器的概述 ................................................................................................... 14 可編程控制器選型 ...................................................................................................... 15 I/O 端口分配 ................................................................................................................. 16 PLC 系統(tǒng)接線方式 ....................................................................................................... 17 安全 措施 ............................................................................................................................. 18 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 19 主程序 ................................................................................................................................. 19 公用程序 ............................................................................................................................. 20 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 大車控制程序 ..................................................................................................................... 23 其他子程序設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 25 5 結(jié)論及展望 ............................................................................................................................... 28 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 28 展望 ..................................................................................................................................... 28 致 謝 ........................................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 30 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 1 緒論 橋式起重機(jī)的簡介 在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用各種起重機(jī)械，對物料作起重、運(yùn)輸 、裝卸和安裝等作業(yè)， 廣泛應(yīng)用 在 工礦企業(yè)、車站、港口、倉庫、建筑工地等部門。其中以吊鉤橋式起重機(jī)應(yīng)用最廣。但是起重機(jī)的工作環(huán)境 一般比較惡劣，較長時間的使用會導(dǎo)致碳刷的接觸器磨損較大，加上任務(wù)重，操作流程復(fù)雜，觸頭消蝕嚴(yán)重。所以有對橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行研究很必要。 [8] 經(jīng)過 幾十年的發(fā)展，我國 國內(nèi) 橋式起重機(jī) 的控制技術(shù)水平已得到一定程度的提高， 但是與國際水平還有一定距離 。小車移行機(jī)構(gòu)由電動機(jī)、 主動輪 、制動器等組成。但分別驅(qū)動的運(yùn)行機(jī)構(gòu)是用兩臺同樣型號的電動機(jī)，用同 一控制器控制。 傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的控制原理 傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)基本 采用繼電器控制和串電阻調(diào)速，使用凸輪控制器控制各臺電動機(jī)。所以傳統(tǒng)的繼 電器控制和串電阻調(diào)速會在操作中存在很多問題： （ 1） 電動機(jī)及其所串電阻燒損和斷裂故障經(jīng)常發(fā)生； （ 2） 繼電接觸器控制系統(tǒng)可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高； （ 3） 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速調(diào)速效果不理想； （ 4） 所串電阻長期發(fā)熱，電能浪費(fèi)大，效率低等。使用橋式專用變頻器代替轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，增加了機(jī)械特性硬度，也不存在發(fā)熱問題，提高了系統(tǒng)效率； 5 臺電動機(jī)共用一 臺主令控制器控制，減少了按鈕數(shù)量，從而提高了系統(tǒng)可靠性。以滿足大電流切換的需要， PLC 的輸出應(yīng)該連接接觸器及繼電器。 圖 3 檔主令開關(guān)及增減電阻按鈕示意圖 電機(jī)的選用 變頻調(diào)速對電動機(jī)的要求 采用變頻調(diào)速時，由于變頻器輸出波形中高次諧波的影響以及電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生了一些與在工頻電源下傳動時不同的特征。普通電機(jī)與變頻電機(jī)在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致 。 通過利用上述公式的計(jì)算，選用改造后的橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)參數(shù)如表 32所示 : 表 32 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù) 電機(jī)型號 電機(jī)功率 /電流 主起升機(jī)構(gòu) YZR225M8 26KW/55A 副起升機(jī)構(gòu) YZR180L8 13KW/ 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) YZR160M16 2*小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) YZR132M26 4KW/ 變頻器 變頻器選型 本系統(tǒng)選用的是西門子變頻器，西門子變頻器具有較合理的價格，完整的理論計(jì)算書及輔件推薦值，有 利于用戶進(jìn)行合理選用。 SL 作用：當(dāng) CF 充電到一定電壓， SL閉合，將 RL短路。 （ 2） 續(xù)流二極管 VD7～ VD12 ① 頻率下降，電機(jī) 會 處于再生制動狀態(tài)，再生電流通過 VD7～ VD12 整流后返回給直流電路； ② V1～ V6 逆變過程中，同一橋臂的兩個逆變管不停地處于導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)。 （ 5） 速度檢測電路 ：以裝在異步電動軸機(jī)上的速度檢測器（ TG、 PLG 等）的信號為速度信號，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 B. 運(yùn)行機(jī)構(gòu) 采用變頻器驅(qū)動異步電動機(jī)調(diào)速，運(yùn)行機(jī)構(gòu)根據(jù)異步電動機(jī)的額定電流來選擇變頻器，或者根據(jù)異步電動機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的電流值（最大值）來選擇變頻器，通常令變頻器的額定電流≥ （ ～ ） 電動機(jī)的額定電流或電動機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的最大電流。 [7] 通過利用上述公式的計(jì)算，橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變頻器如表 33 所示 : 表 33 各機(jī)構(gòu)的變頻器參數(shù) 變頻器型號 額定功率 /電流 主起升機(jī)構(gòu) 6SE70272ED61 37KW/48A 副起升機(jī)構(gòu) 6SE702747ED61 22KW/47A 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 6SE64402AD31 15KW/30A 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 6SE64402AD25 變頻器主要 參數(shù)設(shè)置 首先將所用電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)輸入 P80_ P85，大車變頻器應(yīng)輸入幾個電機(jī)的總電流及總功率，并且大車變頻器帶有幾個電機(jī)時應(yīng)運(yùn)行于線性頻率 /電壓特性，速度變化采用固定頻率的迭加，同時利用變頻器的制動器接通、斷開功能由 RL2 輸出繼電器觸點(diǎn)控制機(jī)械制動器，使行走機(jī)構(gòu)在電機(jī)停止時不會由于外力而隨意移動。如下圖 所示， PLC 內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 （ 5） PLC 體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 PLC 基本采用箱體式結(jié)構(gòu)，體積較小，易于安裝在控制箱中，采 用 PLC 控制系統(tǒng) 功能強(qiáng)大，調(diào)速、定位的功能都可以由電器方式實(shí)現(xiàn)，減少機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。本設(shè)計(jì)選用 CPU 型號為 CPU224 的 PLC，外加三個 EM223（ 8 入 /8 出）數(shù)字量擴(kuò)展模塊，這樣 I/O 數(shù)量擴(kuò)展就為 38 入 /34 出，滿足系統(tǒng)要求。 [2] 輸出端口的分配方式：主電路電源以及各電動機(jī)電源為整個電路提供電源，由于各電動機(jī)均設(shè)有獨(dú)立的電源，所以各電動機(jī)可以單獨(dú)控制。輸出口上接的是許多小型繼電器。 起升機(jī)構(gòu)的安全措施主要有一個防止撞頂?shù)南尬坏男谐涕_關(guān)和一個過載保護(hù)的行程開關(guān)?，F(xiàn)分別介紹各程序的功能： 主程序 主程序的主要功能是實(shí)現(xiàn)調(diào)用各子程序。另外，在上電的第一個周期， 得電， VB100 也將置零。 編程的基本思想是用比較傳送的方式，按下 或 時，使存儲器 VB100 中的數(shù)在 1～ 5 間順序變化，控制輸入到變頻器中的檔位變化實(shí)現(xiàn)調(diào)速。公用程序則實(shí)現(xiàn) PLC 模擬的主令控制器的功能，并將信息存 入中間繼電器中。 小車的安全 措施主要有前后兩個限位的行程開關(guān)，當(dāng)行程開關(guān)動作時，就會切斷電動機(jī)電源，使電磁制動器動作，防止小車在軌道端點(diǎn)碰撞。 圖 大車 PLC 及變頻器接線示意圖 大車 PLC 及變頻器的接線示意圖如上圖 所示。各電動機(jī)啟停與故障輸入接在 PLC 的輸入端口上，用以控制電動機(jī)的啟動與停止。 S7200 系列 PLC 含有多種不同規(guī)格的基本單元 （ CPU）。 （ 2） 適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活 PLC 產(chǎn)品品種齊全，系列多元化 ，基本采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴(kuò)展方便，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，來達(dá)到不同的控制要求 （ 3） 編程方便，易于使用 PLC 的編程采用了直觀易懂的梯形圖語言，便于現(xiàn)場的使用和學(xué)習(xí) （ 4） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修方便，維修工作量少 PLC 的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，接口電路一般也是模塊式，便于維修更換。 可編程控制器 可編程控制器的概述