【正文】 e crane work， easy to use， have dynamical shown function， energyconservation is effectual. Key words: PLC。電能浪費大，效率低等缺點。 系統(tǒng)采用三菱公司產品，能控制起重機大車、小車的運行方向和速度 。 electrical control system 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 基于 PLC 控制橋式起重機變頻系統(tǒng) 的設計 3 目錄 1 緒論 ....................................................1 橋式起重機的概述 ..............................................1 橋式起重機的發(fā)展趨勢 ............................................2 課題研究的目的和意義及基本參數 ..................................3 2 變頻調速控制技術的基本原理 ..............................5 .................................................5 變頻器簡介 ......................................................8 .................................................8 ...............................................9 ........................................10 凸輪控制器簡介 .................................................11 凸輪控制器的結構 .............................................11 ............................................12 主令控制器簡介 .................................................14 3 橋式起重機系統(tǒng)總體方案設計和部件選用 ..................15 系統(tǒng)總體方案設計 ...............................................15 ......................................................15 ..........................................16 ....................................16 ......................................................16 ..............................................17 變頻器的選用 ...................................................20 ....................................................20 ..........................................20 常用輔助件的選擇 ...............................................22 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 基于 PLC 控制橋式起重機變頻系統(tǒng) 的設計 4 4 PLC 在橋式起重機變頻控制系統(tǒng)的應用 ......................25 ..............................25 PLC 概述 … ....................................................25 PLC 系統(tǒng)選擇型 —— 三菱 FX2N— 48ER.............................25 FX2N系列 PLC特點及主要硬件介紹 ............................25 ......................................27 ..........................................27 I/O點及地址分配 ....................................27 5 橋式起重機變頻控制系統(tǒng)軟件設計 ..........................29 ..............................................29 序及梯形圖 ..........................29 ..........................32 ................................................34 PLC與變頻器的通信接線圖 .......................................35 附錄 ...............................................................36 總結 ...............................................................37 致 謝 ..............................................................38 參考文獻 ...........................................................39 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒論 橋式起重機的概述 起重機是一種用來起重與空中搬 運重物的起重運輸機械，廣泛應用于工礦企業(yè)、車站、港口、倉庫、建筑工地等部門。 橋式起重機的結構 橋式起重機一般由橋架 (又稱大車 )、裝有提升機構的小車、大車移行機構、操縱室、小車導電裝置 (輔助滑線 )、起重機總電源導電裝置 (主滑線 )等部分組成。帶式輸送機最大帶寬達 ，輸送能力最大為 ，單機最大輸送距離超過30km。重點發(fā)展的有港口散料和集裝箱裝卸系統(tǒng)、工廠生產搬運自動化系統(tǒng)、自動化立體倉庫系統(tǒng)、商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)、交通運輸部門和郵政部門郵件的自動分揀與搬運系統(tǒng)等。由于自重輕、輪壓小、外形尺寸小，使結構的建造費用和起重機運行費用也大大減少。 橋式起重機是橋架式起重機的一種，它依靠升降機構和水平運動機構在兩個互相垂直的方向運動，能在矩形場地及上空完成操作，是各種生產企業(yè)廣泛使用的一種起重運輸設備。由變頻器構成的交流調速系統(tǒng)可取代直流調速系統(tǒng)，是隨著計算機技術特別是大規(guī)模集成電路制造技術不斷發(fā)展的必然結果，符合起重機的發(fā)展趨勢，適合發(fā)展大起重量得起重機；提高工作速度、擴大調速范圍；提高金屬結構、機構和電氣設備的可 靠性和使用壽命；改善司機操作條件，保證作業(yè)安全，提高自動化控制程度和擴大遠距離控制系統(tǒng)的使用范圍。在交流異步電動機中，磁通是定子和轉子合成產生的。根據電機與拖動原理，在基頻以下調速屬于“恒轉矩調速”的性質。由于轉速升高了，可認為輸出功率基本不變。從晶閘管發(fā)展到 PID, PIC 通過門極或柵極控制脈沖可實現(xiàn)器件導通與關斷的全控器件。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，它被用來實現(xiàn)對異步電動機的調速控制。 變頻器的通信接口提供以通信方式與外部其他設備交換信息的功能，它的作用與控制接口類似，但允許數量更多的信息交換。 （ 3）矢量控制 矢量控制通過坐標變換將交流異步電機模型等效為直流電機，實現(xiàn)了電機上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 轉矩和電機磁通量的解耦，達到對瞬時轉矩的控制。而上下蓋板、外罩及滅弧罩等為防護結構。 控制電路設有過電流繼電器 KAIKA3實現(xiàn)電動機過電流保護，緊急事故開關 QS3實現(xiàn)事故保護，操縱室頂端艙口開關 SQ4實現(xiàn)大車頂上無人且艙口關好才可開車的安全保護等。凸輪控制器技術數據見表 1。 主令控制器的結構與工作原理基本上與凸輪控制器相同，也是利用凸輪來控制觸點的斷合。系統(tǒng)結構圖如圖 所示。通過計算，變頻器的額定電流為電動機額定電流的 倍以上。為保證起升機構起動時具有足夠大的起動轉矩，可以通過設定機械制動器的打開時間、變頻器的最低運行頻率、運行電流之間的關系，以滿足機構負載特性的要求。嚴格意義上的變頻電機轉動慣量較小，響應較快，可工作在比額定轉速高出很多的工況條件下，這些特性均非起重機的特定要求。 （ 2） 電動機的過載校驗 按電動機轉矩允許的過載系數 ?M? ，對繞線式轉子電動機， H= 所以， KWKWvGm HP qQMN ???????? ?? 根據規(guī)定 , %25?JC ， CZ=150,此時 ?NP ，即 所以電動機校驗通過。該系列變頻器是最常用也是功能較強的一種變頻器，主要應用于各種工業(yè)、冶金、建筑、水利、紡織、交通等領域，性能良好，價格實惠，是一種性價比高的變頻器。 I1nv≥（ ～ ） In 或（ ～ ） Imax 式中 I1nv變頻 器額定輸出電流（ A）； In電動機的額定電流（ A）； 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 22 Imax電動機實際最大電流（ A）。 交流電抗器 當變頻器直接連接于一個大容量的電源變壓器 (600kVA 以上或離電源變壓器很近安裝 )時，或電網回路中接有移相電容器，可能會在電網中產生過峰值電容，致使變頻器損壞。在能量消耗的同時加速了轉速的減小，該能量消耗得愈多，制動時間愈小，此裝置即為變頻器的制動單元。 m）； n1—— 減速開始時轉速（ r/min）； n2—— 減速 結束時轉速 (r/min)； bt —— 減速時間 (S)。 三菱 FX2N 系列 PLC 特點及主要硬件的介紹 FX2N 系列 PLC 特點： （ 1）可靠性高，抗干擾能力強 （ 2）適應能力強，應用靈活 電源 輸入模塊 輸出模塊 CPU 存儲器 通信模塊 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 26 （ 3）編程方便，易于使用 （ 4）功能強，擴展能力強 （ 5） PLC 控制系統(tǒng)設計、安裝、調試方便 （ 6） PLC 體積小、重量輕、易于實現(xiàn)機電一體化 （ 7） PLC 體積小、重量輕、易于實現(xiàn)機電一體化 主要硬件 介紹 (1) 中央處理器（ CPU） CPU 是 PLC 的核心，它按機內系統(tǒng)程序賦予的功能指揮 PLC 有條不紊地工作，其主要任務有： 接受并存儲從編程設備輸入的用戶程序和數據，接受并存儲通過 I/O 部件送來 的現(xiàn)場數據。 (3) 輸入接口 輸入接口主要完成外部信號到 PLC 內部信號的轉換，含開關量輸入接口及模擬量輸入接口。 控制小車電動機。 （ 3）多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一則擴大屏蔽作用，二則抑制芯線間的信號串擾及外部干擾。 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 35 PLC 與變頻器的通信接線圖 M3~RSTUVWFUUVW正傳反轉高速中速低速M3~RSTUVWFUUVW正傳反轉高速中速低速Y0Y1Y2Y3Y4M3~RSTUVWFUUVW正傳反轉高速中速低速M3~RSTUVWFUUVW正傳反轉高速中速低速M3~RSTUVWFUUVW正傳反轉高速中速低速Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23COM大車電機A大車電機B小車電機主鉤電機副鉤電機X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27COMY24Y25Y26Y27CO MCO MCO MCO MCO MCOMCOMCOMCOM上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 36 總結 本文主要為橋式起重機設計一套變頻調速控制系統(tǒng)，同時實現(xiàn)起重機電機速度的可調節(jié)，以節(jié)約能源和適應生產