【正文】 這時整個電路將通電，公用程序完成初始化，等待操作人員按下大車、小車、主鉤或副鉤的啟動按鈕，啟動相應(yīng)子程序。 K K K5 所連接的 X00 X00 X003 為變頻器的多段頻率選擇端，利用這三個端子的組合，可實現(xiàn)七種速度的選擇，詳細(xì)的的速度值可以通過變頻器的功能碼設(shè)定，本例中只使用了其中的 5 檔速度， X X X3 的組合關(guān)系與速度檔位的關(guān)系如表 36 所 示： 表 36 變頻器多段頻率端子狀態(tài)表 速度檔位 0 1 2 3 4 5 6 7 X001 0 1 0 1 0 1 0 1 X002 0 0 1 1 0 0 1 1 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 X003 0 0 0 0 1 1 1 1 注： 0斷 ， 1通 安全 措施 橋式起重機(jī)的安全措施主要是圍繞大車小車起升機(jī)構(gòu)這三個運(yùn)行部件的工作安全而進(jìn)行的。 輸入端口分配方式：主回路啟停輸入由按鈕開關(guān)接入 PLC，用來控制總電路的通斷，當(dāng)按下停止按鈕時，整個系統(tǒng)將完全停止， PLC 中保存的檔位信息清零，各電動機(jī)繼電接觸器斷開，電磁抱閘機(jī)構(gòu)運(yùn)行，各電動機(jī)抱閘，保證現(xiàn)場工作人員的安全。并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架上，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 PLC 的輸全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 入變量，他們經(jīng) PLC 外部輸入端子輸入到內(nèi) 部寄存器，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算處理后送到輸出端子，作為 PLC 的輸出變量，對設(shè)備進(jìn)行各種控制。而且要求盡可能地快速起動、制動。如 圖 所示，控制電路由以下電路組成 ： （ 1） 頻率、電壓的運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 （ 2） 濾波電容器 CF 作用 是 當(dāng)負(fù)載變化時，使直流電壓保持平衡。同時由于變頻控制軟件的優(yōu)化使用，使電動機(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。本設(shè)計采用一臺 S7200 型 PLC 控制四臺變頻器操作 5 臺電動機(jī)的運(yùn)行。其中 M1 為主卷揚(yáng)電動機(jī)，由凸輪控制器 1SA 操縱； M2 為副卷揚(yáng)電動機(jī)，由凸輪控制器 2SA 操縱；小車移行機(jī)構(gòu)由電動機(jī) M3 拖動， M3 為小車電動機(jī)，由凸輪控制器 3SA 操縱；大車移行機(jī)構(gòu)由兩臺電動機(jī) M M5 分別拖動， M M5 為大車電動機(jī)，共由凸輪控制器 4SA 操縱。 大車移行機(jī)構(gòu) 則 是由驅(qū)動電動機(jī)、制動器、傳動軸、減速器 、聯(lián)軸器、角型軸承箱 和車輪等幾部分組成。 目前國外先進(jìn)的的起重機(jī)控制系統(tǒng)基本實現(xiàn)了 自動化、智能化和數(shù)字化 的相結(jié)合。圖 。 PLC 系統(tǒng)采用西門子公司的 S7200，能控制起重機(jī)大車、小車的運(yùn)行方向和速度，吊鉤的升、降方向和速度，同時能 檢測各個電機(jī)故障現(xiàn)象。所以提高橋式起重機(jī)的運(yùn)行效率，確保運(yùn)作過程中的安全保障和降低生產(chǎn)成本是非常重要的。因此，起重機(jī)將向現(xiàn)代化、智能化、更安全可靠的方向發(fā)展。 課題設(shè)計的意義 近幾年自動化控制技術(shù)和電氣傳動得到了飛快的發(fā)展。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由小車架、小車移行機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)組成。在操縱室內(nèi)，主要裝有大小車運(yùn)動機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)的操縱系統(tǒng)和有關(guān)裝置，如控制器、保護(hù)箱及照明開關(guān)箱；有關(guān)安全開關(guān)，如緊急開關(guān)、電鈴開關(guān)等。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。該主令控制器延續(xù)了凸輪控制器向前向后操作時的互鎖，而且符合起重機(jī)操作人員的操作習(xí)慣，使用 兩只按鈕進(jìn)行升降速更加方便，其實現(xiàn)的控制要求主要有： （ 1） 電動機(jī)的方向控制由主令控制器實現(xiàn)，手柄置向前位時， 接通，正轉(zhuǎn)接觸器工作，電動機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)；手柄置向后位時， 接通，反轉(zhuǎn)接觸器工作，帶動電動機(jī)反轉(zhuǎn)。 B. 副起升機(jī)構(gòu)： （ 1）初選電動機(jī) ? ? ? ? NNgGQG Q 1 5 0 5 05 0 0 00 ??????? () smmv q / in/15 ?? ?? KWKWvGP qQj 5021000 ?? ??? ? () 根據(jù)電動機(jī)樣本，選用 YZR180L8 電機(jī)，當(dāng) S3， %25?JC 時，電動機(jī)允許功率為 13KW。 RB 的作用就是將這部分回饋能量消耗掉。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或同時提高變頻器和電機(jī)容量來獲得 200%的力矩值。 直流回路電壓可計算為 6 0 05 9 8 0 ????? VU D () 大車變頻器 6SE64402AD31 的額定電流為 30A,則制動電阻的取值范圍為 10 歐 ～ 20歐。其可以單機(jī)運(yùn)行，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面 (HMI)可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成 PLC 網(wǎng)絡(luò)。 PLC 系統(tǒng)接線方式 可編程控制器完成系統(tǒng)邏輯控制部分，含接受主令控制器 送來的操作信號、對變頻器的控制及系統(tǒng)的安全保護(hù)。橋式起重機(jī)的程序可分為主程序、公用程序、大車程序、小車程序、主鉤程序、副鉤程序六個部分。公用程序的 STL 語言如下： TITLE = 公用程序 Network 1 上電及主令開關(guān)經(jīng)過零位時清檔位存儲器 VB100 LD //主令控制器零位開關(guān) ED //出現(xiàn)下降沿 LD //主令控制器處于向前位 ED OLD LD //主令控制器處于向后位 ED OLD O //上電的 第一個周期 AN //停止按鈕按下時，不完成初始化 MOVB 0, VB100 //清檔位存儲器 VB100 Network 2 VB100 為 0 時 置 1 LDB= VB100, 0 //比較 VB100 中的數(shù)與 0 的大小 = //將比較后的結(jié)果存入 Network 3 VB100 為 5 時 置 1 LDB= VB100, 5 //比較 VB100 中的數(shù)與 5 的大小 = //將比較后的結(jié)果存入 Network 4 接一次， VB100 加 1（ VB100 小于 5） 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 LD //加速開關(guān) EU //出現(xiàn)上升沿 AN //中間繼電器 ， VB100 大于 5 時， 通電 INCB VB100 //VB100 自增 1, Network 5 接一次， VB100 減 1（ VB100 大于 0） LD //減速開關(guān) EU AN //中間繼電器 ， VB100 小于 0 時， 通電 DECB VB100 //VB100 自減 1 Network 6 速度輸出程序 LDN //停止按鈕 常閉觸點(diǎn) AN //串聯(lián)正反轉(zhuǎn)中間繼電器， AN //防止按下正反轉(zhuǎn)時 ,進(jìn)行加減速操作 A //主電源輸出點(diǎn) LPS LDB= V?？刂菩≤嚨淖冾l器具有過流保護(hù)、過載保護(hù)等保護(hù)功能，當(dāng)保護(hù)功能中的任何一個保護(hù)動作時，變頻器就會停止輸出，同時發(fā)出故障信號 ,將該故障信號輸入到控制電路中，使起升機(jī)構(gòu)的電磁 制動器動作，防止自由下落等事故的發(fā)生。各電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、各電動機(jī)變頻器輸出、過電流保護(hù)輸出是控制和保護(hù)各電動機(jī)工作的口線。例如歐姆龍公司生產(chǎn)的 PLC 功能強(qiáng)大，系列齊全，但是環(huán)境適用能力不如其他的 PLC， 一般多用于電子行業(yè)；三菱公司生產(chǎn)的 PLC 環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，往往用于重工業(yè)領(lǐng)域等環(huán)境復(fù)雜的地方，典型應(yīng)用為機(jī)床；而西門子公司的 PLC 編程簡單，很容易實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程，通信能力強(qiáng)，電 源 C P U 存儲器 輸 入模 塊 輸 出模 塊 通信模塊 編程或編程軟件 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 且比較適合初學(xué)者使用。 再生電流三相全波整流后的平均值約等于其峰值，而所需附加制動轉(zhuǎn)矩中可扣除電動機(jī)本身的制動轉(zhuǎn)矩。 圖 變頻器的控制 電路 變頻器選擇及電流驗證 A. 起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)的平均起動轉(zhuǎn)距一般是額定力矩值的 倍。 （ 4） 電源指示 HL： 當(dāng)變頻器通電后起指示作用 ， 還能夠提示當(dāng)變頻器斷電后變頻器中是否有電。 計算及電機(jī)的選取 通過對參考文獻(xiàn)和網(wǎng)上的查閱，得到有關(guān)本設(shè)計所需數(shù)據(jù)如下： 小車車輪直徑： Φ315mm 大車車輪直徑 ： Φ630mm 起重機(jī)總重： 小車自重： 吊鉤自重： 500kg 小車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) ? = 大車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) ? = A. 主起升機(jī)構(gòu)： （ 1）初選電動機(jī) ? ? ? ? NNgGQG Q ??????? () smmvq /1 2 i n/ ?? KWKWvGP qQj ????? ? () 根據(jù)電動機(jī)樣本，選用 YZR225M8 電動機(jī)，當(dāng) S3， %25?JC 時，電動機(jī)允許功率為26KW。 表 31 三檔主令開關(guān)開合表 輸入端口 向前 零位 向后 x x x 注 x— 觸頭閉合 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 本設(shè)計使用圖 所示的一個三檔位的主令控制器及兩只升降速按鈕作為操作器件，使用 PLC 及接觸器模擬凸輪控制器工作。另一方面，凸輪控制器中有形的觸點(diǎn)在頻繁的切除中很容易出故障，給維修帶來了不便。目前我國生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大部分采用分別驅(qū)動方式。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 2 橋式起重機(jī)的控制 橋式起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式 橋式起重機(jī)由橋架（雙稱大車），裝有起升機(jī)構(gòu)的小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及駕駛室等幾部分組成，如下圖 所示 圖 橋式起 重機(jī)結(jié)構(gòu)圖 橋架是橋式起重機(jī)的基本構(gòu)件， 它 由主梁、端梁、走臺等幾部分組成。所以我們要設(shè)法對其控制方式進(jìn)行改造，減少電路中的沖擊電流，改變調(diào)速方式，減少操作人員勞動強(qiáng)度，提高系統(tǒng)效率。 時至今日，在其承載結(jié)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、取物裝置、控制系統(tǒng)及安全裝置各方面都有了很大的發(fā)展。由變頻器構(gòu)成的交流調(diào)速系統(tǒng)可取代直流調(diào)速系統(tǒng) , 是隨著計算機(jī)技術(shù)特別是大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展的必然結(jié)果 , 符合起重機(jī)的發(fā)展趨勢 , 適合發(fā)展大起重量的起重機(jī)。最后對可編程控制器進(jìn)行軟件設(shè)計，編制出安全可靠高效的控制程序。設(shè)計的起重機(jī)的起重量為 20/5 噸，其跨度 (L)為 ，副鉤起升速度為 15m/min。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)起重機(jī)的自動化和智能化。 其驅(qū)動方式有集中驅(qū)動和分別驅(qū)動方式 兩 種 ： 集中驅(qū)動是由一臺電動機(jī)通過制動輪直接與聯(lián)軸節(jié)、傳動軸聯(lián)接，再通過減速器與車輪聯(lián)接驅(qū)動兩邊的主輪。其中 QS 為緊急開關(guān)，用作事故情況下緊急斷開電源； SQ7～ SQ9 為艙口門開關(guān)與橫梁門開關(guān)； KA1～ KA6 為過電流繼電器的觸點(diǎn) ，用作電動機(jī)的過流保護(hù)； 1SA、 2SA、 3SA、 4SA 分別為主卷揚(yáng)、副卷揚(yáng)、小車與大車凸輪控制器觸點(diǎn)； SQ SQ2 為小車移行機(jī)構(gòu)行程開關(guān)，用于小車終端限位保護(hù)；SQ SQ4 為大車移行機(jī)構(gòu)行程開關(guān)，用于大車終端限位保護(hù)； SQ5 為副卷揚(yáng)提升機(jī)構(gòu)行程開關(guān)，用于提升終端限位保護(hù)。簡單起見，圖中沒有畫出全部的 I/O 口線?，F(xiàn)在國內(nèi)推出的變頻專用電動機(jī)由普通電機(jī)加獨(dú)立風(fēng)扇組成，以解決電動機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中自冷風(fēng)扇風(fēng)量不足而引起的電動機(jī)過熱問題。如圖中的 CF1 和 CF2。 （ 3） 驅(qū)動電路 ：為驅(qū)動主電路器件的電路。根據(jù)實際情況，經(jīng)過與同類變頻器的性能與價格及售后服務(wù)等方面的綜合考慮，變頻器選用西門子公司矢量控制變頻器。在 PLC系統(tǒng)中，很多的開關(guān)動作是由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)的，而且充分考慮了工業(yè)生產(chǎn)中各種干擾，在硬件和軟件上都采取了抗干擾措施。各電動機(jī)限位開關(guān)保證電動機(jī)在規(guī)定的位置內(nèi)移動，過電流保護(hù)輸入是防止由于過電流造全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 成的電動機(jī)過載?？刂拼筌嚨淖冾l器具有過流保護(hù)、