【正文】 [4] 公用程序還將接收向前或 者向后的輸入，實(shí)現(xiàn)主令控制器的向前或者向后的功能。用輔助繼電器輸出為后面的各子程序做準(zhǔn)備。當(dāng) PLC 上電工作時(shí)， 接通，調(diào)用公用程序，完成初始化。主程序接收相應(yīng)的按鈕輸入，分別調(diào)用其余五個(gè)子程序。當(dāng)防止撞頂行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電磁制動(dòng)器動(dòng)作，這時(shí)起升機(jī)構(gòu)只能向下運(yùn)動(dòng)，防止起升機(jī)構(gòu)碰 撞橋架。控制大車的變頻器具有過(guò)流保護(hù)、欠 壓 保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等保護(hù)功能，當(dāng)保護(hù)功能中的任何一個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變頻器就會(huì)停止輸出，同時(shí)發(fā)出故障信號(hào) ,將該故障信號(hào)輸入到控制電路中，使大車的電磁制動(dòng)器，防止碰撞、自由下落等事故的發(fā)生。它們是用來(lái)控制變頻器的輸出相序及頻率的，其中 K1控制變頻器的正向相序端， K2 控制變頻器的反向相序端，當(dāng) K1 及 K2 中其一接通時(shí)，變頻器輸出一定相序的電源，當(dāng)二者都接通或都不接通時(shí)，變 頻器終止電源的輸出。下面是以大車為例說(shuō)明 PLC 的接線及工作的過(guò)程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)緊急情況時(shí)使用急停輸出、復(fù)位輸出復(fù)位到初始狀態(tài)，它們接在 PLC 的輸出端口上，并通過(guò)繼電器接到變頻器上。各電動(dòng)機(jī)限位開關(guān)保證電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的位置內(nèi)移動(dòng)，過(guò)電流保護(hù)輸入是防止由于過(guò)電流造全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 成的電動(dòng)機(jī)過(guò)載。日后若要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，只需增加數(shù)字量擴(kuò)展模塊即可。同時(shí)它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡(jiǎn)單，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)，同時(shí)具有可靠性高，運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，繼承了和發(fā)揮了它在大、中型 PLC 領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有豐富的指令集，具有強(qiáng)大的多種集成功能和實(shí)時(shí)特性，其性能價(jià)格比高，所以在規(guī)模不太大的領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備。 可編程控制器選型 目前，國(guó)內(nèi)外有多家公司生產(chǎn)各種系列的 PLC，它們都具有各自的特點(diǎn)。在 PLC系統(tǒng)中，很多的開關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)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。它的強(qiáng)大功能使其無(wú)論是在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 小車變頻器 6SE64402AD25 的額定電流為 ， 則制動(dòng)電阻的取值范圍為 30 歐～60 歐。如表 34 所示： 表 34 變頻器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)號(hào) 參數(shù)值 說(shuō)明 P002 6 加減時(shí)間秒 P003 6 減速時(shí)間秒 P005 5 1 檔速度 P006 3 附加數(shù)字給定 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 續(xù)表 34 參數(shù)號(hào) 參數(shù)值 說(shuō) 明 P007 0 開關(guān)量輸入控制 P051 6 固定頻率 5開關(guān) P052 6 固定頻率 4開關(guān) P053 6 固定頻率 3開關(guān) P054 10 故障復(fù)位 P055 1 運(yùn)行右轉(zhuǎn) P056 2 運(yùn)行左轉(zhuǎn) P046 5 固定頻率 5 P044 15 固定頻率 4 P043 25 固定頻率 3 P061 6 故障 P062 4 外部制動(dòng)控制 P077 0 V/f特性 (大車多電機(jī) ) P077 1 FCC特性 (小車單電機(jī) ) 制動(dòng)電阻的選擇 制動(dòng)電阻的作用是當(dāng)電容電壓超過(guò)設(shè)定值后，經(jīng)過(guò)制動(dòng)電 阻消耗回饋電能。根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)與同類變頻器的性能與價(jià)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。 I1nv≥（ ～ ） In 或 （ ～ ） Imax () 式中 I1nv變頻器額定輸出電流 （ A） ； In電動(dòng)機(jī)的額定電流 （ A） ； Imax電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大電流 （ A） 。 PKgvCKPMPMCN ????? c os1000c ??? () 式中 ?cos — 電機(jī)的功率因數(shù)， ?cos = P — 起升額定負(fù)載所需功率 ， kw M? — 電機(jī)效率， M? =0. 85 CNP — 變頻器容量， KVA K — 系數(shù) ， K=2 起升機(jī)構(gòu)變頻器容量依據(jù)負(fù)載功率計(jì)算，并考慮 2倍 的安全力矩。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 （ 6） 保護(hù)電路 ：檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止 工作或抑制電壓、電流值。 （ 3） 驅(qū)動(dòng)電路 ：為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。在這個(gè)換相過(guò)程中，也需要 VD7～ VD12 提供通路。 （ 2） 制動(dòng)單元 VB 由 晶體管 及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。一些變頻器使用晶閘管代替（如虛線所示）。如圖中的 CF1 和 CF2。 變頻器的主電路 這里討論的是電壓源型，交 直 交變頻器主電路的基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。 （ 2） 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校驗(yàn) KWKWvGm HP qQMN ?? ?????? ?? () 根據(jù)規(guī)定 , %25?JC ， CZ=150,此時(shí) ?NP ，即 所以電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)通過(guò)。在連續(xù)工作時(shí)考慮到冷卻效果限制了普通電機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)用值，普通電機(jī)僅在連續(xù)工作時(shí)的變頻驅(qū)動(dòng)特性比變頻電機(jī)稍差?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)推出的變頻專用電動(dòng)機(jī)由普通電機(jī)加獨(dú)立風(fēng)扇組成，以解決電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中自冷風(fēng)扇風(fēng)量不足而引起的電動(dòng)機(jī)過(guò)熱問題。主要反映在功率因數(shù)、效率、輸出力矩、電機(jī)溫升、噪音及振動(dòng)等方面。由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)都必須經(jīng)過(guò)零位，手柄位于零位表示已斷開正在運(yùn)行的接觸器，準(zhǔn)備接通下一個(gè)接觸器，同時(shí)手柄在 0 位時(shí)會(huì)切除電阻檔位存儲(chǔ)器清零。表 31 列出了一個(gè)經(jīng)精簡(jiǎn)后的主令控制器的開合表，并 為各擋位接通的觸點(diǎn)安排了 PLC 的輸入口。簡(jiǎn)單起見，圖中沒有畫出全部的 I/O 口線。 通過(guò) 對(duì)設(shè)計(jì)的分析，改造后的交流橋式起重機(jī)控制系統(tǒng) 也 包含了以下幾個(gè)部分：主令控制器、限位器、保護(hù)輸入 、 PLC、 4 臺(tái)變頻器 、 5 臺(tái) 電動(dòng)機(jī)（大車電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)）其控制框圖如圖 ： 圖 交流橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)框圖 主令控制器 限位器 保護(hù)輸入 P L C 變頻器 M1 變頻器 M2 變頻器 M3 變頻器 M4 M5 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 3 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 改造后的交流橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)包含如下幾個(gè)部分：主令控制器、限位器、保護(hù)輸入、 PLC、 4 臺(tái)變頻器、 5 臺(tái)電動(dòng)機(jī)（大車電動(dòng)機(jī)兩 臺(tái)）。 本設(shè)計(jì)使用 PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)主令控制器的開合表的邏輯功能，以代替原有系統(tǒng)中為每臺(tái)電動(dòng)機(jī)設(shè)置一臺(tái)主令控制器或凸輪控制器的設(shè)計(jì)。 而且采用凸輪控制器在操作中同時(shí)切換的觸點(diǎn)一般很多，且切換的又多是電動(dòng)機(jī)主電路的觸點(diǎn)，為了切換大容量電流，觸點(diǎn)都制造得厚重，這就為操作帶來(lái)了阻力和很大的勞動(dòng)強(qiáng)度。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(guò)電流繼電器的觸點(diǎn) ，用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)流保護(hù)； 1SA、 2SA、 3SA、 4SA 分別為主卷?yè)P(yáng)、副卷?yè)P(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?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)行程開關(guān)，用于提升終端限位保護(hù)。其主電路和控制電路如圖 所示 圖 20t 橋式起重機(jī)典型電路 控制方式：小型橋式起重機(jī)的主鉤、大車、小車均采用繞線式三相交流異步機(jī)電動(dòng)機(jī)和凸輪控制器控制。 [3] 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 控制室一般固定在主梁下方的一端，也有隨大車移動(dòng)的。 分別驅(qū)動(dòng)與集中驅(qū)動(dòng)相比，自重較輕，安裝和維護(hù)方便，實(shí)踐證明使用效果良好。 其驅(qū)動(dòng)方式有集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)方式 兩 種 ： 集中驅(qū)動(dòng)是由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)制動(dòng)輪直接與聯(lián)軸節(jié)、傳動(dòng)軸聯(lián)接，再通過(guò)減速器與車輪聯(lián)接驅(qū)動(dòng)兩邊的主輪。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后帶動(dòng)主動(dòng)輪使小車運(yùn)動(dòng)。小車架由鋼板焊成，其上裝有小車移行機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、欄桿及提升限位開關(guān)。目前國(guó)內(nèi)使用的橋式起重機(jī)大多還是采用的傳統(tǒng)的控制方法，采用繼電器控制和串電阻調(diào)速 ，使用凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)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(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。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)，是隨著大規(guī)模集成電路制造技術(shù)不斷發(fā)展的必然結(jié)果，符合起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，適 合發(fā)展大起重量得起重機(jī)；提高工作速度、擴(kuò)大調(diào)速范圍；提高金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備的可靠性和使用壽命；改善司機(jī)操作條件，保證作業(yè)安全，提高自動(dòng)化控制程度和擴(kuò)大遠(yuǎn)距離控制系統(tǒng)的使用范圍。其中，具有代表性的就是交流變頻調(diào)速裝置和可編程控制器在機(jī)械領(lǐng)域的結(jié)合應(yīng)用，為 PLC 控制的變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重 機(jī)應(yīng)用提供了有利條件。且轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速調(diào)速效果不理想。設(shè)計(jì)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。 本次設(shè)計(jì)就是 以吊鉤橋式起重機(jī)進(jìn)行討論與分析 的 。 起重機(jī)械種類很多，其中橋架型起重機(jī)是使用最廣泛的一種起重機(jī)械。它對(duì)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化起著重要作用，是現(xiàn)代化生產(chǎn)中不可缺少的工具。最后對(duì)可編程控制器進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，編制出安全可靠高效的控制程序。 本次設(shè)計(jì)主要討論的是基于可編程序控制器 （ PLC） 和變頻器的橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)。 傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)一般都是采用起重用繞線式交 流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 班 級(jí)： 機(jī)械 93 學(xué) 號(hào)： 0923144 作者姓名： 2020 年 5 月 25 日 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 題目 基于 PLC 的起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 隨著功率電子技術(shù)的發(fā)展 , 早在六十年代后期 , 國(guó)外就開始致力于晶閘管定子調(diào)壓調(diào)速技術(shù)的開發(fā)研究 .目前 , 該技術(shù)己進(jìn) 入了成熟穩(wěn)定的發(fā)展應(yīng)用階段 . 可編程序控制器 PLC 引入到交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)后 , 使傳動(dòng)系統(tǒng)性能發(fā)生了質(zhì)的變化 .在橋式起重機(jī)中實(shí)現(xiàn)大小車的自動(dòng)控制和故障診斷、檢測(cè)顯示等 , 達(dá)到了新的技術(shù)高度。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(jì)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(shì) , 適合發(fā)展大起重量的起重機(jī)。起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)上的電機(jī)一般都是采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式。并且闡述了 PLC 和變頻器控制的基本原理。 關(guān)鍵詞 ：橋式起重機(jī)；變頻器；可編程控制器 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 Abstract Bridge crane is the mechanical production of the most monly used as a hoisting machinery, plays a very important role in the process of production. So to improve the efficiency of bridge crane, ensure the security operation process and reduce cost of production is very important. Traditional bridge crane is used monly on reuse of wound rotor asynchronous motor drag munication. Hoisting mechanism and operational mechanism on the motor rotor series resistance speed control mode is generally adopted. But this way of speed regulating operation plexity, poor reliability, failure rate is high, and the power waste, low efficiency. With the rapid development of control technology in recent years, we can according to the above problems existing in the bridge crane control sy