【正文】 參考文獻(xiàn) . 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和幫助我的老師、朋友、同學(xué)致以最誠(chéng)摯的謝意和最中心的祝福！ 感謝導(dǎo)師張有東老師！老師嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的研究作風(fēng)，淵博深厚的知識(shí)，孜孜不倦的誨人，我感到由衷的敬佩。本設(shè)計(jì)要給出的就是針對(duì)常見的橋式起重機(jī)系統(tǒng) 編寫的控制程序。報(bào)警鈴在系統(tǒng)吊取和移動(dòng)時(shí)給出警告，確保工作時(shí)能引起相關(guān)區(qū)域人員的注意。 根據(jù)要求，此系統(tǒng)要能達(dá)到橋式起重機(jī)的基本操作要求，目前的橋式起重機(jī)系統(tǒng)大部分還是使用的繼電器接觸器形式進(jìn)行控制，但隨著可編程控制器價(jià)格的不斷降低和 其中設(shè)備功能的不斷增強(qiáng)，已經(jīng)出現(xiàn)使用可編程控制器進(jìn)行控制的起重設(shè)備。橋式起重機(jī)控制的 PLC 配置示意圖如下圖所示： S 7 3 4 1 限 位 開 關(guān) 操 作 臺(tái) 指 令+ 1 0 V0 VA D C 1 +A D C 1 D i n 1D i n 2D i n 3D i n 4D i n 5D i n 6+ 1 5 VP EL 1L 2L 3B + B WVUP EA o u t A o u t 1 +D o u t 3 N OD o u t 3 C o mD o u t 3 N CD o u t 2 C o mD o u t 2 N OD o u t 1 C o mD o u t 1 N oD o u t 1 N C123456781 61 791 81 92 02 12 22 32 42 51 21 3MP G數(shù) 字 量 輸 出脈 沖 編 碼 器繼 電 器制 動(dòng) 器電 動(dòng) 機(jī)M I C R O M A S T E R4 4 0模 擬 量 輸 入6 x 數(shù) 字 量 輸 入制 動(dòng) 電 阻 圖 411 橋式起 重機(jī)控制 PLC 配置圖 橋式起重機(jī) PLC 控制 程序設(shè)計(jì) 通過 使用可編程控制器對(duì) 3 個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的實(shí)現(xiàn)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式起重機(jī)的動(dòng)作控制。系統(tǒng)的輸入主要是總電源合閘信號(hào)、 3個(gè)主要被控設(shè)備的控制信號(hào)和相應(yīng)的位置極限信號(hào)；輸出時(shí) 3個(gè)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)信號(hào)和聲光指示信號(hào)。其控制實(shí)現(xiàn)的邏輯可以采用已學(xué)的一些控制方法，考慮到實(shí)際的起重機(jī)控制中使用的不是控制按鈕 而是多向轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時(shí)快速換向的情況多，所以在程序?qū)崿F(xiàn)上要求對(duì)這些細(xì)節(jié)充分考慮，采取對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)手段。 ④聲光指示控制 起重機(jī)處于運(yùn)動(dòng)過程狀態(tài)時(shí)，要給出鈴聲警告；在運(yùn)轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的極限位置時(shí)，在駕駛室內(nèi)給出指示燈顯示。 ② 小車前后運(yùn)行控制 起重機(jī)運(yùn)載 小車的前后運(yùn)動(dòng)也是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，在動(dòng)作過程中，不允許超出起重機(jī)的兩側(cè)極限位置。 （ 24）要定期做安全技術(shù)檢查，做好預(yù)檢預(yù)修工作。司機(jī)室或起重機(jī)體的接地位置應(yīng)多于兩處。如小車軌道不是焊接在主梁上時(shí)，應(yīng)采取焊接地 線措施。 （ 22）修理和檢查用的照明燈，其電壓必須在 36V 以下。 （ 20）起重機(jī)不允許互相碰撞，更不允許利用一臺(tái)起重機(jī)去推動(dòng)另一臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行工作。 （ 18）對(duì)起重機(jī)某部進(jìn)行焊接時(shí)，要專門設(shè)置地線，不準(zhǔn)利用機(jī)身做地線。 （ 16）升降制動(dòng)器存在問題時(shí)，不允許升降重物。 （ 14）限位開關(guān)和聯(lián)鎖保護(hù)裝置，要經(jīng)常檢查。如必須帶電作業(yè)時(shí)，須有安全措施保護(hù)，并設(shè)有專人照管。 （ 11）不許在被吊起的物件上施焊或錘擊及在物件下面工作（有支撐時(shí)可以）。 （ 9）對(duì)吊運(yùn)小于額定起重量 50%的物件，允許兩個(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作；吊大于額定起重量 50%的物件，則只可以一個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。 （ 8）起重機(jī)在沒有障礙物的線路上運(yùn)行時(shí)，吊鉤或 吊具 以及吊物底面，必須離地面 2m以上。 （ 6）起重機(jī)不允許超荷使用。 （ 4）操作中必須精神集中、不許談話、吸煙或做無(wú)關(guān)的事情。 （ 2）工作中，橋架上不許有人或用吊鉤運(yùn)送人。在回饋制動(dòng)下放重物時(shí)，串接于轉(zhuǎn)子電路的電阻越大，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越高，此時(shí)電動(dòng)機(jī)從轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械功率，大部分變?yōu)殡娔芑仞伣o電源。 圖 315 反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)下放輕物過程機(jī)械特性曲線 （ R1＞ R2＞ R3＞ R4） ③當(dāng)放下較重貨物時(shí)，位能負(fù)載力矩大于摩擦阻力矩，為控制下放速度不致過快，電動(dòng)機(jī)應(yīng)接正相序電源，此時(shí)轉(zhuǎn)速方向?yàn)樨?fù)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)工作于反接制動(dòng)狀態(tài) ，機(jī)械特性曲線位于第四象限，如下圖所示，此時(shí)串接于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路的電阻越大，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越高，在反接制動(dòng)狀態(tài)下放重物過程中，電動(dòng)機(jī)從軸上輸入機(jī)械功率，同時(shí)從電源吸收電磁功率，這兩部分功率主要消耗在轉(zhuǎn)子電路所串聯(lián)電阻上。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串接電阻越大，對(duì)應(yīng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越低。 圖 314 正向電動(dòng)機(jī)狀態(tài)提升重物過程機(jī)械特性圖 （ R1＞ R2＞ R3＞ R4） ② 當(dāng)下放較輕貨物時(shí)，位能力矩小于摩擦阻力矩，欲使輕物放下，電動(dòng)機(jī)需接反向相序電源，使電動(dòng)機(jī)工作在反向電動(dòng)狀態(tài)。提升過程的機(jī)械特性曲線位于第一象限，如下圖所示。 主鉤升降控制電路 （ 1）主鉤升降運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)： 主鉤升降由一臺(tái) YZR520MA8型起重機(jī)專用繞線式異步電動(dòng)機(jī)，有以下幾種情況： ① 當(dāng)主鉤向上提升貨物時(shí)，由摩擦產(chǎn)生的阻力與重物產(chǎn)生的位能力矩相加成為負(fù)載力矩，電動(dòng) 機(jī)工作在正向電動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速方向?yàn)檎?（向上提升）， 電動(dòng)機(jī)電磁力矩方向和轉(zhuǎn)速主向相同，負(fù)載力矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。如上凸輪控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 311 橋式起重機(jī)電氣控制圖（ 1） 圖 312 橋式起重機(jī)電氣控制圖（ 2） 凸輪控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 圖 313 凸輪控制器結(jié)構(gòu)示意圖 凸輪控制器是一種大型手動(dòng)控制電器，用以變換主電路的接法和轉(zhuǎn)子電路中的電阻值，以達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和反轉(zhuǎn)的目的。 ⑤用一個(gè) KM10 的動(dòng)斷觸點(diǎn) KM3線圈串聯(lián)，保證只有 KM10 釋放后， KM3 才能通電吸合，這樣就可保證在反接過程中轉(zhuǎn)子串接由一定阻值 的電阻，防止過大的電流沖擊。 ④在下降檔位置下放重物時(shí)，如欲降低速度，應(yīng)將主令控制器扳回低檔位以避免下降速度過快。緊急開關(guān) SA1 供操作人員在緊急狀態(tài)下切斷總電源。 ①接觸器 KM 線圈回路串聯(lián)了各電動(dòng)機(jī)的過流繼電器 KA1~KA5 及 KA0 的動(dòng)斷觸點(diǎn)，任一過電流繼電器動(dòng)作，都會(huì)使 KM 斷電釋放，切斷交流電源，達(dá)到過載保護(hù)的目的。要使機(jī)構(gòu)退出極限位置，必須手柄都退到零位，這是自鎖電路中的動(dòng)斷觸點(diǎn) SASA3 都閉合，可以重新啟動(dòng)接觸器 KM，操作凸輪控制器，使機(jī)構(gòu)反方向運(yùn)動(dòng)，退出極限位置。小車限位開關(guān) SQ SQ4 及副起升位置開關(guān) SQ5 串接與接觸器 KM 的自鎖電路中。限位開關(guān) SQ SQSQ8 分別是操作控制室門上的安全開關(guān)及起重機(jī)端梁欄桿門上的安全開關(guān)，任何一個(gè)門沒有關(guān)好，電動(dòng)機(jī)都不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行。 由凸輪控制器 SA SA SA4 控制的四臺(tái)電動(dòng)機(jī)：副起升電動(dòng)機(jī) M2 橋架電動(dòng)機(jī) 都設(shè)置了過電流保護(hù)，分別采用過電流繼電器 KA KA KA KA5實(shí)現(xiàn)。 通過接觸器 KM 使電動(dòng)機(jī)與車間電源接通，所以控制接觸器 KM 就能對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。 起重機(jī)共有 5 臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 橋架的移動(dòng) 是由兩臺(tái)特性完全相同的交流繞線式交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，分別安裝在橋架的兩端。為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車，應(yīng)采取制動(dòng)停車 。不允許只有電氣制動(dòng)而無(wú)機(jī)械制動(dòng)，不然發(fā)生電源事故停電時(shí)，在無(wú)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。 (5) 負(fù)載放下時(shí)，依據(jù)負(fù)載大小，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)可以是電機(jī)狀態(tài)、倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)與再生發(fā)電制 動(dòng)狀態(tài)。 (4) 提升的第一檔為預(yù)備檔，用以消除傳動(dòng)間隙，將鋼絲張緊，避免過大的機(jī)械沖擊。為此，在 30%額定速度內(nèi)應(yīng)分成幾檔，以便靈活操作。 (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(duì)要求較高的起重機(jī)，調(diào)速范圍可達(dá) (5～ 10):1。 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 的計(jì)算 (25) 式中 一電機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪轉(zhuǎn)矩之和， ? ?nTT UR MR cBO 2??cURTMTncc IUR /min ?cUcIBR BOR BR minRBT? ?? ? LbLMB Tt nnGDGDT ???? 375 21222MGD 一負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 一減速開始時(shí)轉(zhuǎn)速， r/min 一減速結(jié)束時(shí)轉(zhuǎn)速， r/min 一減速時(shí)間， S 由于高次諧波的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，電纜的實(shí)際使用面積減少，單位實(shí)際工作電阻增大，電纜壓降有增大的趨勢(shì)，故所配電纜一般大于常規(guī)使用值。 借助制動(dòng)單元，消耗電機(jī)發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下從動(dòng)能轉(zhuǎn)換來(lái)的能量。一旦直流回路電壓超過一定的界限，該晶體管導(dǎo)通，并將過剩的電能通過與之相接的制動(dòng)電阻器轉(zhuǎn)化為熱能耗。 ? ? msj PaPP ?/??? ??1000/gvCP P?PCvg? 制動(dòng)單元 為減小大慣性系統(tǒng)的減速時(shí)間，解決變頻器直流電路上的過電壓?jiǎn)栴}。 交流電抗器 在變頻器的輸入端加接交流電抗器，以抑制變頻器造成的高頻峰值電流，或電容器開斷造成的峰值電流對(duì)變頻器的危害。 用輔件的選擇 斷路器 為避開變頻器投入時(shí)直流回路電容器的充電電流峰值，為此變頻器配置的斷路器容量應(yīng)為電機(jī)額定電流的 ～ ，整定值為斷路