【正文】 在圖 電路中 按圖 接入 ab 與 cd 環(huán)節(jié)。 7)換向時(shí)間繼電器 KT1(動(dòng)合延時(shí) ，開斷延時(shí) )，以延長(zhǎng)可逆轉(zhuǎn)換時(shí)間，防止接觸器 KM1KM KM3KM2 可逆轉(zhuǎn)換時(shí)可能造成的相間短路。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)重型載荷的低速下降。 5)當(dāng)控制器手柄由下降“ 2”位扳回到下降“ 1”位時(shí)， KM KT KM4斷電釋放， KT2 相繼斷電釋放，但因觸點(diǎn) KT2（ SA5 支路） 延時(shí) 才斷開，觸點(diǎn) KT1（ SA4 支路） 經(jīng) 延時(shí)閉合，這就使 KM1 通電吸合，電動(dòng)機(jī)按提升相序接通電源，轉(zhuǎn)子電阻全部串 入 。 一般來說，對(duì)于重型載荷的短距離下降 ，可選擇下降“ 1”檔，以倒拉反接制動(dòng)下降為宜；對(duì)于輕型載荷的矩距離下降，可選擇下降“ 2”檔，以單相制動(dòng)下降；對(duì)于輕型和中型載荷的長(zhǎng)距離下降，可選擇下降“ 3”，以強(qiáng)力或再生制動(dòng)下降；對(duì)于重型載荷的長(zhǎng)距離下降，可選將控制器手柄扳至下降“ 3”檔作高速下降，當(dāng)距離落放點(diǎn)較近時(shí)，再將手柄扳回下降“ 1”檔，以低速來完成余下行程的下放，這樣既安全、平穩(wěn)而又經(jīng)濟(jì)。另外，觸點(diǎn) KM5（ KT4 線圈支路） 斷開，使 KT4 斷電釋放，經(jīng) 延時(shí)使 KM6 通電吸合，短接轉(zhuǎn)子電阻 R3，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “ 下 3’” 特性上，而觸點(diǎn) KM6（ KT5線圈支路） 斷開，又使 KT5 斷電釋放，經(jīng) 延時(shí)后，使 KM7 通電吸合，又短接一段電阻 R4，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “ 下 3” 特性上。并使 KT KM KMKM8 相繼通電吸合。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 單相制動(dòng)特性曲線上，即 “ 下 2” 曲線上。 2)當(dāng)控制器手柄由下降“ 1”位扳至下降“ 2”位時(shí)， 將上升限位開關(guān) SQ1 圖 起升電機(jī)的機(jī)械特性 16 短接；時(shí)間繼電器 KT1 通電吸合，經(jīng)延時(shí)后使接觸器 KM3 通電吸合，相繼使接觸器、繼電器 KM KT2 通電吸合；接觸器 KM4 通電吸合，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻 R1 短接。所以，電動(dòng)機(jī)未接電源，制動(dòng)器未打開，不致引起重載下降，也不會(huì)引起輕載不但不下降反而上升的現(xiàn)象發(fā)生。但當(dāng)由提升“ 1”位扳回“ 0”位時(shí)， 電路保證 KM8 先 斷電，經(jīng) KT2 延時(shí)觸點(diǎn)斷開才使 KM1 斷電釋放，這就使制動(dòng)器先進(jìn)行制動(dòng)，然后再切斷電動(dòng)機(jī)提升相序電源，保證有效地制動(dòng)。因?yàn)榇藭r(shí)觸點(diǎn) KM6（ KT5 線圈 支路 ） 斷開，使時(shí)間繼電器KT5 斷電釋放，經(jīng) 延時(shí)后又使接觸器 KM7 通電吸合，再短接一段轉(zhuǎn)子電阻 R4，只剩一段常接電阻 R5，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作在圖 “ 上 3” 特性曲線上。同時(shí)，觸點(diǎn)KM5（ KT4 線圈 支路 ）斷開，使時(shí)間繼電器 KT4 斷電釋放，觸點(diǎn) KT4(SA10支路 )經(jīng) 延時(shí)后閉合，為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速做準(zhǔn)備。 15 在 KM8 通電吸合后，經(jīng) KM KM1觸點(diǎn)使 KT2 通電吸合，觸點(diǎn) KT2（ SA5支路） 、 KT2（ SA11 支路） 瞬時(shí)閉合，前者為 KM8 延時(shí)斷電，制動(dòng)器延時(shí)閉合準(zhǔn)備，后者為 KM1 通電提供又一通道。短接一段轉(zhuǎn)子電阻 R1，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “上 1”特性曲線上。 (1)提升重物的控制 1)控制器手柄由“ 0”位扳至上升“ 1”位時(shí)，由于觸點(diǎn) KM1 斷開，使時(shí)間繼電器 KT3 斷電釋放，其觸點(diǎn) KT3（ SA8 支路） 經(jīng) 延時(shí)后閉合，使KM4 通電吸合，短接一段轉(zhuǎn)子電阻 R1，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “上 1”特性曲線上。使 SF 常開觸點(diǎn)閉合，然后扳動(dòng)控制器手柄進(jìn)行“ 0” 下降“ 1” “ 0”的操作，即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。同時(shí)，由于 KT1 的短暫延時(shí)，在控制器手柄由“ 0”扳到下降“ 3”位時(shí)，接觸器 KM3 不動(dòng)作； 9)重型載荷時(shí)，在某些場(chǎng)合需經(jīng)常使用點(diǎn)動(dòng)操作，為此可對(duì)控制器進(jìn)行在某些場(chǎng)合需經(jīng)常使用點(diǎn)動(dòng)操作重型載荷時(shí)，在某些場(chǎng)合需經(jīng)常使用點(diǎn)動(dòng)操作，為此可對(duì)控制器進(jìn)行在某些場(chǎng)合需經(jīng)常使用點(diǎn)動(dòng)操作，為此可對(duì)控制器“ 0” 下降“ 2” “ 0”的操作。在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。它的結(jié)構(gòu)與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)有些類似，也是通過手柄操作凸輪，使觸點(diǎn)按規(guī)定的接通表也是通過手柄操作凸輪，使觸點(diǎn)按規(guī)定的接通表閉合或斷開電路，但其觸點(diǎn)對(duì)數(shù)較多。當(dāng)主令控制器手柄由：“ 0”扳到下降“ 1”檔時(shí)，電路不動(dòng)作，只有當(dāng)控制器手柄由下降“ 2”或下降“ 3”檔返回下降“ 1”檔時(shí)，電路才動(dòng)作，以避免發(fā)生輕載在該檔發(fā)生不但不下降反而上升的現(xiàn)象； 5)下降“ 2”檔為單相制動(dòng)檔，實(shí)現(xiàn)輕載時(shí)的低速下降； 輸入點(diǎn)數(shù)為 56個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為 39 個(gè)； 6)下降“ 3”檔為再生制動(dòng)檔，可獲得高于同步轉(zhuǎn)速的高速下降。 副鉤也采用主令控制器來控制其原理與與主鉤的控制原理大體相同，副鉤中沒有點(diǎn)動(dòng)操作，其制動(dòng)采用電磁抱閘，如圖 所示。 4)起重機(jī)要求有較好的調(diào)速、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行性能。 2)操作頻率高，每小時(shí)通斷次數(shù)接近或超過 600 次。圖中 Q 為三相刀開關(guān)， KM 為線路接觸器， KOC0 為總過電流繼電器， KOC1～ KOC5 為各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)過電流繼電器，SA SA SA SA4 分別為小車、 主鉤 、大車 、副鉤 的零位保護(hù)觸點(diǎn)， SQ1SQ8分別為大車、小車和提升機(jī)構(gòu)的限位開關(guān)， SQ11 為緊急事故開關(guān)， SQ SQ10為艙口門和橋架門安全開關(guān)， HL 為電源信號(hào)燈， AL 為電鈴， XS1～ XS3 為電源 (36V、 220V)插座， EL1～ EL4 為照明燈。 圖 為 XQB12504F/口型保護(hù)箱的電氣原理圖。保護(hù)箱由刀開關(guān)、接觸器、過電流繼電器等組成，用于控制保圖 單相制動(dòng)狀態(tài)機(jī)械特性 11 護(hù)起重機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過流保護(hù)，以及失壓、零位、限位等保護(hù)。另外，起重機(jī)有關(guān)機(jī)構(gòu)安裝各類可靠靈敏的安全裝置，常用的有緩沖器、起升高度限位器、負(fù)荷限制器及超速開關(guān)等。但不適用于重載下放，因此時(shí)將發(fā)生高速下降的飛車事故。這時(shí)，如果電動(dòng)機(jī)在重力負(fù)載作用下，電動(dòng)機(jī)將處于第四象限的倒拉制動(dòng)狀態(tài)，稱為單相倒拉制動(dòng)，適用于輕載低速下降。由曲線 3 可知，當(dāng)n=0 時(shí)， T=O，故此時(shí)電動(dòng)機(jī)通電后不能起動(dòng)旋 轉(zhuǎn)，但若在外力 作用下使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，可使電動(dòng)機(jī)工作。所以，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將是這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)，將這個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)分解為兩個(gè)轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子仍按正轉(zhuǎn)提升相序接線，但在轉(zhuǎn)子電路中串接較大電阻，這時(shí)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL，因此電動(dòng)圖 下放在中載或重時(shí)的再生制動(dòng)狀態(tài) 圖 下放重載時(shí)的倒拉反接制動(dòng)狀態(tài) 圖 單相電動(dòng)狀態(tài)機(jī)械特性 10 機(jī)就被載荷拖動(dòng)，迫使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)和電流都加大，轉(zhuǎn)矩也隨之加大，直至 T=TL， 如圖 所示。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩 =負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)以高于同步轉(zhuǎn)速的速度穩(wěn)定運(yùn)行，所以也可稱為超同步制動(dòng)，如圖 所示。 在中載或重時(shí)的再生制動(dòng)狀態(tài) 在中載或重載長(zhǎng)距離下降重物時(shí)，可將提升電動(dòng)機(jī)按反轉(zhuǎn)相序接線，產(chǎn)生下降方向的電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩 T與重力轉(zhuǎn)矩 TW的方向一致，仍如圖 所示，使電動(dòng)機(jī)很快加速并超過電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)工作在反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，如圖 所示。 圖 提升物品時(shí)的正向電動(dòng)狀態(tài) 圖 下放空鉤或輕載時(shí)的反向電動(dòng)狀態(tài) 9 當(dāng)空鉤或輕載下放時(shí)的反向電動(dòng)狀態(tài) 當(dāng)空鉤或輕載下放時(shí)，由于 負(fù)載重力轉(zhuǎn)矩小于提升機(jī)構(gòu)摩擦阻轉(zhuǎn)矩，此時(shí)依靠重物自身重量不能下降。 提升重物時(shí)的正向電動(dòng)工作狀態(tài) 提升物品時(shí)，電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL由重力轉(zhuǎn)矩 TW及提升機(jī)構(gòu)摩擦阻轉(zhuǎn)矩Tf兩部分組成，當(dāng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 T 克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL時(shí)，重物將被提升；當(dāng)二者相等時(shí)，重物以恒定速度提升。 起重機(jī)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)分析 大車、小車行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的正、反向電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行 起重機(jī)大車和小 車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為運(yùn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和車輪滾動(dòng)時(shí)的摩擦阻力矩，其值為一常數(shù)，方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制的要求比較簡(jiǎn)單，只要有一定的調(diào)速范圍，分幾檔進(jìn)行控制即可。 6)為了安全，有機(jī)械抱閘的機(jī)械制動(dòng)，以減輕機(jī)械抱閘的負(fù)擔(dān)。但預(yù)備級(jí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能大，一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下。高速向低速過渡應(yīng) 8 逐級(jí)減速，保持穩(wěn)定運(yùn)行。 3) 適當(dāng)?shù)牡退賲^(qū)，提升重物開始或下降重物到預(yù)定位置附近，都需要低速。 提升機(jī)構(gòu)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制的要求 為了提高起重機(jī)的生產(chǎn)率和生產(chǎn)安全，對(duì)起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制提出如下要求： 1) 具有合適的升降速度，空鉤能快速升降，輕載提升速度應(yīng)大于額定負(fù)載的提升速度。 3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子制成細(xì)長(zhǎng)形，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，減小了起、制動(dòng)時(shí)的能量損耗。 %100% ?? 周期時(shí)間負(fù)載持續(xù)時(shí)間FC (21) 一個(gè)周期通常是為 10min，標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)載持續(xù)率有 15%、 25%、 40%、 60%等幾種。 起重用電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 1)電動(dòng)機(jī)按斷續(xù)周期工作制設(shè)計(jì)制造，其代號(hào)為 S3。為此，專門設(shè)計(jì)制造了 YZR 系列起重及冶金用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 7 橋式起重機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)和電氣控制的要求 橋式起重機(jī)工作環(huán)境惡劣，粉塵大，溫度高，空氣潮濕，其工作性質(zhì)為重復(fù) 短時(shí)工作制。按工作級(jí)別使用起重機(jī)，可安全又充分發(fā)揮起重機(jī)的功能。大車運(yùn)行速度一般為 80～ 120m/min。中、小起重量的起重機(jī)起升速度一般為 8～ 20m/min。 工作速度 橋式起重機(jī)的工作速度包括起升速度及大、小車運(yùn)行速度。 跨度 起重機(jī)主梁兩端車輪中心線間的距離，即大車軌道中心線間的距離稱作跨度。最大起重量是指在正常工作條件下允許吊起的最大額定起重量。 起重量 系指被起升物的重量，有額定起重量和最大起重量?jī)蓚€(gè)參數(shù)。 滑觸線通常采用角鋼、圓鋼或工字鋼等鋼性導(dǎo)體制成。另一種方法是采用滑觸線和集電刷供電。一般采用軟電纜供電。 橋式起重機(jī)的供電特點(diǎn) 起重機(jī)的電源為 380V，由公共的交流電源供給 。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有分別驅(qū)動(dòng)和集中驅(qū)動(dòng)兩種，目前我國生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大都采用分別驅(qū)動(dòng)方式。大車的軌道敷設(shè)在沿車間兩側(cè)的立柱上，大車可在軌道上沿車間縱向移動(dòng)；大車上有小軌供小車橫向移動(dòng)；主鉤和副鉤都 裝在小車上，主鉤用來提升重物，副鉤除了可提升輕物外，在它額定負(fù)載范圍內(nèi)也可協(xié)同主鉤輕轉(zhuǎn)或翻倒工作用。 橋式起重結(jié)構(gòu)示意如圖 所示，起重機(jī)可以在大車能夠行走的整個(gè)車間范圍內(nèi)進(jìn)行起重運(yùn)輸。如車站貨場(chǎng)使用的門式起重機(jī)；建筑工地使用的塔式起重機(jī)；生產(chǎn)車間使用橋式起重機(jī)。此外還有防爆、絕緣、雙小車、掛梁等橋式起重機(jī) 。橋式起重機(jī)通常分為單主梁、雙梁起重機(jī)兩大類。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 2)繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般要求 3)橋式起重機(jī) 電路的設(shè)計(jì) 4)橋式起重機(jī) 控制電路的工作原理 5)橋式起重機(jī) 電路控制器件的選擇 6)橋式起重機(jī) 電路的檢修 5 第 2 章 橋式起重機(jī)電氣控制 橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類 起重機(jī)是一種用于起吊和放下重物并使重物在短距離內(nèi)水平移動(dòng)的起重設(shè)備。同時(shí)，通過采用 PLC 控制可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高抓斗橋式起重機(jī)的工作性能。 采用 PLC（可編程控制器）來控制橋式起重機(jī)的運(yùn)行，可以充分體現(xiàn)出 4 PLC 所具有的功能強(qiáng)，可靠性高、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小巧等優(yōu)點(diǎn)。 要解決上述問題，最有前途的作 法是對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高舊設(shè)備的新技術(shù)含量。 3） 起重機(jī)工作的協(xié)調(diào)性主要靠操作人員的熟練程度。因而設(shè)備故障率比較高，維修工作量比較大。在原傳動(dòng)控制中，采用轉(zhuǎn)子串接電阻的調(diào)速方式，其設(shè)備存在缺點(diǎn)如下： 1） 起重機(jī)每天需進(jìn)行大量的裝卸操作，由于繞線式電機(jī)調(diào)速是通過電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的主要控制元件 —— 交直流接觸器和斷開電動(dòng)機(jī) 上的串接電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。在這種情況下，若只為追求新技術(shù)的應(yīng)用而提前進(jìn)行設(shè)備的更新?lián)Q代，將造成極大的浪費(fèi)，同時(shí)增大設(shè)備投資的回收難度，提高企業(yè)的產(chǎn)品成本。 對(duì)起重機(jī)控制電路進(jìn)行 PLC 改造的意義 目前，在企業(yè)中運(yùn)行著的許多生產(chǎn)設(shè)備在控制技術(shù)方面都趨于落后和老化，但并未完成設(shè)備的設(shè)計(jì)壽 命。經(jīng)過 20多年的發(fā)展，它已日臻完善，在眾多的控制系統(tǒng)中，顯示出出類拔萃的風(fēng)范，因此，可以毫不夸張地說，分散控制系統(tǒng)是過程控制發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。分散控制系統(tǒng)也叫集散控制系統(tǒng)，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和顯示技術(shù)，采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式 ,按總體分散、管理集中的原則，完成對(duì)工業(yè)過程的操作、監(jiān)視、控制。這階段的主要任務(wù)是克服干擾和模型變化，滿足復(fù)雜的工藝要求，提高控制質(zhì)量。 第二階段是發(fā)展階段，以現(xiàn)代控制理論為主要基礎(chǔ)，以微型計(jì)算機(jī)和高檔儀表為工具，對(duì)較復(fù)雜的工業(yè)過程進(jìn)行控制。第一階段是初級(jí)階段，包括人 工控制，以古典控制理論為主要基礎(chǔ)，采用常規(guī)氣動(dòng)、液動(dòng)和電動(dòng)儀表，對(duì)生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力和液位進(jìn)行控制，在諸多控制系統(tǒng)中，以單回路結(jié)構(gòu)、 PID 策略為主，