【正文】 圖紙 ............................................................................................................. 29 1 塔式起重機 的電氣控制設(shè)計 1 概述 本人 設(shè)計內(nèi)容為用可編程序控制器（ PLC）控制 塔式起重機 ，主要設(shè)計其電氣控制部分。 關(guān)鍵詞： 塔式起重機 ； PLC； 控制梯形圖 The Design of tower type derrick control Abstract: Programming logic controleis is a kind of an industry control design of appropriation calculator, have an extensive application in various auto control system. Make use of PLC to carry on the technique reformation to the old equipments, is the factory exaltation equipments utilization, raise the product quality and yield, ease the valid path that the worker labors modern society, Tower came has been applied different enterprise such as metallurgical industry ,chemical industry ,shipping industry and so on .In order to guarantee its work safety measures ,it must be tested at regular intervals. Onthespot automatic testing of came high efficiency and quality is achieved by programmable control technology. Tower came plays a more and more important role in a lot of places . Along with research and the advance of science and technology may programming logic controler( PLC) in tower came in control utilize is a very meaningful design content is use the programming logic controler( PLC) control a tower came . Major purpose is solution exist in present tower came control some problems, use software resource and the hardware resource of PLC reasonably, raise the safe reliability of elevator and the flexibility of operation, reduce the input export port of PLC, use the easier control program of various instructions fully, acplish control program should as far as possible simple. In order to needing to be carry on on the spot to the examination of the tower came, will beg the examination control equipments and connect line convenience,easy to take,work credibility,control vivid, PLC can satisfy these requests. Key Words: Tower came。主要目的是解決目前 塔式起重機 控制中存在的一些問題，合理地利用 PLC 的硬件資源和軟件資源，充分利用各種指令的簡化控制程序，做到控制程序應(yīng)盡量簡單，便于理解，并有一定的規(guī)律性以便能適合于不同控制的要求。隨 著科技的進步 , 研究可編程序控制器（ PLC）在 塔式起重機 中的控制運用是一個非常有意義的課題。在現(xiàn)代社會里 ,塔式起重機廣泛應(yīng)用于冶金、化工、船舶及其他企業(yè)，為了保證 其工作的安全可靠，需要定期測試。 畢業(yè)設(shè)計說明書 塔式起重機的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計 專業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 指導(dǎo)教師 完成日期 電氣與信息工程學(xué)院 塔式起重機 的 電氣 控制設(shè)計 摘 要 ： 可編程控制器是一種為工業(yè)控制所設(shè)計的專用計算機，在各種自動控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。利用 PLC 對老設(shè)備進行技術(shù)改造，是工廠提高設(shè)備利用率，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，減輕工人勞動強度的有效途徑。文中提出采用可編程控制（ PLC）技術(shù)，可以高效率、高質(zhì)量的實現(xiàn)起重機的現(xiàn)場自動檢測。本次 課題 內(nèi)容為用可編程序控制器（ PLC）控制 塔式起重機 。 由于對塔式起重機的檢測需要在現(xiàn)場進行，就要求檢測 控制設(shè)備要接線方便、便于攜帶、工作可靠、控制靈活， PLC 可以滿足這些要求。 PLC。 本人 設(shè)計課題由朱學(xué)來老師提供，并得到電氣與信息學(xué)院批準，其主要目的是解決目前 塔式起重機 控制中存在的一些問題，合理地利用 PLC 的硬件資源和軟件資源，提高 塔式起重機 的安全可靠性和操作的靈活性，減少 PLC 的輸入輸出端口，充分利用各種指令的簡化控制程序，做到控制程序簡單化，便于理解，并有一定的規(guī)律性以便能適合于不同 情況下 的控制要求。 本次設(shè)計從選 PLC 型號著手，根據(jù)輸入輸出信號正確的設(shè)計 PLC 接線圖，完成硬件部分設(shè)計，最后設(shè)計出合理的梯形圖，完成設(shè)計說明書。 20 世紀末 20 余 年國外塔機技術(shù)發(fā)展的主要特點是： （ 1） 組合塔機（ Combination crane）或稱模塊塔機（ Modular tower crane）得到迅速發(fā)展。 （ 4） 安裝架設(shè)速度快， 450~900kN*m 級塔機借助液壓伸縮臂汽車起重機作為安裝輔機，在 4~6 小時內(nèi)可以安裝完畢。 進入 20 世紀 90 年代以后，我國塔機行業(yè)隨著全國范圍建筑任務(wù)的增加進入了一個新的全盛時期，年產(chǎn)量連年猛增，全國塔機總 擁有量截至 2021 年約為 6萬臺，塔機出口業(yè)務(wù)始于 1988 年曾一度極為興旺，據(jù)統(tǒng)計 1993~1997 年出口共創(chuàng)匯近 8400 萬美圓。 塔式起重機的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計 2 塔機的學(xué)名為塔式回轉(zhuǎn)起重機，屬于一種非連續(xù)性搬運機械 2． 2 傳統(tǒng)的塔式起重機的控制現(xiàn)狀 塔 式 起 重機是我們建筑機械的關(guān)鍵設(shè)備在建筑施工中起著重要作用，我們只用了五十時間走完了國外發(fā)達國家上百年塔機發(fā)展的路程，如今已達到發(fā)達國家水平并躋身于當代國際市場隨著高層建筑發(fā)展，對施工機械提出了新 的要求 .于是， 160TM 附著式、 45TM 內(nèi)爬式、 120TM 自升式等都由我國自己設(shè)計并制造 。隨著 功 率 電子技術(shù)的發(fā)展，早在六十年代后期，國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)己進入了成熟穩(wěn)定的發(fā)展應(yīng)用階段 .可編程序控制器 P 硯引人到交流電氣傳動系統(tǒng)后，使傳動系統(tǒng)性能發(fā)生了質(zhì)的變化 .在塔式起重機實現(xiàn)了抓斗的自動控制和故障診斷、檢側(cè)顯示等，達到了新的技術(shù)高度。 3 2． 3 塔機的優(yōu)點塔機產(chǎn)品分類 組 型 特性 產(chǎn)品 主參數(shù)代號 名稱 代號 名稱 代號 代號 名稱 代號 名稱 單位 表示法 塔 式 起 重 機 QT 軌 道 式 上回轉(zhuǎn)塔式起重機 QT 額定 起重 力矩 Kn*m 主參數(shù)*10 Z 上回轉(zhuǎn)自升塔機 QTZ A 下回轉(zhuǎn)塔機 QTA K 快裝塔式起重機 QTK 汽車式 Q 汽車塔式起重 機 QTQ 輪胎式 L 輪胎塔式起重機 QTL 履帶式 U 履帶塔式起重機 QTU 組合式 H 組合塔式起重機 QTH 表 塔機分類形式及代號 塔機工作級別 塔機工作級別是設(shè)計人員進行結(jié)構(gòu)機構(gòu)設(shè)計計算的依據(jù)，根據(jù)利用等級和載荷狀態(tài)，塔機分為 6 個工作級別。 塔機參數(shù) 塔機參數(shù)包括基本參數(shù)和主參數(shù) ，基本參數(shù)共 10 項。 起升高度 空載時，對軌道式塔機，是吊鉤內(nèi)最低點到軌頂面的距離，對其他形式起重機，則為吊鉤內(nèi)最低點到支承面的距離。 2． 5 塔機的工作機構(gòu) 塔機的工作機構(gòu)有 5 種：起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、小車牽引機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和大車走行機構(gòu)。 小車變幅水平臂架塔機設(shè)小車牽引機構(gòu)，或稱小車變幅 機構(gòu)。 起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、小車牽引機構(gòu)在構(gòu)造上極為相似，均由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器和卷筒等部件構(gòu)成。 可編程序控制器問世以來，經(jīng)過近 30 年的發(fā)展，產(chǎn)品現(xiàn)已發(fā)展到第 四代。 1971 年日本從美國引進了這項新技術(shù)，很快就研制成了日本第一臺可編程序控制器 DSC8。 1974 年我國開始研制可編程序控制器。 從 PLC 的發(fā)展趨勢看， PLC 控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動化的主要控制技術(shù)。 3． 2 PLC 的控制原理 可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機，其核心就是一臺計算機。另一方面，作為繼電控制盤的替代物，由于其核心為計算機芯片，因此與繼電器控制邏輯的工作原理也有很大區(qū)別。在程序執(zhí)行中，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一掃描塔式起重機的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計 6 周期的輸入處理階段才讀入這變化。 b)程序處理 對應(yīng)用戶程序存儲器所存的 指令，從輸入映像寄存器和其他軟元件的映像寄存器中將有關(guān)軟元件的通、斷狀態(tài)讀出，從 0 步開始順序運算，每次結(jié)果都寫入有關(guān)的映像寄存器，因此，各軟元件（ X 除外）的映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行在不斷變化。 c)輸出處理 全部指令執(zhí)行完畢，將輸出 Y 的映像寄存器的通、斷狀態(tài)向輸出鎖存寄存器傳送，成為可編程控制器的實際輸出。 3． 3 用 PLC 控制塔機的優(yōu)越性 《可編程控制器原理及應(yīng) 用》為電氣控制、機電一體化專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。不僅要具備良好的編程知識，而且還應(yīng)具備其它相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知識，并具有主動探索知識的能力。由于極高的可靠性及應(yīng)用極為方便，國內(nèi)外正在迅速普及應(yīng)用，并提高發(fā)展。微機技術(shù)已經(jīng)并繼續(xù)在改變世界。近 20 年來隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器以其可靠性極高，能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗使用極方便的巨大優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)工業(yè)自控領(lǐng)域，成為工業(yè)自動控制的首選產(chǎn)品，與機器人、 CAD/CAM 并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。塔式起重機是起重機的一種，適用于冶金、水泥、化工、及其他企業(yè)的倉庫和車間，在室內(nèi)或露天的固定空間，從事礦石、石灰石、礦粉、焦渣、焦碳、煤、礦等散粒物 料的搬運工作。 由于對塔式起重機的檢測需要在現(xiàn)場進行，就要求檢測控制設(shè)備要接線方便、便于攜帶、工作可靠、控制靈活、 PLC 可以滿足這些要求。 塔機工作機構(gòu)分為 5 種：起升機構(gòu)；變幅機構(gòu)；小車牽引機構(gòu)；回轉(zhuǎn)機構(gòu)和大車走行機構(gòu)。起升機構(gòu)，變幅機構(gòu)及小車牽引機構(gòu) 在構(gòu)造上極為相似，均由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器和卷筒等部件組成。其結(jié)構(gòu)緊湊，功能性強。 CPM1A 系列 PLC 主機類型見表。 在 CPM1A 系列 PLC 主機的的面板上。 CPM1A 系列 PLC 具有豐富的指令系統(tǒng)，其常用指令有 17 條，其他應(yīng)用指令有 76 條。 9 表 32 CPM1A指令一覽表 助記符 字數(shù) 指令功能 助記符 字數(shù) 指令功能 ADB 4 二進制加 END 1 結(jié)束 ADD 4 單字 BCD 加 FAL 2 繼續(xù)運行故障分析 ADDL 4 雙字 BCD 加 FALS 2 停止運行故障分析 AND 1 與 IL 1 互鎖 AND LD 1 邏輯塊與 ILC 1 解除互鎖 AND NOT 1 與非 INC 2 BCD 遞增 ANDW 4 字邏輯非 INI 4 模式控制 ASC 4